昆明理工大学伺服变频实训报告

1、实训成绩批阅教师風巩疙N殳孝城市学院CITY COLLEGE, KUNMING UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY实训报告课程名称伺服变频实训专业班级电信1311学 号学生姓名杨幼周指导教师胡寅实训地点明轩楼5022016年5月18日一、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 Con troller)可以控制各种设备以满足您

2、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

3、构框图:二、伺服控制部分：1伺服驱动器主回路、控制回路接线图3 PH 诧 ifAramOFI L2蚀WJ辎零 iwsiffiambv.HIM鬪if'先哦S£Ti獅KS B倚諭BZI缩閱锚ftk2般；"&地>THntnU ( V I w < PE(U2V3W1$r)CN2HhCN1ri-ir/-7Of】ov9av2<lb(B3<y-n(E-14t>cI：-I3、'十5YII*I2L5PE1. 7k1 SCNII9 CI_E179C2、>AU?S7-| AUU21-BRK22 1-COMJLI-DODOMi叫9 i&#

4、39;L-朗H18k、i命21頁-伽J9-:.10-(JB-JL-呻1-必2-偲-12-CZiCftE$J4*t>1.1X11-B越惴oil 汛 *-»&图芬13位进控制卜栋准接线图:上JiIIIIIS3 ntSE AC22OV 命«Q-| R»«)uVwPEU2V3W41何肿啦r-y报曙齢OCL16)9CN11SCI17sc?gAl RS；7/T_r*jCN2CN1IWJ；(-O-4W)| BRKCOM30'2丄7k门| HzHtTCN2A渤關BZZ昨_U113 7>A9AT-N/omd5OftH19Cft10帥II1111

5、(E+2&12czTDGTD6LCN2AS'.AT*1用II倚;地PE2JI'*、ti7HWftV91031J世11"u+'6u-13v+5AWI-12"'w-15FEll1412l.'iI1a 3-14速度枷模拟量控制f标准接线图2伺服驱制器内部参数设置说明按下并保持3秒择作戍功In I5H n掾作失败Ini er图45参数管理操作框图在第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“FlnISh ”表示操作成功，若显示Error” 则表示操作失败。按-键返回。

6、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JO

7、G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。JOG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。参数设定表参数名称设定值缺省值设定说明PA04控制方式40设定为点动JOG控制方式PA20驱动禁止11忽略CW和CCW驱动禁止PA21点动运行速度100120JOG运转速度PA40加速时间常数适当0减小加速冲击PA41减速时间常数适当0减小减速冲击PA53SON使能控制10在无外加使能的情况下，强制使能点动模式示意图Jr41000 -10

8、0-显小':操作:J 0L放开 按住放开为了安全起见，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E nter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。三、PLC部分：1. PLC控制电气图点动控制电

9、气原理图2. PLC运动控制程序编制调试(1)数字11画法：程序:I融如l.i-心迦肯上博二事不二區 口沖 皿0竝SBiyi.041甲 F£»nctztsj 鹿待” 就莎eb*DvS .Igp croso.、号V唏* <1 nt 7常*-SJW h iei临门<烟 POAAI Wd-ULS卫F理£8 j3亡 e * 炉-51S gEsnuglK»器凤t召r i 0 O書?n c X£1£ 一 TpIi 冋勺一簣5厂：TI T卜甘一臼*4一7; I -KE - - -.s -? _.,r->(2)数字71画法：程序:&

10、lt;烟 POAAJS UE0日3?亠=.E11-EE-2<s厂T亠Io s lA=ITDHEE用丫0B*E1Ua ss?"11rT3兽鮎Mwsi id J 虛勺密-r-lro1a9« T171361«> FTIDOffid如2 - Mkroso.92:14 JOI6/SJ17四、MCGS组态部分1. MCGS工控组态界面设计五、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

11、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

12、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

13、 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、丫、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

14、 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

15、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

16、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

17、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