课程设计基于PLC通信方式的变频器闭环定位控制系统

1、闽南师范大学课程设计课题名称：基于PLC通信方式的变频器闭环定位控制系统目录关键词：三菱PLC，变频器，定位控制，编码器3一；控制要求4二；硬件部分52.1；系统接线原理图52.2；电机转数曲线5三；软件部分53.1变频器通讯协议53.2梯形图8四；软件调试114.1实验步骤114.2调试中的问题；12五；系统应用125.1，基于PLC的凿岩钻车控制系统125.2，基于PLC控制的三轴钻专用机床设计13六；参考文献13摘要；PLC通信方式的变频器闭环定位控制系统是以三菱PLC为核心，通过RS-485BD模块与变频器进行串行通信，变频器按照设定值工作，同时，电机带动编码器旋转，以编码器的脉冲输出

2、作为反馈信号，作为PLC高数计数器的数器信号，可以准确计算出电机转数，从而实现电机准确闭环定位控制。PLC作为控制的核心，主要用来接收编码器的反馈信号实现对当前位置的检测，通过和设定值的比较用通讯功能来控制变频器关键词：三菱PLC，变频器，定位控制，编码器一；控制要求电机上同轴连旋转编码器，变频器控制电机。变频器按照设定值工作，带动电机运行，同时电机带动编码盘旋转，电机每旋转一圈，从编码盘脉冲端输出500个脉冲信号到PLC的高速计数器端X0，这样就可以根据计数器所计脉冲数计算出电机转数，当计数器到设定阀值后执行减速段程序段，控制电机减速至停止，完成定位控制。二；硬件部分2.1；系统接线原理图2

3、.2；电机转数曲线三；软件部分3.1变频器通讯协议图3 通信协议*1.如果发现数据错误并且进行再试从用户程序执行再试操作如果连续再试次数超过参数设定值变频器进入到报警停止状态*2.发生接收一个错误数据时变频器给计算机返回再试数据，如果连续数据错误次数达到或超过参数设定值变频器进入到报警停止状态PLC到变频器通信请求数据格式如下：图3 通信数据格式运行指令FAH02正转H00停止频率写入EDH0000 H2EE0修改变频器频率3.2梯形图四；软件调试4.1实验步骤1、 按下表对变频器进行参数设置：Pr.8Pr.30Pr.79n1n2n3N 4n 5n 6n 7n 8n 9n10n11010148

4、100.0010在改其他参数时，要首先把n10改成0，然后掉电，再开电把变频器打开，再按PU键使PU指示灯，然后改其他参数，然后掉电。把参数保存入变频器，然后上电，再改n10参数，2、正确将导线连接完毕后，将程序下载到PLC主机，将“RUN/STOP”开关拨到“RUN”。3、点击标准工具条上的“软件测试”快捷项（或选择“在线”菜单下“调试”项中的“软件测试”项），进入软件测试对话框。（1）在“字软元件/缓冲存储”区栏中的“软元件”项中键入D10，设置D10的值，确定电机的起始转速。输入设定值N，N为十进制数，为变频器设定的频率。（如N=30，则变频器的设定起始频率为30Hz）。建议频率设定不要

5、过大或过小，否则电机将不易受到PLC的控制。（2）在“字软元件/缓冲存储”区栏中的“软元件”项中键入D0，设置D0的值，确定电机的转数。（如输入十进制数“100”，则电机将在启动的条件下转动100圈后停止运行）。由于电机本身的性能以及变频器的特性，定位略有偏差。（3）在位软元件中的软元件键入M0，由M0强制ON控制电机转动。电机将在转动设定圈数后停止运行。如想在此过程中让其停止，点击“强制OFF”便可。 4.2调试中的问题；1. 首先对变频器的设置时，要先将n10该为0,掉电后再打开变频器才能对变频器的参数进行设定2. 在调试时一开始发现PLC由STOP到RUN时，只有PLC的SD灯在亮，而R

6、D灯不亮，后来检查程序后发现在发送校验码时出现了错误，原来的程序是将累加的和的高两位做了校验和，而需要的校验和是低两位，故将程序中的D16做了调整，之后RD和SD灯都亮了3. 刚开始时C235不能对外部脉冲进行计数，后面换了一台PLC做实验又可以计数了。所以是前一台PLC的计数器有点问题。五；系统应用5.1，基于PLC的凿岩钻车控制系统履带式液压露天钻车是一种优良的钻孔设备，主要用于露天台阶式开挖钻凿边坡预裂孔、爆破孔和边坡锚杆孔。针对重型凿岩钻车ROC848HC存在的如下问题提出改进方案：1）钻臂定位精度、效率和自动化程度不高。2）液压凿岩机档位有限，无法根据岩石具体情况实现无级、调频、调幅

7、钻进。3）纯液压式预防卡钎系统对，类卡钎判别所需时间长，预防效果不很理想。基于PLC的改进控制方案：1）机械钻臂加装角度、位置传感器，采用电液比例和脉宽调制的方法，应用PLC对钻臂定位实现闭环控制，并在触摸屏上实时显示钻臂位置和钻进情况。2）提出了一种基于PLC控制的，配合使用高速开关阀和插装阀，根据钎杆反弹速率，实现自适应凿岩的液压冲击器无级调速方案。设计出一种新型可无级、调频、调幅的前腔常压、压力反馈式液压冲击器方案，对其进行理论分析并建立了数学模型。针对现有冲击器只有三个冲击档位的具体情况，利用PLC的高速运算功能，在凿岩过程中对冲击油压、钻进油压和转钎流量这三个参数采用试行登山法进行自

8、寻优控制，以提高钻孔效率。3）对凿岩过程中的卡钎种类进行理论分析，提出了利用PLC，根据转钎和钻进油压变化速率的卡钎判别方案，更迅速地对卡钎种类进行判别，更好地实现二路反馈三级防卡的预防卡钎方案。 同时采用PLC改进原钻机电路控制系统，省略了该机电路中的一些辅助继电器、时间继电器、脉冲继电器，从而简化了电路，提高了控制系统的可靠性、维修简便性和柔性；采用触摸屏进行人机交互，改善了操作界面，简化了操作面板，更好地对整机运行状况实行监控。5.2，基于PLC控制的三轴钻专用机床设计以加工刮板运输机的重要零件刮板的三轴钻专用机床为研究对象，完成了机床的总体设计、主轴箱设计、进给系统设计和PLC控制系统

9、的设计。本机床的工作过程是：当装有工件的专用夹具与机床工作台上的两个定位触点相接触时，工件装夹完成的信号传送给机床控制系统。机床控制系统发出指令，驱动机床主轴箱快进、工进1、(钻孔)、工进2(锪孔)，然后机床主轴箱回零，完成一个工作循环。 通过对国内外大量相关文献进行检索和研究，在分析多轴机床、立式钻(铣)床、摇臂钻床、组合机床的配置方案和技术参数的基础上，确定了机床的配置方案，并按工艺要求，确定了机床的运动参数和动力参数，完成了机床的总体设计。 基于对数控机床主传动系统的设计特点、数控机床主轴要求的认真研究，结合可调多轴机床的调整方案和结构特点，设计了机床的主传动系统、主轴组件，并对主轴箱中重要的传动件和联接件进行了计算和校核。 按照数控机床伺服进给系统的要求，设计了机床的伺服进给系统，对系统所需硬件进行了选择和验算，并对机床的定位精度进行了计算和校核，以满足工件的加工要求。 对PLC控制系统中硬件的参数进行匹配，编写了机床定位模块的定位程序和机床PLC的控制程序，实现了用PLC控制变频器对机床主轴无级调