基于PLC的XY轴位移控制系统设计.docVIP

2013 届 毕 业 生 毕 业 设 计 基 于 PLC 的 Z 轴 位 移 控 制 系 统 设 计 姓名： 班级：11电气2班 指导老师：郭红 摘要 随着电子信息产业的迅速发展，SMT技术已经成为电子组装技术中不可或缺的一部分。SMT技术是指将表面贴装的电子组件，直接焊接于印刷电路底版的表面上元件及焊点均在同一表面上第1章 绪论 1 1.1 设计背景 1 1.2 系统设计的任务 2 第2章 Z轴位移控制系统工作原理 4 2.1 PLC控制步进电机 4 2.2 步进电机简介 5 2.3 PLC的发展概述 6 第3章 Z轴位移控制系统总体设计 9 3.1步进电机的控制方式 9 3.2 驱动电路 9 3.3 PLC驱动步进电机 10 第4章 控制系统硬件设计 11 4.1 西门子S7-200控制45BF00三相步进电动机 11 4.2 S7—200的介绍 12 4.3 步进电机的选择 13 4.4 驱动器的选择 14 4.5丝杆的选择 15 4.6硬件配置 15 第5章 控制系统的软件设计 16 5.1 STEP7概述 16 5.2梯形图设计 17 5.3程序设计说明 18 结 论 19 参考文献 20 致 谢 21 附 录 22 第1章 绪 论 1.1 设计背景 随着电子信息产业的迅速发展，SMT技术已经成为电子组装技术中不可或缺的一部分。SMT技术是指将表面贴装的电子组件，直接焊接于印刷电路底版的表面上元件及焊点均在同一表面上准确安装到PCB的固定位置上。位于SMT生产线中印刷机的后面，一般为高速机和泛用机按照生产需求搭配使用。YKA2404MC驱动器进行控制。 步进电机具有较好的控制性能，其启动、停车、反转及其它任何运行方式的改变都可在少数脉冲内完成，且可获得较高的控制精度，因而得到了广泛的应用。步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件。步进电机具有转子惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点，已成为运动控制领域的主要执行元件之一。 随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个行业的控制领域都将有广泛应用。而现在的可编程控制器(通常称PLC) 是一种工业控制计算机，具有模块化结构、配置灵活、高速的处理速度、精确的数据处理能力、多种控制功能、网络技术和优越的性价比等性能，能充分适应工业环境，简单易懂，操作方便，可靠性高，是目前广泛应用的控制装置之一。 本设计是采用S7—200控制三相六拍的反应式步进电机，通过软件设计移位脉冲频率来控制步进电机的匀速前进。移位寄存器指令MW0的低八位按照三相六拍的步进顺序进行赋值来控制步进动机的转动。围绕这两个主要方面，可提出具体的控制要求如下: 1）电动机正转启动； 2）运行过程中电机按照所编程序运行； 3）停止时，应对移位寄存器清零，使每次起动均从零点开始。 Z轴位移控制系统在SMT中的应用如图1 图1 图2 工作原理：一号电动机固定在零点丝杠方向为X轴方向二号电动机固定在一号电动机的丝杠上，当一号电动机启动时二号电动机在一号电动机的丝杠上移动，当一号电动机到达指定位移处停止不动时，二号电动机启动沿Y轴方向固定在二号电动机的丝杠移动。到达指定位置后停止两秒返回。到达零点准备下一次贴片。 第2章 Z轴位移控制系统工作原理 2.1 PLC控制步进电机 2.1.1 PLC控制步进电机的方法 通电换向这一过程称为脉冲分配。例如：三相步进电机的三相三拍工作方式，其各相通电顺序为A-B-C-D，通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A、B、C、D相的通断。 如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。 如果给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。调整发出的脉冲频率，就可以对步进电机进行调速。 在本设计中直接使用PLC控制步进电机，可使用PLC产生控制步进电机所需要的各种时序的脉冲。三相步进电机可采用三种工作方式：三相单三拍，三相双三拍，三相单六拍。这三种方式的主要区别是:电机绕组的通电、放电时间不同。工作方式是单三拍时通电时间最短，双三拍时允许放电时间最短，六拍时通电时间和放电时间最长。因此，同一脉冲频率时，六拍的工作方式出力最大。而且，电机是三拍的工作方式时，其分辨率为3度，六拍的工作方式时，分辨率是1.5度。所以，在本课题中，我们采用三相六拍的工作方式，在这种控制方式下工作，步进电机的运行特性好，步进电机分辨率最高。 可根据步进电机的工作方式，以及所要求的频率（步进电机的速度），并使用PLC产生各种时序的脉冲。例如：本设计采用西门子S7-200PLC控制三相