基于三菱PLC的伺服平台控制系统设计开题报告

1、6开题报告毕业设计（论文）题目基于三菱PLC的伺服平台控制系统设计题目类型工程设计（项目）论文类作品设计类其他1、 选题简介、意义课题简介：现代工业对运动控制系统的要求越来越高，因而高精度电气系统和高性能自动控制系统应运而生。随着科学技术的快速发展伺服控制系统已经得到越来越广泛的应用，对作为工业设备的重要驱动源之一的伺服系统提出了越来越高的要求，研究和发展高性能伺服控制系统成为共识。目前可编程控制器(PLC)与工业计算机在交流伺服控制的差距越来越小，工业控制系统采用可编程控制器(PLC)与交流伺服单元结合方案成为当今的主流形态。代表着伺服系统发展水平的主导产品伺服电机、伺服控制器，追求高性能、

2、高速度、数字化、智能型、网络化的驱动控制，以满足用户较高的应用要求十分迫切。课题意义：对于我们国家来说，加快伺服控制系统的研究也是有很大意义的。首先，伺服运动控制机构广泛应用于机器人、数控机床驱动及火炮、雷达、导航系统等国防装备中，其发展水平在很大程度上代表了一个国家的工业和国防自动化水平；其次，随着工业技术水平的普遍提高，目前缝制、纺织、印刷、化工等诸多轻工行业也逐渐开始采用伺服控制系统取代以往的步进电机驱动或变频驱动，以提高生产效率和产品质量，给伺服驱动系统带来大量新的市场机会。因此我国这样的大国来说，拥有生产具备世界先进水平的伺服控制系统的能力，将有助于使我国的诸多尖端技术领域不在受制于

3、人；我国又是一个人口大国，而资源又相对不丰富，发展经济型、低成本伺服控制系统的市场潜力极其巨大2、 课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）课题研究：基于三菱PLC的伺服平台控制系统设计主要研究的内容：介绍伺服控制系统的国内外现状和发展趋势的基础上，提出了本课题的系统集成方案，详细论述了Q 系列 PLC 伺服控制系统的软件和硬件的设计、系统三层网络通信的构建和系统远程上位监控系统的设计。本系统采用日本三菱公司生产的大中型Q 系列PLC 和各种模块以及执行设备按工业级标准建立硬件平台；采用三菱Q系列高性能CPU、定位模块QD74M4、I/O 模块、伺服

4、放大器、低惯量交流伺服电机HC-KFS13、专用伺服电缆SSCNET 和人机界面A985GOT 等组成三维伺服控制系统，能够完成多轴直线插补和圆弧插补运算，正方形、圆、各种艺术字以及组合图案的绘制等，并且通过人机界面可以方便的完成对系统的控制任务；采用了三菱的三层网络控制模式，设备层为SSCNET 现场总线网，控制层为MELSEC NET/H 网，信息层为以太网Ethernet，实现了伺服系统的网络控制功能；采用了工业组态软件MCGS 设计了上位监控系统，通过OPC 技术实现了MELSEC NET/H 网与组态软件的基于以太网的通讯，实现对各设备层的监控；在此基础上，还采用了MCGS 网络版实

5、现了远程监控功能，进一步完善了系统的构成和功能。最后通过实际的演示实验证明本设计的系统能够完成预先设定的技术要求，能够完成插补运算等功能，系统运行稳定、精度高，并且操作方便。解决的问题：抓住一种向高性能、高速度、数字化、智能型、网络化方向发展的理念，来实现高层次的应用要求，并重点研究网络化的伺服控制系统。预期目标：“基于多层网络的Q 系列PLC 三维伺服控制系统”是PLC 技术和伺服控制技术的结合的现代工业设计思想而设计集成的。选用先进的大中型Q 系列CPU、各种智能模块、工控机、人机界面、交流伺服电机、上位监控系统以及远程监控功能等，通过三层网络连接成一个完整的伺服运动控制系统，实现了数字化

