【2018年必威体育精装版整理】PLC控制伺服电机变频调速开题报告.docx

开题报告一、个人信息学号：姓名： 毕业院校：性别：男学院：自动化专业名称：自动化民族：汉政治面貌： 出生日期：二、题目信息题目编号：题目：PLC控制伺服电机变频调速控制系统设计指导教师： 题目类型：理论研究类题目来源：国家级项目面向专业：自动化研究方向：三、主要学习工作经历：四、选题依据选题背景与意义： 通过PLC控制伺服电机能够获得精准的定位，同时也有的通过步进电机来获取定位，步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，是一种控制用的特种电机，利用其没有累积误差的特点，广泛应用开环控制。但是，想必伺服电机的闭环控制，控制精度不够。伺服系统的发展经历了由液压到电气的过程，电气伺服系统根据所驱动电机类型分为直流（DC）伺服系统和交流（AC）伺服系统，交流伺服系统按其采用的驱动电机类型分为永磁同步（SM型）电动机交流伺服系统和感应式异步（IM型）电动机交流伺服系统。由于直流伺服电动机存在机械结构复杂，维修工作量大包括电刷、换向器等则成为直流伺服驱动技术发展的瓶颈。随着微处理技术、大功率电力电子技术的成熟和电机永磁材料的发展和成本降低，交流伺服系统得到长足发展并将逐步取代直流伺服系统。随着电机理论、永磁材料、电力电子技术、控制理论和计算机技术的惊人发展。交流伺服系统的研究和应用，自20世纪20年代末以来，取得了举世瞩目的进展，已具备有宽调速范围，高稳速精度、快动态响应及四象限运行等良好的技术性能，其动、静态特性已完全可以与直流伺服系统相媲美。多年来，“交流取代直流伺服”这一愿望正逐渐变为现实，并不断有新的研究成果和新产品出现。近十年来，国内外日益完善的永磁交流伺服系统不断涌现，性能指标不断提高，应用范围不断大。纵观日前国内市场现状，国外知名品牌的永磁交流伺服系统占据了国内绝大多数中高端应用领域，而国内成熟产品主要应用在中低端设备领域中，如简易数控机床、服装加工机械、包装机械等等、究其原因是国外知名品牌的产品具有较明显的技术优势。总之，伺服系统正朝着交流化、全数字化、采用新型电力电子半导体器件、高度密集化、智能化、模块化和网络化的方向发展。选题的意义：（1）采用PLC的伺服控制是运动控制的一种方式，特别是在精确定位控制中大量应用。本课题结合实际应用，对PLC及伺服系统进行深入学习。（2）通过本题进一步对PLC、触摸屏以及伺服系统接口设计的学习，加强理论知识在实践中的应用。文献综述：近年来，随着科学技术不断发展，伺服技术不断成熟，它被更多的应用到智能控制、自动控制领域，成为现代装备、自动化设备等不可缺少的一项重要技术。相比较一般变频调速电机而言，伺服电机不但能够实现精准的速度控制，而且能够实现精准的角度（位置）控制，具有较强的动态特点。而 PLC 以其技术成熟、性能稳定等优势，应用于伺服电机控制系统中，能够提高其整体性能。PLC，是指一种可编程的控制器，通过执行内部预存的程序实现用户指令的逻辑运算及顺序控制，并通过数字或者模拟等形式实现机械动作。PLC 主要由电源、中央处理单元及通讯模块等方面构成。其中 CPU 作为 PLC 的核心，起着神经中枢的重要作用。当PLC 运行过程中，首先以扫描的方式接收设备的状态及数据，并从程序存储器中读取、分析用户指令，然后执行逻辑或者运算，发挥相应的控制功能。PLC 使用操作较为简单、应用范围较广，且具有较强的抗干扰能力，将其应用于伺服电机控制中，能够显著增强系统整体性能。可编程程序控制器如今已广泛运用于电器控制中。可编程程序控制器除了可以按事先编好的程序进行不同的逻辑控制,还具有自动诊断、随意编程、体积小、通用性好、可靠性高等特点。所以,可编程程序控制器正在逐步取代继电器-接触器控制系统。对于一般简单的机电一体化控制系统,常常采用廉价的步进电机,其控制精度已经足够;对于要求控制精度高,并且速度、负载变化大的场合,则应该采用交流伺服电机,又因其使用方便,所以常常取代了直流伺服电机. 交流伺服电机必须与驱动器配套使用才能够正常工作,伺服驱动器为伺服电动机提供动力及相应的控制信号,并且根据电动机尾部的光栅传感器检测到的电机速度或位置信号,实时调整电机动作,使其与设计人员既定的使用要求相匹配。伺服电机是一种将数字脉冲信号转换为机械角位移或者角速度的元件。在控制过程中，通过执行元件，仅需要输入脉冲顺序等信号，即可以调整设备旋转的方向、速度、位移等，这也成为它与其他电机存在差别的主要原因。交流伺服电动机的驱动器常见的３种控制模式有:位置控制、速度控制和转矩控制. 位置控制是通过上位机提供给伺服驱动器的脉冲控制信号来控制伺服电机动作的,而速度控制和转矩控制则是通过上位机提供的模拟量控制信号去控制伺服电机的。交流伺服电机额定电压为常用的市电 220 V,功率在交流伺服电机中属于小功率型,体积较小;驱动器则是与交流伺