課程設計基于PLC通信方式的變頻器閉環(huán)定位控制系統(tǒng)

1、閩南師范大學課程設計課題名稱：基于PLC通信方式的變頻器閉環(huán)定位控制系統(tǒng)目錄關鍵詞：三菱PLC，變頻器，定位控制，編碼器3一；控制要求4二；硬件部分52.1；系統(tǒng)接線原理圖52.2；電機轉數(shù)曲線5三；軟件部分53.1變頻器通訊協(xié)議53.2梯形圖8四；軟件調試114.1實驗步驟114.2調試中的問題；12五；系統(tǒng)應用125.1，基于PLC的鑿巖鉆車控制系統(tǒng)125.2，基于PLC控制的三軸鉆專用機床設計13六；參考文獻13摘要；PLC通信方式的變頻器閉環(huán)定位控制系統(tǒng)是以三菱PLC為核心，通過RS-485BD模塊與變頻器進行串行通信，變頻器按照設定值工作，同時，電機帶動編碼器旋轉，以編碼器的脈沖輸出

2、作為反饋信號，作為PLC高數(shù)計數(shù)器的數(shù)器信號，可以準確計算出電機轉數(shù)，從而實現(xiàn)電機準確閉環(huán)定位控制。PLC作為控制的核心，主要用來接收編碼器的反饋信號實現(xiàn)對當前位置的檢測，通過和設定值的比較用通訊功能來控制變頻器關鍵詞：三菱PLC，變頻器，定位控制，編碼器一；控制要求電機上同軸連旋轉編碼器，變頻器控制電機。變頻器按照設定值工作，帶動電機運行，同時電機帶動編碼盤旋轉，電機每旋轉一圈，從編碼盤脈沖端輸出500個脈沖信號到PLC的高速計數(shù)器端X0，這樣就可以根據計數(shù)器所計脈沖數(shù)計算出電機轉數(shù)，當計數(shù)器到設定閥值后執(zhí)行減速段程序段，控制電機減速至停止，完成定位控制。二；硬件部分2.1；系統(tǒng)接線原理圖2

3、.2；電機轉數(shù)曲線三；軟件部分3.1變頻器通訊協(xié)議圖3 通信協(xié)議*1.如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據錯誤并且進行再試從用戶程序執(zhí)行再試操作如果連續(xù)再試次數(shù)超過參數(shù)設定值變頻器進入到報警停止狀態(tài)*2.發(fā)生接收一個錯誤數(shù)據時變頻器給計算機返回再試數(shù)據，如果連續(xù)數(shù)據錯誤次數(shù)達到或超過參數(shù)設定值變頻器進入到報警停止狀態(tài)PLC到變頻器通信請求數(shù)據格式如下：圖3 通信數(shù)據格式運行指令FAH02正轉H00停止頻率寫入EDH0000 H2EE0修改變頻器頻率3.2梯形圖四；軟件調試4.1實驗步驟1、 按下表對變頻器進行參數(shù)設置：Pr.8Pr.30Pr.79n1n2n3N 4n 5n 6n 7n 8n 9n10n11010148

4、100.0010在改其他參數(shù)時，要首先把n10改成0，然后掉電，再開電把變頻器打開，再按PU鍵使PU指示燈，然后改其他參數(shù)，然后掉電。把參數(shù)保存入變頻器，然后上電，再改n10參數(shù)，2、正確將導線連接完畢后，將程序下載到PLC主機，將“RUN/STOP”開關撥到“RUN”。3、點擊標準工具條上的“軟件測試”快捷項（或選擇“在線”菜單下“調試”項中的“軟件測試”項），進入軟件測試對話框。（1）在“字軟元件/緩沖存儲”區(qū)欄中的“軟元件”項中鍵入D10，設置D10的值，確定電機的起始轉速。輸入設定值N，N為十進制數(shù)，為變頻器設定的頻率。（如N=30，則變頻器的設定起始頻率為30Hz）。建議頻率設定不要

5、過大或過小，否則電機將不易受到PLC的控制。（2）在“字軟元件/緩沖存儲”區(qū)欄中的“軟元件”項中鍵入D0，設置D0的值，確定電機的轉數(shù)。（如輸入十進制數(shù)“100”，則電機將在啟動的條件下轉動100圈后停止運行）。由于電機本身的性能以及變頻器的特性，定位略有偏差。（3）在位軟元件中的軟元件鍵入M0，由M0強制ON控制電機轉動。電機將在轉動設定圈數(shù)后停止運行。如想在此過程中讓其停止，點擊“強制OFF”便可。 4.2調試中的問題；1. 首先對變頻器的設置時，要先將n10該為0,掉電后再打開變頻器才能對變頻器的參數(shù)進行設定2. 在調試時一開始發(fā)現(xiàn)PLC由STOP到RUN時，只有PLC的SD燈在亮，而R

