昆明理工大學(xué)伺服變頻實(shí)訓(xùn)報(bào)告

1、實(shí)訓(xùn)成績(jī)批閱教師風(fēng)鞏疙N殳孝城市學(xué)院CITY COLLEGE, KUNMING UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY實(shí)訓(xùn)報(bào)告課程名稱(chēng)伺服變頻實(shí)訓(xùn)專(zhuān)業(yè)班級(jí)電信1311學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名楊幼周指導(dǎo)教師胡寅實(shí)訓(xùn)地點(diǎn)明軒樓5022016年5月18日一、三自由度機(jī)械臂工作原理簡(jiǎn)述，結(jié)構(gòu)框圖繪制S7-200 SMART產(chǎn)品多種多樣且提供基于Windows的編程工具，這使得 您可以靈活地解決各種自動(dòng)化問(wèn)題。S7-200 SMART系列微型可編程邏輯控制 器(Micro PLC, Micro Programmable Logic Con troller)可以控制各種設(shè)備以滿(mǎn)足您

2、的自動(dòng)化控制需要。CPU模塊配備了標(biāo)準(zhǔn)型和經(jīng)濟(jì)型供用戶(hù)選擇，分別用于復(fù)雜和簡(jiǎn)單的工業(yè) 領(lǐng)域?？蓴U(kuò)展的標(biāo)準(zhǔn)型模塊可處理更多I/O需求的復(fù)雜任務(wù)，最大可擴(kuò)展到188 點(diǎn)，可滿(mǎn)足大部分小型自動(dòng)化設(shè)備的控制需求。經(jīng)濟(jì)型CPU模塊則直接通過(guò)單機(jī)本體滿(mǎn)足控制需求。S7-200 SMART CPU 模塊本體最多可集成3路高速脈沖 輸出，頻率高達(dá)100KHZ，支持PWM/PTO輸出方式以及多種運(yùn)動(dòng)模式，可自由 設(shè)置運(yùn)動(dòng)包絡(luò)。機(jī)械手由氣控機(jī)械手、橫縱軸絲桿組、底轉(zhuǎn)盤(pán)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)基座等組成。由 伸縮步進(jìn)電機(jī)控制機(jī)械手手臂的左右運(yùn)動(dòng)，升降步進(jìn)電機(jī)控制上下運(yùn)動(dòng)，裝在底 盤(pán)的直流電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)可逆運(yùn)動(dòng)。結(jié)

3、構(gòu)框圖:二、伺服控制部分：1伺服驅(qū)動(dòng)器主回路、控制回路接線(xiàn)圖3 PH 詫 ifAramOFI L2蝕WJ輜零 iwsiffiambv.HIM鬪if'先哦S£Ti獅KS B倚諭BZI縮閱錨ftk2般；"&地>THntnU ( V I w < PE(U2V3W1$r)CN2HhCN1ri-ir/-7Of】ov9av2<lb(B3<y-n(E-14t>cI：-I3、'十5YII*I2L5PE1. 7k1 SCNII9 CI_E179C2、>AU?S7-| AUU21-BRK22 1-COMJLI-DODOMi叫9 i&#

4、39;L-朗H18k、i命21頁(yè)-伽J9-:.10-(JB-JL-呻1-必2-偲-12-CZiCftE$J4*t>1.1X11-B越惴oil 汛 *-»&圖芬13位進(jìn)控制卜棟準(zhǔn)接線(xiàn)圖:上JiIIIIIS3 ntSE AC22OV 命«Q-| R»«)uVwPEU2V3W41何腫啦r-y報(bào)曙齢OCL16)9CN11SCI17sc?gAl RS；7/T_r*jCN2CN1IWJ；(-O-4W)| BRKCOM30'2丄7k門(mén)| HzHtTCN2A渤關(guān)BZZ昨_U113 7>A9AT-N/omd5OftH19Cft10帥II1111

5、(E+2&12czTDGTD6LCN2AS'.AT*1用II倚;地PE2JI'*、ti7HWftV91031J世11"u+'6u-13v+5AWI-12"'w-15FEll1412l.'iI1a 3-14速度枷模擬量控制f標(biāo)準(zhǔn)接線(xiàn)圖2伺服驅(qū)制器內(nèi)部參數(shù)設(shè)置說(shuō)明按下并保持3秒擇作戍功In I5H n掾作失敗Ini er圖45參數(shù)管理操作框圖在第1層中選擇EE ”并按Enter鍵進(jìn)入?yún)?shù)管理方式。選擇操作模式，按Enter鍵，并保持3秒以上，顯示器顯示“FlnISh ”表示操作成功，若顯示Error” 則表示操作失敗。按-鍵返回。

