单片机和PLC机电传动控制试验台调试与开发+梯形图(2)

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3.2.3 FX2N系列可编程序控制器基本指令 21

3.2.4 I/O口端口分布 22

第四章设备调试实现 23

4.1 MCGS控制PLC系统方案 23

4.1.1 建立画面 23

4.1.2 仿真界面中各变量的定义 26

4.1.3 界面动画连接 26

4.1.4 编写控制流程 29

4.1.5 MCGS与PLC连接设置 33

4.2 PLC程序编写 35

结论与展望 37

致谢 38

第一章绪论

1.1 课题概述

本文对液体混合装置实验台的设计，主要是完成液体A和液体B的混合搅拌。其控制方式有多种。但通过几种控制方式的比较以及自己所学知识的深浅，在本次的课程设计过程中选用了PLC控制方式。PLC控制方式有明显的优点，PLC控制具有实时性、信号处理时间短、运行速度快、更能满足各个领域大、中、小型工业控制项目，并且其可靠性高，拥有丰富的I/O卡件，质优价廉，性价比高，安装维修也比较简单方便，PLC控制能在高粉尘、高噪声、强电磁干扰和温度变化剧烈的环境下正常工作[1]。选用PLC控制方式，其硬件接线相对比较简单，编程语言也相对简洁明了，并且容易进行运行测试，维修也比较方便，更能够提高控制系统的灵活性和控制系统的可靠性。本设计运用PLC控制方式，以设计的可靠和操作的简单为向导，完成MCGS软件模拟和硬件搭线调试。

1.2 机电传动控制发展现状

在本次设计中，主要是对于电机的控制，目前，异步电机的控制技术、直接转矩的控制技术甚至是无传感器的直接转矩的控制技术都已被广泛使用，包括人工神经网络、自适应控制状态观测器等方法也已经被广泛使用。面向未来，交流电机的控制技术将会随着控制系统理论、计算机技术以及电子技术的发展，考虑解决异步电机非解藕性及参数依赖性等问题，著重于研究新的控制策略、器件及系统。

本文在设计过程中选择了步进电机，在这就步进电机做简要的介绍：步进电机是一种把电流脉冲信号转换成相应的角位移或直线位移的执行元件。每当输入一个电流脉冲信号，转子就能转动一个固定的角度，该转角成为“步距角”，一个接一个地脉冲输入，转子就能够一步一步地转动，所以称之为步进电机。步进电机的角位移量与输入的电流脉冲信号的个数成正比，而旋转速度则与输入的电流脉冲信号的频率成正比，所以只要控制好输入电流脉冲信号的个数、频率和定子绕组的通电方式，就能够便捷地控制步进电机的角位移量、旋转速度和正反转方向，达到控制的良好效果。同时步进电机具有起停快速、运行精度高、能够直接接受数字信号和不需要位移传感器就可达到较精确定位等特点，所以在需要精确定位的场合，如软盘驱动控制系统、绘图机、打印机、经济型数控系统等场合步进电机得到了广泛的应用。步进电机的结构特点及工作原理：步进电机在结构上和普通的旋转电机类似，都是由定子和转子两大部分组成。定子由硅钢片叠成的定子铁芯和装在其上的多个绕组够成。输入的电流脉冲信号会对多个定子绕组进行轮流励磁而产生磁场。在步进电机中定子绕组的个数被称为相数。转子是由硅钢片叠成或软磁性材料做成凸极的结构。凸极的个数则被称为齿数。根据转子的不同结构，步进电动机通常可以分为三种，即反应式、永磁式和混合式。转子本身没有励磁绕组的则为反应式步进电机，由永久磁铁做转子的则称为永磁式步进电机。步进电机的设计思想使的它的开环运行精度比其他各种的电动机高，其运行的速度与控制的脉冲频率呈严格的正比关系，转过的角度则是与控制的脉冲个数呈严格的正比关系。在现代控制系统技术中，对于步进电机的控制大多采用闭环控制系统，这种控制方式在输入和输出端之间有反馈电路，通过中间的反馈电路对控制系统进行修正，使实际输出量的偏差得到减小。采用这样的闭环控制能有效地控制系统的精度，在遇到外部干扰的情况下，控制系统的实际值就会出现波动，在这种情况下，闭环控制的优点就得以体现，中间的反馈电路会作用减少干扰带来的偏差。