运动小车PLC控制系统工作方案设计书.doc

电气专业核心课程综合 课程设计报告 题 目：运动小车PLC控制系统设计 院 （系）： 机电与自动化学院 专业班级： 电气工程及其自动化0902 学生姓名： 袁嘉骏 学 号： 20091131063 指导教师：梅秋燕 2012年 华中科技大学武昌分校 《电气专业核心课程综合课程设计》任务书 一、设计题目 HJD-4实验教案装置PLC控制系统设计 二、设计主要内容 1.控制要求 控制系统主要由上位机PC机、PLC、变频器及异步电动机组成。可编程控制器(PLC)负责处理各种信号的逻辑关系，从而向变频器发出起、停等信号，同时变频器也将工作状态信号送给PLC，形成双向联络关系,它是系统的核心。变频器实现电机的调速。在上机机上，按下启动按钮，可选择工频/变频控制， 能实现自动控制和手动控制（自动转换频段/手动输入频段），并可实现调速。 在系统满足操作要求外，对于控制界面力求界面简洁美观，控制动作不会相互影响，状态显示清楚明了，便于用户操作控制。 2.主要内容 （1）设计一个由组态软件实现上位机控制，PLC为下位机的HJD-4实验教案装置主轴PLC控制系统。 （2）根据控制要求，查阅相关技术资料，拟定课题实施方案，进行电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。 （3）HJD-4实验教案装置主轴控制系统的软件设计，包括控制程序、控制界面及动画设计。 （4）利用实验室设备完成硬件接线及运行调试。 三、原始资料 2. HJD-4实验教案装置 加工中心HJD-4是机电一体化实验教案系统。它由个人计算机（PC或上位机）、电气控制实验柜和微加工中心组成。其中PC机和电气控制实验柜是系统的主体，微加工中心为控制对象。 （1）个人计算机 个人计算机是整个控制系统的上位机，他和PLC构成两级控制系统，完成两大功能： = 1 \* GB3① 通过RS-232C串行通讯线与HJD-4型控制系统中的PLC串行通信板连接，形成两级控制系统，实现对PLC的监控及两级控制； = 2 \* GB3②通过SC-09编程电缆与PLC连接，实现PLC的编程、程序的输入输出、监控等。 （2）控制系统 = 1 \* GB3①HJD-4型的控制系统的核心是PLC，还包括继电器接触器控制系统、PLC、位置控制模块（1PG和20GM）、交流伺服控制系统、步进电机控制系统、交流变频调速系统、控制面板和面板接线端子等。 = 2 \* GB3② PLC作为数控功能的控制核心，它采用三菱FX2N-80MT型号。通过变频器（松下）对三相异步电动机进行变频调速，从而控制主轴的速度及主轴的运动方向。通过步进驱动器驱动步进电机对X轴、Z轴、C轴的控制，FX2N-20GM完成对X轴、Z轴的单轴定位控制以及两轴联动控制。通过伺服驱动器和交流伺服电机实现对Y轴的半闭环控制。 = 3 \* GB3③微加工中心由主轴、四轴（X、Y、Z、C）工作台和刀库、机械手组成。 2.力控组态软件 组态软件指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，能以灵活多样的组态方式（而不是编程方式）提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机和I/O设备，与高可靠的工控计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，进行系统集成。 3.系统的通信 监控组态软件与PLC的通信如图2所示。 动作界面 动作界面 数据库 I/O Server 适配器 PLC获得现场数据 RS-232 RS-422/RS-485 组态软件 图2 监控组态软件与PLC的通信关系 3.实验室提供设备 （1）HJD-4实验教案装置； （2）PLC控制模块； （3）PC机； （4）PLC编程电缆； （5）RS-232通信模块； （6）RS-232通信电缆； （7）力控3.6组态软件； （8）松下变频器。 四、要求的设计成果 （1）根据控制要求进行电气控制系统硬件电路设计。 （2）完成PLC、监控界面软件设计。 （3）利用实验室设备进行运行调试。 （4）编写《电气专业核心课程综合课程设计》报告，课程设计报告内容包括： ①设计方案、课程设计过程和设计思想、方法、原理。 ②用A4图纸绘制PLC控制系统的电气原理图（用绘图软件）。 ③ PLC控制程序（梯形图或指令表），有程序说明。 ④ 参考资料、参考书及参考手册。 ⑤其他需要说明的问题，例如操作说明、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。 ⑥《可编程控制器技术课程设计》报告可以手写，也可以用电脑编排打印，报告格式按