油冷卻器裝配機的異步電機和伺服電機的協同控制

機械設計制造及其自動化論文，論文編號:JX1178  論文字數:18226.頁數:46 附任務書，開題報告，文獻綜述，外文翻譯

摘要
 隨著近年來傳動系統的發展，多電機傳動已被越來越廣泛地應用于各種領域中。為了提高多電機傳動系統的動態和穩態性能，以及滿足一些特定系統對于多電機精確同步的要求，多電機同步控制方法的研究也變得越來越重要。一個優秀的同步控制方法要兼顧系統的各個方面，因此同步控制方法的研究要深入到速度和力矩的雙重同步，它的成功研究可以應用到軍事、航空以及一般工業技術領域中，為需要統一動作功能的多臺電機提供協調控制技術。
　　在多電機同步控制中，各電機之間實時的數據通信是很重要的。為了滿足這個要求，檢測每個電機的速度和電流（即力矩）數據以及傳送指令都需要大量復雜的數據信號線。因此傳統的通信技術可能因為接線復雜、噪音以及數據線的維護而降低系統的可靠性，增加成本。為了解決這個問題，本文提出了一種基于PROFIBUS-DP總線通信的多電機同步控制系統模型。因為PROFIBUS-DP總線的特點，使得系統接線簡單，易于修改和完善，并且可以達到系統對于實時性和穩定性的要求。
　　在這個系統中，以S7-300 PLC為主站，通過PROFIBUS-DP總線連接4個S7-200 PLC從站,同時S7-300 PLC還要通過PROFIBUS現場總線和人機界面及變頻器通訊連接。PROFIBUS現場總線是一種國際性的、開放的、已在世界范圍內得到廣泛應用的現場總線。采用PROFIBUS現場總線的系統，對于不同廠家所生產的設備之間，不需要對接口進行特別的處理和轉換就可以通信。因此，本次設計選用PROFIBUS現場總線非常實用，又節省設計成本。其中1個S7-200 PLC控制伺服電機，從而由伺服電機控制凸輪機構，以此最后滿足自動裝配機上的各機械手動作變化要求；其余3個S7-200 PLC控制6臺步進電機，從而控制裝配機各料桿的上升、下降動作。此外，S7-300 PLC由RS-485接口，經過PROFIBUS現場總線連接MM420，從而控制大異步電機的啟動、停止與調速，最后實現自動裝配機主轉盤的啟動、停止與調速；而用于控制轉位料倉的其余6臺異步電機直接由S7-300控制，能實現啟動和停止。

 關鍵詞:裝配機，多電機，同步控制，PROFIBUS-DP總線，智能控制。
　　

Abstract
　　 Multiple motors have been used for driving systems widely in recent years to meet the increased requirement of driving systems. In order to improve the dynamic and static performances， and to increase the load ability of the system， the problem of synchronized drive of multiple motors must be taken seriously， thus， the synchronized control of multiple motors is very important. A successful synchronized control scheme must control both the speed and the moment .In this sense， synchronization refers to controlling current and velocities of the motors relative to each other so that they remain well-coordinated.
     In case of synchronization for multiple motors， the real time data communication is necessary. In order to satisfy this requirement， the complex signal lines are usually used to detect the speed and current of each motor and to command the desired speed and moment. Such a traditional implementation technique induces many problems in the view of reliability and economy because of the amount and complexity of wiring， noise and maintenance problems， etc. In order to remove these problems， a simple synchronization system with the aid of serial communication using PROFIBUS-DP is proposed in this paper. In this case， inflexible and expensive special wiring is not necessary. Furthermore， the system can be modified in terms of network nodes without changing the wiring.
 In this system，this assembly control system takes S7-300 PLC as a master station, through PROFIBUS-DP connect with 4 S7-200 PLC as slave stations, and simultaneously S7-300 PLC must communicate with the human machine interface as well as MM420 through PROFIBUS. PROFIBUS is an international, open, have been widely used worldwide fieldbus. The equipments produced by different manufacturers of the equipment can be communicated without special handling and transformation when using PROFIBUS in the system. Therefore, this design selects the PROFIBUS to be practical, and decrease design cost as well. A S7-200 PLC controls the servo motor, thus by the servo motor control cam gear, so finally satisfies on various manipulators of the automatic assembly machine to act the changing movement. Other 3 S7-200 PLC control 6 stepping motors, thus control the up and down of the assembly machine's six material poles. In addition, S7-300 PLC connects through PROFIBUS with MM420 by the RS-485 interface, to control the start and speed of the large asynchronous motor, which finally makes the automatic assembly machine main dividing plate start, stop and speed. And the other 6 asynchronous motors which used in controlling the six storehouses are controlled directly by S7-300 to start and stop.
 Key words:Multi-motor, synchronous control, S7-300 S7-200 Profibus Fieldbus Wincc MM420
目  錄
摘  要 I
外文摘要 III
目  錄 V
第一章  緒 論 1
1.1  多電機協同控制研究的現狀 1
1.2  裝配機研究的現狀 1
1.3  同步控制在裝配機上的應用 2
1.4  PLC的應用背景和趨勢 2
1.5  PLC的應用價值 2
1.6  S7-300的特點及應用背景 3
1.7  系統概述和研究方法 3
1.8  論文的設計任務 4
1.9  本章小結 5
第二章  系統整體方案 6
2.1  S7-300硬件概述 6
2.2  STEP7的編程語言 7
2.3  S7-300與 S7-200的通訊 7
2.4  S7-300的通訊接口 11
2.5  控制系統流水線動作細分 12
2.6  系統總體流程設計 17
2.7  初始化巡檢流程圖 17
2.8  S7-300與人機界面的通信 18
2.9  本章小結 19
第三章  伺服電機單電機控制 20
3.1  伺服電機軟硬件設置 20
3.2 S7-300與S7-200的通信約定 20
3.3  伺服電機的調試流程圖 21
3.4  伺服電機的調試部分程序舉例 21
3.5  本章小結 23
第四章  異步電機單電機控制 24
4.1 大異步電機控制規劃 24
4.2 小異步電機控制規劃 24
4.3  S7-300與MM420的PROFIBUS-DP通訊 24
4.4 組態 MICROMASTER 4 24
4.5 在MICROMASTER上設置參數 25
4.6 使MM420準備運行 26
4.7 由PLC控制MM420 26
4.8  異步電機控制系統調試流程圖 27
4.9  異步電機調試控制系統程序舉例 27
4.10  伺服、異步聯動調試流程圖 28
4.11  本章小結 29
第五章  步進電機單電機控制 30
5.1  步進電機的概述 30
5.2  步進電機軟硬件設置 30
5.3  S7-300控制步進電機流程圖 33
5.4  本章小結 33
第六章  全自動運行控制系統 34
6.1  全自動運行時的控制要求 34
6.2  全自動運行時的控制流程圖 34
6.3  全自動運行時伺服、異步同步聯動 36
6.4  本章小結 38
第七章 總結 39
參考文獻 41