昆明理工大学伺服变频实训报告.doc

实训成绩批阅教师 日 期 实 训 报 告课程名称 伺服变频实训 专业班级 电信1311 学 号 2013118504111 学生姓名 杨幼周 指导教师 胡寅 实训地点 明轩楼502 2016 年 5 月 18日1、 三自由度机械臂工作原理简述，结构框图绘制S7-200 SMART产品多种多样且提供基于Windows的编程工具，这使得您可以灵活地解决各种自动化问题。S7-200 SMART系列微型可编程逻辑控制器(Micro PLC, Micro Programmable Logic Controller) 可以控制各种设备以满足您的自动化控制需要。CPU模块配备了标准型和经济型供用户选择，分别用于复杂和简单的工业领域。可扩展的标准型模块可处理更多I/O需求的复杂任务，最大可扩展到188点，可满足大部分小型自动化设备的控制需求。经济型CPU模块则直接通过单机本体满足控制需求。S7-200 SMART CPU模块本体最多可集成3路高速脉冲输出，频率高达100KHz，支持PWM/PTO输出方式以及多种运动模式，可自由设置运动包络。机械手由气控机械手、横纵轴丝杆组、底转盘机构、旋转基座等组成。由伸缩步进电机控制机械手手臂的左右运动，升降步进电机控制上下运动，装在底盘的直流电动机的正反转控制机械手的旋转可逆运动。结构框图：通信及网络设备触摸屏显示器其他设备扩展模块工业控制计算机CPU主机 二、 伺服控制部分：1. 伺服驱动器主回路、控制回路接线图2. 伺服驱制器内部参数设置说明在第1 层中选择“EE ”并按Enter 键进入参数管理方式。选择操作模式，按Enter 键，并保持3 秒以上，显示器显示“FInISh”表示操作成功，若显示“Error”，则表示操作失败。按键返回。 EE-set：参数写入，表示将参数表中的参数写入 EEPROM 的参数区，不受断电影响，永久保存。 EE-rd：参数读取，将 EEPROM 的参数区的数据读到参数表中。当用户对修改后的参数不满意或参数被调乱时，执行该操作，可恢复成刚上电的参数。 EE-def：恢复缺省值，表示将所有参数的缺省值 （出厂值）读到参数表中，并写入到EEPROM 的参数区中，下次上电将使用缺省参数。当用户将参数调乱， 无法正常工作时，可进行该操作。要注意的是，在恢复缺省参数后，应该 修改电机证型号代码参数 （参数PA1 ）以匹配正在使用的电机。3. 伺服驱制器点动调试步骤说明在第1 层中选择Jr - ，按Enter键进入JOG 运行方式，即点动方式。JOG 运行提示符为 J ，数值单位是r/min，系统处于点动控制方式。J0G 速度由参数PA21 设置。按 键并保持，电机按JOG 速度运行，松开按键，电机停转，保持零速；按键并保持，电机按负的JOG 速度运行，松开按键，电机停转，保持零速。参数设定表点动模式示意图为了安全起见，点动JOG 运行速度设定在低速 100 转以下。点动速度设定参数为PA-21，JOG运行以此参数做为运转速度。设置参数后（PA53=1），伺服驱动器使能，指示灯 Run 点亮，此时驱动器和伺服电机处于零速运行状态。 进入主菜单第一层，选择点动运行“Jr”，按Enter 键进入JOG 运行控制菜单。 进入JOG 控制菜单后，按下减小键并保持，电机按点动速度反转运行（CW 方向），松开按键，电机停转，并保持零速；按下增加键并保持，电机按点动速度正转运行（CCW 方向），松开按键，电机停转，保持零速。 3、 PLC部分：1. PLC控制电气图点动控制电气原理图2. PLC运动控制程序编制调试（1）数字11画法：程序：（2）数字71画法：程序：四、 MCGS组态部分1. MCGS工控组态界面设计5、 联机调试PLC、触摸屏和伺服驱动器实现运动控制功能，过程记录由于联机调试中设备存在一些问题，所以这一项目由实际操作改为老师讲解演示。只要设计完成组态界面，然后将对应的按钮关联到相应的程序，即可完成通过触摸屏来控制机械手工作。每个按钮关联的程序又各不相同，所以按下不同的按钮，就可以实现机械手运动写出每个人的学号后两位数字。六、心得体会本次实训计划历时两周，在这期间，经过自己和老师的共同努力，我完成了一整套伺服与变频技术的实训。从一开始的老师讲解讲授机械手工作原理，到自己实际拆分机械手查看内部构成和电路连线情况，运动控制原理，主回路、控制回路接线方式，伺服控制器的参数设置和调整，以及后面的手动控制机械手运行，通过程序设计自动控制机械手运行，使得机械手能够按照预先设置的程序达到一些项目要求。这一整套的实训内容，更加贴近了将来的工作，和实际紧密联系，一切标准按照工业设计生产要求来完成。