6、EE-set :參數(shù)寫(xiě)入，表示將參數(shù)表中的參數(shù)寫(xiě)入 EEPROM 的參數(shù)區(qū)，不受斷 電影響，永久保存。EE-rd :參數(shù)讀取，將 EEPROM 的參數(shù)區(qū)的數(shù)據(jù)讀到參數(shù)表中。當(dāng)用戶(hù)對(duì)修 改后的參數(shù)不滿(mǎn)意或參數(shù)被調(diào)亂時(shí)，執(zhí)行該操作，可恢復(fù)成剛上電的參數(shù)。EE-def :恢復(fù)缺省值，表示將所有參數(shù)的缺省值（出廠值）讀到參數(shù)表中，并寫(xiě)入到EEPROM的參數(shù)區(qū)中，下次上電將使用缺省參數(shù)。當(dāng)用戶(hù)將參數(shù)調(diào)亂， 無(wú)法正常工作時(shí)，可進(jìn)行該操作。要注意的是，在恢復(fù)缺省參數(shù)后，應(yīng)該 修改電機(jī)證型號(hào)代碼參數(shù)（參數(shù)PA1 ）以匹配正在使用的電機(jī)。3伺服驅(qū)制器點(diǎn)動(dòng)調(diào)試步驟說(shuō)明在第1層中選擇Jr -,按Enter鍵進(jìn)入JO

7、G運(yùn)行方式，即點(diǎn)動(dòng)方式。JOG運(yùn)行提示符為J，數(shù)值單位是r/min，系統(tǒng)處于點(diǎn)動(dòng)控制方式。JOG速度由參數(shù)PA21設(shè)置。按 鍵并保持，電機(jī)按JOG速度運(yùn)行，松開(kāi)按鍵，電機(jī)停轉(zhuǎn)，保 持零速；按/鍵并保持，電機(jī)按負(fù)的JOG速度運(yùn)行，松開(kāi)按鍵，電機(jī)停轉(zhuǎn)，保 持零速。參數(shù)設(shè)定表參數(shù)名稱(chēng)設(shè)定值缺省值設(shè)定說(shuō)明PA04控制方式40設(shè)定為點(diǎn)動(dòng)JOG控制方式PA20驅(qū)動(dòng)禁止11忽略CW和CCW驅(qū)動(dòng)禁止PA21點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行速度100120JOG運(yùn)轉(zhuǎn)速度PA40加速時(shí)間常數(shù)適當(dāng)0減小加速?zèng)_擊PA41減速時(shí)間常數(shù)適當(dāng)0減小減速?zèng)_擊PA53SON使能控制10在無(wú)外加使能的情況下，強(qiáng)制使能點(diǎn)動(dòng)模式示意圖Jr41000 -10

8、0-顯小':操作:J 0L放開(kāi) 按住放開(kāi)為了安全起見(jiàn)，點(diǎn)動(dòng)JOG運(yùn)行速度設(shè)定在低速100轉(zhuǎn)以下。點(diǎn)動(dòng)速度設(shè)定參 數(shù)為PA-21，JOG運(yùn)行以此參數(shù)做為運(yùn)轉(zhuǎn)速度。設(shè)置參數(shù)后（PA53=1 ），伺服驅(qū)動(dòng)器使能，指示燈 Run點(diǎn)亮，此時(shí)驅(qū)動(dòng)器和 伺服電機(jī)處于零速運(yùn)行狀態(tài)。進(jìn)入主菜單第一層，選擇點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行“ Jr”，按E nter鍵進(jìn)入JOG運(yùn)行控制菜單。進(jìn)入JOG控制菜單后，按下減小鍵并保持，電機(jī)按點(diǎn)動(dòng)速度反轉(zhuǎn)運(yùn)行（CW方向），松開(kāi)按鍵，電機(jī)停轉(zhuǎn)，并保持零速；按下增加鍵并保持，電機(jī)按點(diǎn)動(dòng)速度 正轉(zhuǎn)運(yùn)行（CCW方向），松開(kāi)按鍵，電機(jī)停轉(zhuǎn)，保持零速。三、PLC部分：1. PLC控制電氣圖點(diǎn)動(dòng)控制電

