昆明理工大學伺服變頻實訓報告

1、實訓成績批閱教師風鞏疙N殳孝城市學院CITY COLLEGE, KUNMING UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY實訓報告課程名稱伺服變頻實訓專業(yè)班級電信1311學 號學生姓名楊幼周指導教師胡寅實訓地點明軒樓5022016年5月18日一、三自由度機械臂工作原理簡述，結(jié)構(gòu)框圖繪制S7-200 SMART產(chǎn)品多種多樣且提供基于Windows的編程工具，這使得 您可以靈活地解決各種自動化問題。S7-200 SMART系列微型可編程邏輯控制 器(Micro PLC, Micro Programmable Logic Con troller)可以控制各種設(shè)備以滿足您

2、的自動化控制需要。CPU模塊配備了標準型和經(jīng)濟型供用戶選擇，分別用于復雜和簡單的工業(yè) 領(lǐng)域?？蓴U展的標準型模塊可處理更多I/O需求的復雜任務(wù)，最大可擴展到188 點，可滿足大部分小型自動化設(shè)備的控制需求。經(jīng)濟型CPU模塊則直接通過單機本體滿足控制需求。S7-200 SMART CPU 模塊本體最多可集成3路高速脈沖 輸出，頻率高達100KHZ，支持PWM/PTO輸出方式以及多種運動模式，可自由 設(shè)置運動包絡(luò)。機械手由氣控機械手、橫縱軸絲桿組、底轉(zhuǎn)盤機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)基座等組成。由 伸縮步進電機控制機械手手臂的左右運動，升降步進電機控制上下運動，裝在底 盤的直流電動機的正反轉(zhuǎn)控制機械手的旋轉(zhuǎn)可逆運動。結(jié)

3、構(gòu)框圖:二、伺服控制部分：1伺服驅(qū)動器主回路、控制回路接線圖3 PH 詫 ifAramOFI L2蝕WJ輜零 iwsiffiambv.HIM鬪if'先哦S£Ti獅KS B倚諭BZI縮閱錨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 *-»&圖芬13位進控制卜棟準接線圖:上JiIIIIIS3 ntSE AC22OV 命«Q-| R»«)uVwPEU2V3W41何腫啦r-y報曙齢OCL16)9CN11SCI17sc?gAl RS；7/T_r*jCN2CN1IWJ；(-O-4W)| BRKCOM30'2丄7k門| HzHtTCN2A渤關(guān)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速度枷模擬量控制f標準接線圖2伺服驅(qū)制器內(nèi)部參數(shù)設(shè)置說明按下并保持3秒擇作戍功In I5H n掾作失敗Ini er圖45參數(shù)管理操作框圖在第1層中選擇EE ”并按Enter鍵進入?yún)?shù)管理方式。選擇操作模式，按Enter鍵，并保持3秒以上，顯示器顯示“FlnISh ”表示操作成功，若顯示Error” 則表示操作失敗。按-鍵返回。

6、EE-set :參數(shù)寫入，表示將參數(shù)表中的參數(shù)寫入 EEPROM 的參數(shù)區(qū)，不受斷 電影響，永久保存。EE-rd :參數(shù)讀取，將 EEPROM 的參數(shù)區(qū)的數(shù)據(jù)讀到參數(shù)表中。當用戶對修 改后的參數(shù)不滿意或參數(shù)被調(diào)亂時，執(zhí)行該操作，可恢復成剛上電的參數(shù)。EE-def :恢復缺省值，表示將所有參數(shù)的缺省值（出廠值）讀到參數(shù)表中，并寫入到EEPROM的參數(shù)區(qū)中，下次上電將使用缺省參數(shù)。當用戶將參數(shù)調(diào)亂， 無法正常工作時，可進行該操作。要注意的是，在恢復缺省參數(shù)后，應該 修改電機證型號代碼參數(shù)（參數(shù)PA1 ）以匹配正在使用的電機。3伺服驅(qū)制器點動調(diào)試步驟說明在第1層中選擇Jr -,按Enter鍵進入JO

7、G運行方式，即點動方式。JOG運行提示符為J，數(shù)值單位是r/min，系統(tǒng)處于點動控制方式。JOG速度由參數(shù)PA21設(shè)置。按 鍵并保持，電機按JOG速度運行，松開按鍵，電機停轉(zhuǎn)，保 持零速；按/鍵并保持，電機按負的JOG速度運行，松開按鍵，電機停轉(zhuǎn)，保 持零速。參數(shù)設(shè)定表參數(shù)名稱設(shè)定值缺省值設(shè)定說明PA04控制方式40設(shè)定為點動JOG控制方式PA20驅(qū)動禁止11忽略CW和CCW驅(qū)動禁止PA21點動運行速度100120JOG運轉(zhuǎn)速度PA40加速時間常數(shù)適當0減小加速沖擊PA41減速時間常數(shù)適當0減小減速沖擊PA53SON使能控制10在無外加使能的情況下，強制使能點動模式示意圖Jr41000 -10