6、D燈不亮，后來檢查程序后發(fā)現(xiàn)在發(fā)送校驗碼時出現(xiàn)了錯誤，原來的程序是將累加的和的高兩位做了校驗和，而需要的校驗和是低兩位，故將程序中的D16做了調整，之后RD和SD燈都亮了3. 剛開始時C235不能對外部脈沖進行計數(shù)，后面換了一臺PLC做實驗又可以計數(shù)了。所以是前一臺PLC的計數(shù)器有點問題。五；系統(tǒng)應用5.1，基于PLC的鑿巖鉆車控制系統(tǒng)履帶式液壓露天鉆車是一種優(yōu)良的鉆孔設備，主要用于露天臺階式開挖鉆鑿邊坡預裂孔、爆破孔和邊坡錨桿孔。針對重型鑿巖鉆車ROC848HC存在的如下問題提出改進方案：1）鉆臂定位精度、效率和自動化程度不高。2）液壓鑿巖機檔位有限，無法根據巖石具體情況實現(xiàn)無級、調頻、調幅

7、鉆進。3）純液壓式預防卡釬系統(tǒng)對，類卡釬判別所需時間長，預防效果不很理想?；赑LC的改進控制方案：1）機械鉆臂加裝角度、位置傳感器，采用電液比例和脈寬調制的方法，應用PLC對鉆臂定位實現(xiàn)閉環(huán)控制，并在觸摸屏上實時顯示鉆臂位置和鉆進情況。2）提出了一種基于PLC控制的，配合使用高速開關閥和插裝閥，根據釬桿反彈速率，實現(xiàn)自適應鑿巖的液壓沖擊器無級調速方案。設計出一種新型可無級、調頻、調幅的前腔常壓、壓力反饋式液壓沖擊器方案，對其進行理論分析并建立了數(shù)學模型。針對現(xiàn)有沖擊器只有三個沖擊檔位的具體情況，利用PLC的高速運算功能，在鑿巖過程中對沖擊油壓、鉆進油壓和轉釬流量這三個參數(shù)采用試行登山法進行自

8、尋優(yōu)控制，以提高鉆孔效率。3）對鑿巖過程中的卡釬種類進行理論分析，提出了利用PLC，根據轉釬和鉆進油壓變化速率的卡釬判別方案，更迅速地對卡釬種類進行判別，更好地實現(xiàn)二路反饋三級防卡的預防卡釬方案。 同時采用PLC改進原鉆機電路控制系統(tǒng)，省略了該機電路中的一些輔助繼電器、時間繼電器、脈沖繼電器，從而簡化了電路，提高了控制系統(tǒng)的可靠性、維修簡便性和柔性；采用觸摸屏進行人機交互，改善了操作界面，簡化了操作面板，更好地對整機運行狀況實行監(jiān)控。5.2，基于PLC控制的三軸鉆專用機床設計以加工刮板運輸機的重要零件刮板的三軸鉆專用機床為研究對象，完成了機床的總體設計、主軸箱設計、進給系統(tǒng)設計和PLC控制系統(tǒng)

9、的設計。本機床的工作過程是：當裝有工件的專用夾具與機床工作臺上的兩個定位觸點相接觸時，工件裝夾完成的信號傳送給機床控制系統(tǒng)。機床控制系統(tǒng)發(fā)出指令，驅動機床主軸箱快進、工進1、(鉆孔)、工進2(锪孔)，然后機床主軸箱回零，完成一個工作循環(huán)。 通過對國內外大量相關文獻進行檢索和研究，在分析多軸機床、立式鉆(銑)床、搖臂鉆床、組合機床的配置方案和技術參數(shù)的基礎上，確定了機床的配置方案，并按工藝要求，確定了機床的運動參數(shù)和動力參數(shù)，完成了機床的總體設計。 基于對數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)的設計特點、數(shù)控機床主軸要求的認真研究，結合可調多軸機床的調整方案和結構特點，設計了機床的主傳動系統(tǒng)、主軸組件，并對主軸箱中重要的傳動件和聯(lián)接件進行了計算和校核。 按照數(shù)控機床伺服進給系統(tǒng)的要求，設計了機床的伺服進給系統(tǒng)，對系統(tǒng)所需硬件進行了選擇和驗算，并對機床的定位精度進行了計算和校核，以滿足工件的加工要求。 對PLC控制系統(tǒng)中硬件的參數(shù)進行匹配，編寫了機床定位模塊的定位程序和機床PLC的控制程序，實現(xiàn)了用PLC控制變頻器對機床主軸無級調