运动控制实训报告

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1、成绩批阅教师日期氐玳理匸犬球城市学院CITY COLLEGE, KUNMING UN I VERS ITY OF SC IENCE AND TECHNOLOGY运动控制实训系统实训报告课程名称 运动控制技术与运用专业班级学 号学生姓名指导教师2013年12月5日目录项目一11.1项目名称11.2电梯模型设计内容及要求11.3电梯模型设计分析及设计思路11.4电梯模型设计方案设计说明21.5电梯模型设计完整电路原理分析31.6电梯模型设计制作、调试情况101.7电梯模型设计实训成果10项目二112.1项目名称112.2步进电机驱动设计内容及要求112.3步进电机驱动设计题目分析及设计思路112.

2、4步进电机驱动设计方案设计说明112.5步进电机驱动设计完整电路原理分析122.6步进电机驱动设计制作、调试情况132.7实训成果13实训心得体会14附录14项目一11项目名称电梯模型控制1.2电梯模型设计内容及要求内容：一、接收并登记电梯在楼层以外的所有呼叫指令信号，给予登记并输出登记 信号；二、根据最早登记的信号，自动判断电梯是上行还是下行，这种逻辑判断称 为电梯的定向。电梯的定向根据首先登记信吃的性质可分为两种。一种是指令定 向，指令定是把指令指出的目的地与当前电梯位置比较得出“上行”或“下行” 结论。例如，电梯在二楼，指令为一楼则向下行；指令为四楼则向上行。第二种 是呼梯定向，呼梯定向

3、是根据呼梯信号的来源位置与当前电梯位置比较，得出“上 行”或“下行”结论。例如，电梯在二楼，三楼乘客要向下，则按AX3,此时电 梯的运行应该是向上到三楼接该乘客，所以电梯应向上。三、电梯接收到多个信号时，采用首个信号定向，同向信号定向，同向信 号先执行，一个方向任务全部执行完后再换向。例如，电梯三楼，依次输入二楼 指令信号、四楼指令信号、一楼指令信号。如用信号排队方式，则电梯下行至二 楼一上行至四楼一下行至一楼。而用同向先执行方式，则为电梯下行至一楼一上 行至二楼一上行至四楼。显然，第二种方式往返路程短，因而效率高。四、具有同向截车功能。例如，电梯在一楼，指令为四楼则上行，上行中三 楼有呼梯信

4、吃，如果该呼梯信号为呼梯向（K5），则当电梯到达三楼时停站顺路 载客；如果呼梯信号为呼梯向下（K4），则不能停站，而是先到四楼后再返回到 三楼停站。五、一个方向的任务执行完要换向时，依据最远站换向原则。例如，电梯在 一楼根据二楼指令向上，此时三楼、四楼分别在呼梯向下信号。电梯到达二楼停 站，下客后继续向上。如果到三楼停站换向，则四楼的要求不能兼顾，如果到四 楼停站换向，则到三楼可顺向截车。电路的形式不限，实训具体要求如下：要求：1. 画出控制系统的框图，说明系统方案设计的思路、理由或依据；2. 选择、确定组成控制系统的各个单元，并阐述选择确定的原则或依据；3. 画出完整的电气原理图，介绍整体电

5、路的工作原理；4. 如采用PLC控制，给出控制程序的流程图、梯形图，并说明程序的工作 原理。如采用单片机控制，给出单片机程序的流程图和清单，说明程序的工作原 理。5. 制作控制系统电路，验证设计、制作是否正确。1.3电梯模型设计分析及设计思路设计技术要点：1.同时呼梯信吃指令的登记设计（例如：一楼、二楼、三楼 同时呼梯），输出保持，直至各信号被运行，清除信号登记；2.电梯最短路径运 行模式设计（即最高效率运行）3设计时还需考虑电梯的停层时间（为了模拟电 梯开门和关门时间）和平层（与电梯地板平齐）。注意事项：1信吃的判别（逻辑判别），例如：根据信吃判别电梯上行还是下 行；2.西门子PLC S72

6、00电源输入公共端和输出公共端分别至+24V和+5V； 方案：方案一：利用三菱梯形图仿真软件编辑电梯运行梯形图，下载编辑好的程序至三 菱PLC中，根据实验室条件电梯模型搭硬件电路，控制电梯的模拟运行； 方案二：利用西门子PLC S7200编程软件编辑电梯运行程序，下载已编辑好的 程序至西门子PLC S7200/CPU 226中，根据实验室条件电梯模型搭硬件电路， 控制电梯的模拟运行；1.4电梯模型设计方案设计说明方案确定：由于实验室只拥有西门子PLC S7200/CPU 226实验设备以及西 门子专用PLC编程软件，因此，采取方案二，也即利用西门子PLC S7200编程 软件编辑电梯运行程序，

7、然后下载已编辑好的程序至西门子PLC S7200/CPU 226中，根据据实验室电梯模型搭硬件电路，控制电梯的模拟运行。电路系统框图及框图原理：框图原理：通过计算机将已编辑好的电梯程序下载至S7200/CPU 226 PLC中, 然后将PLC输入端口与输出端口依据对应的PLC输入输出端口地址对应表进行与 开关量实验板电梯实物模型对应开关端口进行连线，最后连接输入输出公共端, 注意开关量实验板上的-24V公共端和-5V公共端应连接至一起。1.5电梯模型设计完整电路原理分析 完整PLC接口图：L.1 L2 KMI KM2L3L4L5 M L7 LS L9 L10L11L12L13 ug3L三xh5