实训一开始，大家都以为只是一个普通的机械手控制调试，但是老师反复强调，这次实训手动调试机械手工作只是其中的一个方面，另一个重要的方面，是要掌握通过PLC编程来驱动机械手自动运行，能够在自动运行的情况下，三轴协调动作，写出不同的阿拉伯数字符号。从程序的设计，到实际的调试，以及最后的结果验证，都需要按照操作规程严格执行，否则不仅可能会导致实验失败，机械故障，还可能会导致触电事故的发生。在我们基本理清机械手的线路连接情况后，向老师口头表达，才发现这次实训的要求不仅仅是要让机械手动起来，更要让它能够通过预先编写的程序，完整无误的执行程序，做出项目要求的内容。只是CPU接口的一个设置错位，就可能导致机械手不能被正常驱动，所以细化设备和程序之间的对应关系及工作原理，就耗费了不少的时间。从这件事可以看出，一个是自己对于伺服变频技术的理解很模糊，以前的学习仅限于书本，并不是真正的在实物上进行操作，另一个是充分的说明，在伺服变频技术中，基础知识的重要性。按照设计要求绘制出完整精准的操作流程图，不仅能直观明了的反映电路的工作过程和原理，更能正确的指导电路程序的设计。接下来就是按照三自由度机械手的操作说明，先进行手动控制，通过调节下方的伺服驱动器来控制机械手往X、Y、Z轴运动。每一个轴的运动距离及运动方向都要按照设备说明书来一一对应操作，这对于我来说以前并没有过尝试。因为以前的机械控制并不是需要同时控制两个及以上的设备工作，也不需要自己按照说明书调试设备，通过老师的讲解自己摸索操作即可，而现在则是需要我们在实现单一机械轴运动的同时，再实现两轴和三轴的联动，并且要严格按照说明书的参数进行设定，否则就会导致设备工作不正常。原来的方式虽然看起来不是很麻烦，对于简单的设备可能还奏效，但是对于操作复杂的设备，可能只是很小的一个错误，就需要在大型复杂的设备中寻找一个难以发现的细节，耗时耗力。而严格按照说明一步一步进行操作，不仅能直观的反映出每个步骤的工作原理和运行状态，还能及时查错，养成先吃透说明书，后进行进行实际操作的习惯，对于以后操作结构复杂的大型设备有很大的好处。所以这次实训不仅是增加了自己的知识，提升了自己的设计能力和辨识能力，规范了自己的操作标准，培养了先查询操作手册的习惯，还纠正了自己以前在设备操作中的各种错误，改变了自己对于未知设备操作的认识。在PLC程序设计中，依然有很多考虑不周，或者说是需要反复测试的地方。就如老师所说的，程序设计不可能一蹴而就，需要一步一步的考虑，分模块来实现功能，然后再将这些模块整合到一起。按照这样的方式设计程序不仅不容易出错，还能极大的提高效率。按照我们以前的方式，就是直接将需要实现的功能统统的编写在一起，然后进行验证，但是毕竟我们的经验不够丰富，难免出现错误，出现错误之后，要在整体的程序中进行查错，相当麻烦。按照老师所说的分步骤分模块来编写程序，首先你能知道每一块程序的作用和功能是什么，然后分别对每一块程序进行测试，在测试中，如果出现问题，也只需要修改这一小部分程序，相对于整体的程序修改工作量大大减少。最后将每一块经过检查无误的程序整合到一起，就能实现功能。例如一开始的编程过程中，我就是直接笼统的设计程序，并没有分模块进行，结果出现了问题，但是也排查不出是哪里的问题。所以后来在老师和同学的指导下，我开始分模块编程，先驱动一个机械轴运行，然后再控制两个，最后是三个轴的整合。此次实训要求写出自己学好后两位的阿拉伯数字，所以编程也分为了三个模块，第一个第二个模块就是写出两位数字，第三个模块是把两位数字进行整合。我的学号后两位都相同，是11号，所以难度并不是很高。在提交给老师检查之后，老师又要求再编写一个其他数字的程序作为补充。后来又编写了程序，使用机械轴画出数字71。在设计中，其实还是有很多需要自己重新完善的知识和需要注意的操作步骤，自己以后应该多多考虑。在MCGS工控组态界面设计的过程中，主要是需要考虑到设计界面的美观性和可操作性。界面设计是原来实训中几乎没有接触到的问题，这就不仅要求我们要能够实现其功能，更要考虑人机交互界面的排布合理性。一个优秀的人机交互界面，才能够准确快速的实现功能，并给予使用者在视觉上的美感，减少对于设备使用过程中的枯燥乏味。所以这也是设计的重要一环，至少自己应该要确保将来设计过程中，显示的界面不至于太缺乏美观性。在对PLC、触摸屏和伺服驱动器进行联机调试的时候，由于设备之间的关联出现问题，所以未能按计划继续。但是老师也将具体的方式方法教给我们，通过每一个人对应的按钮，关联相应的PLC程序，就可以实现联机控制按动每个不同的按钮驱动机械轴按程序运行。每学期的实训，都能增加自己的动手操作能力和对于将来工作的适应能力。实训的意义并不是要做出一