6、、高精度、高速度、高性能等现代工业控制技术思想，可以预见PLC 技术和伺服控制技术的结合，将会越来越广泛应用到各种工业领域，并将成为现代先进工业控制的一种标志。研究步骤：系统在控制性能上虽然不如选用专用运动CPU 进行运动控制，但本课题的系统需要实现三轴的伺服运动定位控制，属于控制规模较小的场合，采用定位模块就足以实现三轴的精确定位控制，所集成的系统的成本远远小于运动CPU集成的伺服控制系统，并且相对有功率低、能耗小、低碳性，在目前中国市场属于主流的应用方案，也很适合我国现有的国情。方法及措施：本课题主要从以下几个方面进行研究：（1）伺服控制系统的设计与实现：三维伺服控制系统的运动机构设计；三

7、维伺服控制系统的电气硬件设计；三维伺服控制系统的软件设计；基于触摸屏的人机界面的设计。（2）构建三菱Q 系列PLC 的三层网络系统底层伺服系统 SSCNET 网（伺服系统现场总线网）的设计与实现；中间层网络 MELSEC NET/H 网的设计与实现；最上层以太网（Ethernet）的设计与实现。（3）完成上层上位机监控界面的MCGS 组态画面设计，并实现对本地执行机构的监控，同时通过以太网连接实现远程联网监视伺服执行机构的工作情况。3、 设计（论文）体系、结构（大纲）1 绪论1.1本课题研究的目的和意义1.2伺服控制系统的国内外现状和发展趋势1.2.1国外伺服控制系统发展现状1.2.2国内伺服

8、控制系统发展现状1.2.3伺服控制系统发展趋势2 基于多层网络的 Q 系列 PLC 三维伺服控制的系统集成设计2.1 运动控制系统的总体方案选择2.2基于Q系列运动控制系统的方案选择2.2.1方案一基于运动 CPU 的运动控制系统及其特点2.2.2方案二基于定位模块的运动控制系统及其特点2.2.3本课题的设计方案选择2.3.4设计的系统集成设计2.3.1设计的总体集成2.3.2本课题的项目集成设计3 伺服控制系统的软硬件设计3.1 Q系列PLC介绍3.1.1Q系列PLC的组成3.1.2Q系列PLC的功能及特点3.2伺服控制的插补原理3.3三维伺服控制系统的硬件设计3.3.1三维伺服系统的组成3

9、.3.2系统执行机构的设计3.4 三维伺服控制系统模块的地址分配和数据传输3.4.1模块的地址分配及通信连接3.4.2系统数据传输过程3.5三维伺服控制系统软件的设计3.5.1 软件平台介绍3.5.2 伺服放大器参数设置3.5.3 定位模块参数设置3.5.4 伺服控制系统的 PLC 的程序设计3.6 三维伺服控制系统人机界面的设计3.7 本章小结4 伺服控制系统多层网络通信的设计4.1 Q 系列 PLC 网络介绍4.2 设备层 SSCNET 总线网的通信实现4.2.1 三菱 SSCNET 总线的发展及优点4.2.2 三菱 SSCNET 总线网的连接4.2.3 三菱 SSCNET 总线网的通信实

10、现4.3 控制层 MELSEC NET/H 网的通信设置4.3.1 MELSEC NET/H 网的组成和特点4.3.2 三菱 MELSEC NET/H 网络模块介绍4.3.3 三菱 MELSEC NET/H 网的通信实现4.4 信息层以太网的通信设置4.4.1 以太网的功能和特点4.4.2 三菱以太网模块介绍4.4.3 三菱以太网的通信实现4.5 本章小结5 伺服控制系统远程上位机监控系统的设计5.1 工业组态软件 MCGS 介绍5.1.1 MCGS 组态软件的系统构5.1.2 MCGS 组态软件的功能和特点5.1.3 MCGS 组态软件的工作方式5.2 基于 MCGS 的监控组态设计5.2.1 绘制三维伺服控制系统画面5.2.2 伺服系统画面中构件的属性设置5.2.3 MCGS 组态软件的 OPC 数据交互模式设置5.3 基于 MCGS 的运行策略设计5.3.1 运行策略组态5.3.2 循环策略组态5.3.3 用户策略组态5.4 伺服控制系统的远程监控系统的实现5.5 本章小结6 基于远程伺服网络控制系统的综合调试6.1 本地伺服