开题报告-基于PLC的运动系统触摸屏监控设计.doc

福州大学本科生毕业设计（论文）开题报告姓 名学号专 业机械设计制造及其自动化题 目基于PLC的运动控制系统触摸屏监控设计一、研究背景、概况及意义1、研究背景及概况运动控制通常是指在复杂条件下，将预定的控制目标转变为期望的机械运动。运动控制系统能够实现对被控机械精确的位置控制、速度控制、加速度控制、转矩或力的控制，以及这些被控机械量的综合控制。运动控制技术综合了微电子技术、计算机技术、检测技术、控制技术、伺服技术等学科的最新成就，是自动化技术的重要组成部分。最初的运动控制器实际上是可以独立运行的专用控制器， 往往无需另外的处理器和操作系统支持，可以独立完成运动控制功能、工艺技术要求的其他功能和人机交互功能。这类控制器可以成为独立运行（Standalone）的运动控制器，主要针对专门的数控机械和其他自动化设备而设计，往往已根据应用行业的工艺要求设计了功能，用户只需要按照其协议要求编写应用加工代码文件，利用RS232或者DNC方式传输到控制器，控制器即可完成相关的动作。1996年，在美国海军支持下，美国国际标准研究院提出了“EMC（增强型机床控制器）”；由美国通用、福特和克莱斯勒三大汽车公司提出和研制了“OMAC（开放式、模块化体系结构控制器）”，其目的是用更开放、更加模块化的控制结构使制造系统更加具有柔性、更加敏捷。该计划启动后不久便公布了一个名为“OMACAPT”的规范，并促成了一系列相关研究项目的运行。通用运动控制技术作为自动化技术的一个重要分支，在20世纪90年代，国际上发达国家，例如美国进入快速发展的阶段。由于有强劲市场需求的推动，通用运动控制技术发展迅速，应用广泛。近年来，随着运动控制技术的不断进步和完善，运动控制器作为一个独立的工业自动化控制类产品，已经被越来越多的产业领域接受，并且已经达到一个引人瞩目的市场规模。2、研究意义 在工业的生产线上有时需要工作平台的简单运动来完场生产需要（如：成品的摆放，选取所要加工的工件等），或者需要用数控机床来完成零件的钻孔、攻丝。这些较为简单的加工若使用运动控制器来进行控制，只能运用到运动控制器的定位、回原点、直线移动等基础功能，不仅造成了不必要的浪费，而且大大增加了整个系统的成本。本研究使用PLC的位置控制器（NC）代替运动控制器对X-Y两坐标丝杆传动机构进行控制，在大部分是PLC控制的生产线上，只需加上一个位置控制模块便可实现成品的摆放，工件的选取等功能。使得该系统在自动化与智能化的同时相对于其他控制器更加节约成本。同时，使用触摸屏进行监控，易于进行人机交互，节省空间且操作简单。二、研究主要内容通过PLC控制X-Y两坐标丝杠传动机构并用触摸屏监控，本研究可用于提高传动机构的运动精度、位置控制精度等。其主要的研究内容有：机械部分：1设计并加工滑块，选择连轴器等零件；2搭建X-Y两坐标丝杠传动机构；电气控制部分：1完成PLC控制系统的硬件设计，包括外围电器元件的选型计算；2电气原理图的设计；3控制系统框图；4完成PLC控制程序设计，并上机调试通过；5完成触摸屏监控画面设计，并上机调试通过；三、研究步骤、方法及措施1熟悉课题相关知识，通过图书馆和互联网等渠道查阅参考资料；2熟悉X-Y两坐标丝杠传动机构，设计滑块并选择联轴器等零件，搭建X-Y两坐标丝杠传动机构并进行机械部分调试。3熟悉OMRON的触摸屏、可编程控制器、位置控制单元、伺服驱动器、伺服电机等器件的使用方法，以及各部件的连接方式，使用的注意事项等。对电气原理图进行初步设计；4对PLC的I/O分配表进行设置，确定使用的CJ1系列PLC的模块数，确定其余元器件的选型并编写相应控制梯形图程序，通过上机调试完善程序；5自学NS系统程序设计软件，参考相关的可编程终端的触摸屏设计，进行借鉴和创新。通过对CX-designer软件设计X-Y两坐标丝杠传动机构的监控系统，包括主运行界面、设备调试界面、参数设置界面、状态监控界面、报警界面等界面并进行模拟运行；6编写毕业设计说明书。四、研究进度计划开题报告 第 1周文献综述 第 2周搭建X-Y两坐标丝杠传动机构 第34 周PLC控制系统的硬件设计 第56 周电气原理图 第7周控制系统框图 第 8 周PLC程序设计并上机调试 第910周触摸屏设计及联机调试 第1113周滑块、连轴器零件图 第 14 周撰写毕业设计说明书 第1516周五、参考文献1吴亦锋可编程序控制器原理与应用速成（第二版）福州：福建科技出版社，20092 吴亦锋，祖龙起可编程终端应用案例北京：高等教育出版社，20103 霍罡，曹辉可编程序控制器模拟量及PID算法应用案例北京：高等教育出版社，20084 巫松桢电气工程师手册北京：机械工业出版社，20005 张宁，余琦电气制图国家标准汇编北京：中国标准出版社，20016 樊金荣欧姆龙CJ1系列PLC原理与应用北京：机械工业出版社，20097 祖龙起，姜永芹可编程序控制器网络系统应用案例北京：高等教育出版社，20098 宋伯生PLC编程理论算法及技巧北京：机械工业出版社，20059 吴亦锋，侯志伟PLC及电气控制北京：电子工业出版社，201210 蔡杏山零起步轻松学欧姆龙PLC技术北京：人民邮电出版社，201111 汪小澄，袁立宏，张世荣可编程序控制器运动控制技术北京：机械工业出版社，200612 OMRON公司NS-Series Programmable Terminals Programming Manual 200213 OMRON公司NS-Series Programmable Terminals Operation Manual 200214 曾繁玲运动控制技术的发展与现状广东：广东省罗定职业技术学院15 郗志刚，周宏甫运动控制器的发展与现状广东：华南理工大学，200516 吴孜越，胡东方，杨丙乾运动控制器在国内的应用及发展河南：科技大学，2007