9、氣原理圖2. PLC運(yùn)動(dòng)控制程序編制調(diào)試(1)數(shù)字11畫(huà)法：程序:I融如l.i-心迦肯上博二事不二區(qū) 口沖 皿0竝SBiyi.041甲 F£»nctztsj 鹿待” 就莎eb*DvS .Igp croso.、號(hào)V唏* <1 nt 7常*-SJW h iei臨門(mén)<煙 POAAI Wd-ULS衛(wèi)F理£8 j3亡 e * 爐-51S gEsnuglK»器鳳t召r i 0 O書(shū)?n c X£1£ 一 TpIi 冋勺一簣5廠：TI T卜甘一臼*4一7; I -KE - - -.s -? _.,r->(2)數(shù)字71畫(huà)法：程序:&

10、lt;煙 POAAJS UE0日3?亠=.E11-EE-2<s廠T亠Io s lA=ITDHEE用丫0B*E1Ua ss?"11rT3獸鮎Mwsi id J 虛勺密-r-lro1a9« T171361«> FTIDOffid如2 - Mkroso.92:14 JOI6/SJ17四、MCGS組態(tài)部分1. MCGS工控組態(tài)界面設(shè)計(jì)五、聯(lián)機(jī)調(diào)試PLC、觸摸屏和伺服驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制功能，過(guò)程 記錄由于聯(lián)機(jī)調(diào)試中設(shè)備存在一些問(wèn)題，所以這一項(xiàng)目由實(shí)際操作改為老師講解演示。只要設(shè)計(jì)完成組態(tài)界面，然后將對(duì)應(yīng)的按鈕關(guān)聯(lián)到相應(yīng)的程序， 即可完成通 過(guò)觸摸屏來(lái)控制機(jī)械手工

11、作。每個(gè)按鈕關(guān)聯(lián)的程序又各不相同，所以按下不同的 按鈕，就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)寫(xiě)出每個(gè)人的學(xué)號(hào)后兩位數(shù)字。六、心得體會(huì)本次實(shí)訓(xùn)計(jì)劃歷時(shí)兩周，在這期間，經(jīng)過(guò)自己和老師的共同努力，我完成了 一整套伺服與變頻技術(shù)的實(shí)訓(xùn)。從一開(kāi)始的老師講解講授機(jī)械手工作原理， 到自 己實(shí)際拆分機(jī)械手查看內(nèi)部構(gòu)成和電路連線(xiàn)情況， 運(yùn)動(dòng)控制原理，主回路、控制 回路接線(xiàn)方式，伺服控制器的參數(shù)設(shè)置和調(diào)整，以及后面的手動(dòng)控制機(jī)械手運(yùn)行, 通過(guò)程序設(shè)計(jì)自動(dòng)控制機(jī)械手運(yùn)行，使得機(jī)械手能夠按照預(yù)先設(shè)置的程序達(dá)到一 些項(xiàng)目要求。這一整套的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，更加貼近了將來(lái)的工作，和實(shí)際緊密聯(lián)系， 一切標(biāo)準(zhǔn)按照工業(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)要求來(lái)完成。實(shí)訓(xùn)一開(kāi)始，大

12、家都以為只是一個(gè)普通 的機(jī)械手控制調(diào)試，但是老師反復(fù)強(qiáng)調(diào)，這次實(shí)訓(xùn)手動(dòng)調(diào)試機(jī)械手工作只是其中 的一個(gè)方面，另一個(gè)重要的方面，是要掌握通過(guò) PLC編程來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手自動(dòng)運(yùn) 行，能夠在自動(dòng)運(yùn)行的情況下，三軸協(xié)調(diào)動(dòng)作，寫(xiě)出不同的阿拉伯?dāng)?shù)字符號(hào)。從 程序的設(shè)計(jì)，到實(shí)際的調(diào)試，以及最后的結(jié)果驗(yàn)證，都需要按照操作規(guī)程嚴(yán)格執(zhí) 行，否則不僅可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，機(jī)械故障，還可能會(huì)導(dǎo)致觸電事故的發(fā)生。在我們基本理清機(jī)械手的線(xiàn)路連接情況后， 向老師口頭表達(dá)，才發(fā)現(xiàn)這次實(shí) 訓(xùn)的要求不僅僅是要讓機(jī)械手動(dòng)起來(lái)， 更要讓它能夠通過(guò)預(yù)先編寫(xiě)的程序， 完整 無(wú)誤的執(zhí)行程序，做出項(xiàng)目要求的內(nèi)容。只是 CPU接口的一個(gè)設(shè)置錯(cuò)位，就可