8、0-顯小':操作:J 0L放開 按住放開為了安全起見，點動JOG運行速度設(shè)定在低速100轉(zhuǎn)以下。點動速度設(shè)定參 數(shù)為PA-21，JOG運行以此參數(shù)做為運轉(zhuǎn)速度。設(shè)置參數(shù)后（PA53=1 ），伺服驅(qū)動器使能，指示燈 Run點亮，此時驅(qū)動器和 伺服電機處于零速運行狀態(tài)。進入主菜單第一層，選擇點動運行“ Jr”，按E nter鍵進入JOG運行控制菜單。進入JOG控制菜單后，按下減小鍵并保持，電機按點動速度反轉(zhuǎn)運行（CW方向），松開按鍵，電機停轉(zhuǎn)，并保持零速；按下增加鍵并保持，電機按點動速度 正轉(zhuǎn)運行（CCW方向），松開按鍵，電機停轉(zhuǎn)，保持零速。三、PLC部分：1. PLC控制電氣圖點動控制電

9、氣原理圖2. PLC運動控制程序編制調(diào)試(1)數(shù)字11畫法：程序:I融如l.i-心迦肯上博二事不二區(qū) 口沖 皿0竝SBiyi.041甲 F£»nctztsj 鹿待” 就莎eb*DvS .Igp croso.、號V唏* <1 nt 7常*-SJW h iei臨門<煙 POAAI Wd-ULS衛(wèi)F理£8 j3亡 e * 爐-51S gEsnuglK»器鳳t召r i 0 O書?n c X£1£ 一 TpIi 冋勺一簣5廠：TI T卜甘一臼*4一7; I -KE - - -.s -? _.,r->(2)數(shù)字71畫法：程序:&

10、lt;煙 POAAJS UE0日3?亠=.E11-EE-2<s廠T亠Io s lA=ITDHEE用丫0B*E1Ua ss?"11rT3獸鮎Mwsi id J 虛勺密-r-lro1a9« T171361«> FTIDOffid如2 - Mkroso.92:14 JOI6/SJ17四、MCGS組態(tài)部分1. MCGS工控組態(tài)界面設(shè)計五、聯(lián)機調(diào)試PLC、觸摸屏和伺服驅(qū)動器實現(xiàn)運動控制功能，過程 記錄由于聯(lián)機調(diào)試中設(shè)備存在一些問題，所以這一項目由實際操作改為老師講解演示。只要設(shè)計完成組態(tài)界面，然后將對應的按鈕關(guān)聯(lián)到相應的程序， 即可完成通 過觸摸屏來控制機械手工

11、作。每個按鈕關(guān)聯(lián)的程序又各不相同，所以按下不同的 按鈕，就可以實現(xiàn)機械手運動寫出每個人的學號后兩位數(shù)字。六、心得體會本次實訓計劃歷時兩周，在這期間，經(jīng)過自己和老師的共同努力，我完成了 一整套伺服與變頻技術(shù)的實訓。從一開始的老師講解講授機械手工作原理， 到自 己實際拆分機械手查看內(nèi)部構(gòu)成和電路連線情況， 運動控制原理，主回路、控制 回路接線方式，伺服控制器的參數(shù)設(shè)置和調(diào)整，以及后面的手動控制機械手運行, 通過程序設(shè)計自動控制機械手運行，使得機械手能夠按照預先設(shè)置的程序達到一 些項目要求。這一整套的實訓內(nèi)容，更加貼近了將來的工作，和實際緊密聯(lián)系， 一切標準按照工業(yè)設(shè)計生產(chǎn)要求來完成。實訓一開始，大

12、家都以為只是一個普通 的機械手控制調(diào)試，但是老師反復強調(diào)，這次實訓手動調(diào)試機械手工作只是其中 的一個方面，另一個重要的方面，是要掌握通過 PLC編程來驅(qū)動機械手自動運 行，能夠在自動運行的情況下，三軸協(xié)調(diào)動作，寫出不同的阿拉伯數(shù)字符號。從 程序的設(shè)計，到實際的調(diào)試，以及最后的結(jié)果驗證，都需要按照操作規(guī)程嚴格執(zhí) 行，否則不僅可能會導致實驗失敗，機械故障，還可能會導致觸電事故的發(fā)生。在我們基本理清機械手的線路連接情況后， 向老師口頭表達，才發(fā)現(xiàn)這次實 訓的要求不僅僅是要讓機械手動起來， 更要讓它能夠通過預先編寫的程序， 完整 無誤的執(zhí)行程序，做出項目要求的內(nèi)容。只是 CPU接口的一個設(shè)置錯位，就可

13、 能導致機械手不能被正常驅(qū)動，所以細化設(shè)備和程序之間的對應關(guān)系及工作原 理，就耗費了不少的時間。從這件事可以看出，一個是自己對于伺服變頻技術(shù)的 理解很模糊，以前的學習僅限于書本，并不是真正的在實物上進行操作，另一個 是充分的說明，在伺服變頻技術(shù)中，基礎(chǔ)知識的重要性。按照設(shè)計要求繪制出完 整精準的操作流程圖，不僅能直觀明了的反映電路的工作過程和原理， 更能正確 的指導電路程序的設(shè)計。接下來就是按照三自由度機械手的操作說明， 先進行手動控制，通過調(diào)節(jié)下 方的伺服驅(qū)動器來控制機械手往 X、丫、Z軸運動。每一個軸的運動距離及運動 方向都要按照設(shè)備說明書來一一對應操作， 這對于我來說以前并沒有過嘗試。因

