-两维运动平台说明书-控制部分

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1、内蒙古工业大学专业综合设计Ⅱ说明书第三章二维运动平台电气控制系统设计根据总体方案及机械结构的控制要求，确定硬件电路的总体方案，绘制系统电气控制的结构框图。PLC控制方案3.1确定控制方案二维运动平台电气控制系统有继电器控制、单片机控制和PLC（可编程控制器）控制三种方式。继电器控制方式存在可靠性差、可塑性差、接线复杂、自动化程度低等一系列缺点。单片机控制方式采用单片机作为控制单元，开发周期较长，抗干扰性差，可靠性低，灵活性差。PLC由CPU、存储器、输入/输出接口、内部电源和编程设备几部分构成，结构紧凑，集成度较高，开发方便，工作稳定可靠。因

2、此，本设计方案选用小型PLC作为控制单元。可编程控制器是以计算机技术为核心的通用工业自动控制装置，是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计。基于PLC的控制系统由小型可编程控制器、脉冲输出模块、交流伺服系统、键盘（多个开关组合而成）、显示器（LCD指示灯）等几部分组成。系统的加工

3、程序和控制命令通过键盘操作实现，LCD指示灯可以实时显示系统的工作状态。设计内容包括PLC选用，交流伺服电机控制电路，键盘显示电路以及其他辅助电路的设计（例如越界报警电路，掉电保护电路等）。本方案选用的PLC控制系统由1台日本三菱公司的FX系列小型可编程控制器FX2N内蒙古工业大学专业综合设计Ⅱ说明书-32MR，2台FX2N-10PG脉冲输出模块，2套三菱MR-J2S系列及交流伺服系统（各包含1台HC-KFS73(B)交流伺服电机），其核心是可编程控制器，其输入部分主要接受行程开关、急停开关和手动开关等的动作信号，输出部分主要用于控制伺服驱动

4、电机。3.2PLC控制系统硬件介绍3.2.1电气控制系统框图控制系统是由硬件和软件两部分组成，硬件是组成系统的基础，有了硬件软件才能有效地运行。本方案可采用的半闭环模式拥有较高的系统分辨率，可以实现较高的定位精度。控制系统硬件框图如图3-1所示。图3-1半闭环控制系统硬件框图3.2.2选择PLC的类型目前在经济型控制系统中，推荐采用小型可编程控制器。综合考虑接通和断开的频率、带负载能力和输入输出总点数等因素，选用日本三菱公司的FX系列小型可编程控制器FX2N-32MR。一般PLC的硬件结构如下图3-2所示。内蒙古工业大学专业综合设计Ⅱ说明书图

5、3-2PLC硬件结构图3.2.3脉冲输出模块的选择要驱动交流伺服电机并对其进行控制，需要配置一个专门的模块。在选择驱动模块时，要考虑其的最大输出脉冲频率、带负载能力和与交流伺服电机的匹配等。选择完脉冲输出模块后，按照说明书与相应的交流伺服系统连接。3.3PLC及模块简介3.3.1日本三菱公司的FX系列小型可编程控制器表3-1日本三菱公司FX系列小型可编程控制器项目规格概况电源规格AC电源型：AC100v-240vDC电源型：DC24v输入规格DC输入型：DC24V7mA/5mA（无电压接点，或者NPN集电极开路型晶体管输入）AC输入型：AC1

6、00V-240V输出规格继电器输出型：2A/1点，8A/4点公共端AC250V，DC30VMax晶体管输出型：0.5A/1点，（Y000，Y001为0.3A/1点）。0.8A/4点公共端DC5V/DC30V可控硅输出型：0.3A/1点，0.8A/4点公共端AC85-242V输入输出扩展可以连接FXUN、FX2N系列用的扩展模块以及FX2N系列用的扩展单元程序内存内置8000步RAM(备用电池)、注释输入、可以在RUN时写入内蒙古工业大学专业综合设计Ⅱ说明书安装存储盒是，最大可以扩展到16000步时钟功能内置实时时钟（有时间设定指令，时间比较指

7、令）指令基本指令27个，步进梯形图指令2个，应用指令132个高速处理有输入输出刷新指令，输入滤波器调整指令，输入中断功能，定时器中断功能，计数器中断功能，脉冲捕捉功能最大输入输出计数256点辅助继电器/定时器辅助继电器：3072点定时器：256点计数器一般用16位增计数器：200点一般用16位增减计数器：35点高速用32位增减计数器：（1相）60KHz/2点，10KHz/4点（2相）30KHz/1点，5KHz/1点数据寄存器一般用8000点，变址用16点，文件用最大可以在程序区域中设定位7000点3.3.2FX2N-32MR概述FX2N-32

8、MR为基本单元，共用32点，使用AC200-240V电源，其中DC输入16点，以继电器形式输出16点，横式端子排，标准输出。其外形尺寸宽×厚×高=150×87×90