8、宁7ubiS7-200/CPU226rtgSQI SQ2 SQ3SQ4 SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6 SB? SB SB9 SB10输入输出地址分配表:输入：名称元件名地址编号名称元件名地址编号一层位置开关SQ110.0一层上行呼梯SB5I1.0二层位置开关SQ2I0.1二层上行呼梯SB6I1.1三层位置开关SQ310.2三层上行呼梯SB7I1.2四层位置开关SQ4I0.3二层下行呼梯SB8I1.3一层指令开关SB110.4三层下行呼梯SB9I1.4二层指令开关SB2I0.5四层下行呼梯SB10I1.5三层指令开关SB310.6四层指令开关SB410.7输出名称元件名地址编号

9、名称元件名地址编号一层指令登记L3Q0.0一层上行呼梯L7Q1.0二层指令登记L4Q0.1二层上行呼梯L8Q1.1三层指令登记L5Q0.2三层上行呼梯L9Q1.2四层指令登记L6Q0.3二层下行呼梯L10Q1.3上行指示L1Q0.4三层下行呼梯L11Q1.4下行指示L2Q0.5四层下行呼梯L12Q1.5上行驱动KM1线圈Q0.6开门模拟L13Q1.6下行驱动KM2线圈Q0.7关门模拟L14Q1.7PLC程序流程图:PLC程序:禅27kinH ZV|匸IQi 7T3733D FT 10Q msM 30I开门颐Q1ETM I.Eon 5黄门刚D 冃曲J?I关门im渺j17T卜rIHTONp-IDQ

10、msQI.E31I上订*舷床M2 51.6电梯模型设计制作、调试情况将计算机中利用西门子专用PLC编程软件编好的四层电梯模型程序下载至 PLC S7200中，（下载程序时需将PLC置于STOP状态），之后，按照PLC输出 输入地址分配表进行输入输出端口与开关量实验板上的模拟小型电梯系统连线， 最后，对各模块供电。供电完毕即可按要求运行，此中遇到的问题有：1.PLC输 入输出模块公共端如何供电未知，解决此问题的办法是：参照PLC接线指导书进 行相应接线；2.电梯不运行，解决的办法：查找电源供电状况，结果电源+24V 与及+5V没有电压输出，原因是保险烧坏，更换保险；3模拟电梯模型没有按照 要求楼

11、层停层；解决的办法：从新检查程序，更正错误程序，使得程序按照规定 要求运行。1.7电梯模型设计实训成果当电梯处于基站，关门等运行状态时，此时按基站外呼按钮，信号经按钮传 输到PLC，经PLC判断为本层开门，再将信号传输到M2开关门电动机（程序模 拟延时3秒）输出开门信号，电梯开门。经延时，电梯自动关门。也可按关门按 钮，使电梯提前关门。开门时显示板上的开门显示发光二极管点亮，开门结束后 熄灭。关门时关门显示发光二极管点亮，关门结束后熄灭。如果内选指令选四层 按钮，则指令经串行传输到PLC上，显示屏上的发光二极管L4闪亮，当手离开 按钮后，信号被登记，内选按钮指示灯也点亮，电梯定为向上运行。PL

12、C核实信 号后，可将运行信号传输到各个工作部位并发出运行指令。电梯开始按给定曲线 运行，其给定速度信号不断与速度反馈信号比较，不断校正，使电梯运行的速度 曲线尽量符合理想的运行曲线，使电梯运行平稳。电梯每到一个楼层限位开关， 开关便接通一次，层楼指示变化一次。运行过程中PLC里的“先行楼层”不断寻 索楼层呼梯指令信号。当“先行楼层”导索到呼梯指令后，上到站钟GU或下到 站钟GD发出到站指示，经延时，PLC发出换速信号，电梯开始减速运行，制动系 统工作，电梯停稳。电梯停稳后，发出开门信号，电梯开门。经延时，关门时 间到，发出关门信号，电梯又开始关门。电梯门关好后，其运行方向按内选指令和外选召唤与

13、内选的相对位置而定。如没 有任何指令，电梯就地待命。项目二2.1项目名称步进电机驱动2.2步进电机驱动设计内容及要求内容：用三个发光管指示灯代替步进电机的三相绕组，试设计、制作一个“单三拍” 驱动控制电路，使步进电机能在ov、5V的电压控制方向和5V的控制脉冲的作用 下“正转”或“反转”。电路形式不限。要求：1. 画出电路的系统框图，说明电路方案设计的思路、理由或依据；2分单元画出各单元具体的电路图，阐述电路的工作原理，介绍电路中主要 元器件的作用及其参数的确定原则或依据；3画出完整的电气原理图，介绍整体电路的工作原理、性能或特点；4如果采用了单片机，给出单片机程序的流程图、清单并说明程序的工

14、作原 理。5制作实物电路，验证设计、制作是否正确。2.3步进电机驱动设计题目分析及设计思路设计技术要点：1步进电机的驱动控制的“单三拍”驱动控制电路的设计；2. 步进电机在低电平+0V和高电平+5V的情况下控制步进电机运转方向；3.+5V 的控制脉冲控制转速。设计方案：方案一：使用专门的电机驱动芯片ULN2003A来驱动电机运行，驱动芯片的 优点是便于电路的规模化集成，且驱动电路简单，驱动信号很稳定，不易受外界 环境的干扰，因而设计的三相步进电机单三拍驱动控制系统好；方案二：使用数字芯片与非门（或非门）、RS触发器等电子元器件搭建步进 电机驱动电路驱动电机的运行。这种方案的电路优点是使用电子器件连接，电路 比较简单，但易受干扰，信号不稳定，不便于较大电路的集成，使用时不方便， 连接时容易出错。2.4步进电机驱动设计方案设计说明方案的确定：由于实验室具有+5V的控制脉冲控制步进电机的转速，以及0V （可以接地）和+5V的稳