14、 為以前的機械控制并不是需要同時控制兩個及以上的設(shè)備工作，也不需要自己按照說明書調(diào)試設(shè)備，通過老師的講解自己摸索操作即可， 而現(xiàn)在則是需要我們在實現(xiàn)單一機械軸運動的同時，再實現(xiàn)兩軸和三軸的聯(lián)動，并且要嚴格按照說明書 的參數(shù)進行設(shè)定，否則就會導致設(shè)備工作不正常。原來的方式雖然看起來不是很 麻煩，對于簡單的設(shè)備可能還奏效，但是對于操作復雜的設(shè)備，可能只是很小的 一個錯誤，就需要在大型復雜的設(shè)備中尋找一個難以發(fā)現(xiàn)的細節(jié)，耗時耗力。而嚴格按照說明一步一步進行操作，不僅能直觀的反映出每個步驟的工作原理和運 行狀態(tài)，還能及時查錯，養(yǎng)成先吃透說明書，后進行進行實際操作的習慣，對于 以后操作結(jié)構(gòu)復雜的大型設(shè)備

15、有很大的好處。 所以這次實訓不僅是增加了自己的 知識，提升了自己的設(shè)計能力和辨識能力， 規(guī)范了自己的操作標準，培養(yǎng)了先查 詢操作手冊的習慣，還糾正了自己以前在設(shè)備操作中的各種錯誤， 改變了自己對 于未知設(shè)備操作的認識。在PLC程序設(shè)計中，依然有很多考慮不周，或者說是需要反復測試的地方。 就如老師所說的，程序設(shè)計不可能一蹴而就，需要一步一步的考慮，分模塊來實 現(xiàn)功能，然后再將這些模塊整合到一起。按照這樣的方式設(shè)計程序不僅不容易出 錯，還能極大的提高效率。按照我們以前的方式，就是直接將需要實現(xiàn)的功能統(tǒng) 統(tǒng)的編寫在一起，然后進行驗證，但是畢竟我們的經(jīng)驗不夠豐富，難免出現(xiàn)錯誤， 出現(xiàn)錯誤之后，要在整體

16、的程序中進行查錯，相當麻煩。按照老師所說的分步驟 分模塊來編寫程序，首先你能知道每一塊程序的作用和功能是什么， 然后分別對 每一塊程序進行測試，在測試中，如果出現(xiàn)問題，也只需要修改這一小部分程序， 相對于整體的程序修改工作量大大減少。最后將每一塊經(jīng)過檢查無誤的程序整合 到一起，就能實現(xiàn)功能。例如一開始的編程過程中，我就是直接籠統(tǒng)的設(shè)計程序， 并沒有分模塊進行，結(jié)果出現(xiàn)了問題，但是也排查不出是哪里的問題。 所以后來 在老師和同學的指導下，我開始分模塊編程，先驅(qū)動一個機械軸運行，然后再控制兩個，最后是三個軸的整合。此次實訓要求寫出自己學好后兩位的阿拉伯數(shù)字， 所以編程也分為了三個模塊，第一個第二個

17、模塊就是寫出兩位數(shù)字， 第三個模塊 是把兩位數(shù)字進行整合。我的學號后兩位都相同，是11號，所以難度并不是很高。在提交給老師檢查之后，老師又要求再編寫一個其他數(shù)字的程序作為補充。 后來又編寫了程序，使用機械軸畫出數(shù)字 71。在設(shè)計中，其實還是有很多需要 自己重新完善的知識和需要注意的操作步驟，自己以后應該多多考慮。在MCGS工控組態(tài)界面設(shè)計的過程中，主要是需要考慮到設(shè)計界面的美觀性和可操作性。界面設(shè)計是原來實訓中幾乎沒有接觸到的問題， 這就不僅要求我 們要能夠?qū)崿F(xiàn)其功能，更要考慮人機交互界面的排布合理性。一個優(yōu)秀的人機交 互界面，才能夠準確快速的實現(xiàn)功能，并給予使用者在視覺上的美感，減少對于 設(shè)備使用過程中的枯燥乏味。所以這也是設(shè)計的重要一環(huán)，至少自己應該要確保 將來設(shè)計過程中，顯示的界面不至于太缺乏美觀性。在對PLC、觸摸屏和伺服驅(qū)動器進行聯(lián)機調(diào)試的時候，由于設(shè)備之間的關(guān) 聯(lián)出現(xiàn)問題，所以未能按計劃繼續(xù)。但是老師也將具體的方式方法教給我們，通 過每一個人對應的按鈕，關(guān)聯(lián)相應的 PLC程序，就可以實現(xiàn)聯(lián)機控制按