13、 能導(dǎo)致機(jī)械手不能被正常驅(qū)動(dòng)，所以細(xì)化設(shè)備和程序之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系及工作原 理，就耗費(fèi)了不少的時(shí)間。從這件事可以看出，一個(gè)是自己對(duì)于伺服變頻技術(shù)的 理解很模糊，以前的學(xué)習(xí)僅限于書(shū)本，并不是真正的在實(shí)物上進(jìn)行操作，另一個(gè) 是充分的說(shuō)明，在伺服變頻技術(shù)中，基礎(chǔ)知識(shí)的重要性。按照設(shè)計(jì)要求繪制出完 整精準(zhǔn)的操作流程圖，不僅能直觀明了的反映電路的工作過(guò)程和原理， 更能正確 的指導(dǎo)電路程序的設(shè)計(jì)。接下來(lái)就是按照三自由度機(jī)械手的操作說(shuō)明， 先進(jìn)行手動(dòng)控制，通過(guò)調(diào)節(jié)下 方的伺服驅(qū)動(dòng)器來(lái)控制機(jī)械手往 X、丫、Z軸運(yùn)動(dòng)。每一個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)距離及運(yùn)動(dòng) 方向都要按照設(shè)備說(shuō)明書(shū)來(lái)一一對(duì)應(yīng)操作， 這對(duì)于我來(lái)說(shuō)以前并沒(méi)有過(guò)嘗試。因

14、 為以前的機(jī)械控制并不是需要同時(shí)控制兩個(gè)及以上的設(shè)備工作，也不需要自己按照說(shuō)明書(shū)調(diào)試設(shè)備，通過(guò)老師的講解自己摸索操作即可， 而現(xiàn)在則是需要我們?cè)趯?shí)現(xiàn)單一機(jī)械軸運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，再實(shí)現(xiàn)兩軸和三軸的聯(lián)動(dòng)，并且要嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū) 的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，否則就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備工作不正常。原來(lái)的方式雖然看起來(lái)不是很 麻煩，對(duì)于簡(jiǎn)單的設(shè)備可能還奏效，但是對(duì)于操作復(fù)雜的設(shè)備，可能只是很小的 一個(gè)錯(cuò)誤，就需要在大型復(fù)雜的設(shè)備中尋找一個(gè)難以發(fā)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，耗時(shí)耗力。而嚴(yán)格按照說(shuō)明一步一步進(jìn)行操作，不僅能直觀的反映出每個(gè)步驟的工作原理和運(yùn) 行狀態(tài)，還能及時(shí)查錯(cuò)，養(yǎng)成先吃透說(shuō)明書(shū)，后進(jìn)行進(jìn)行實(shí)際操作的習(xí)慣，對(duì)于 以后操作結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型設(shè)備

15、有很大的好處。 所以這次實(shí)訓(xùn)不僅是增加了自己的 知識(shí)，提升了自己的設(shè)計(jì)能力和辨識(shí)能力， 規(guī)范了自己的操作標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)了先查 詢(xún)操作手冊(cè)的習(xí)慣，還糾正了自己以前在設(shè)備操作中的各種錯(cuò)誤， 改變了自己對(duì) 于未知設(shè)備操作的認(rèn)識(shí)。在PLC程序設(shè)計(jì)中，依然有很多考慮不周，或者說(shuō)是需要反復(fù)測(cè)試的地方。 就如老師所說(shuō)的，程序設(shè)計(jì)不可能一蹴而就，需要一步一步的考慮，分模塊來(lái)實(shí) 現(xiàn)功能，然后再將這些模塊整合到一起。按照這樣的方式設(shè)計(jì)程序不僅不容易出 錯(cuò)，還能極大的提高效率。按照我們以前的方式，就是直接將需要實(shí)現(xiàn)的功能統(tǒng) 統(tǒng)的編寫(xiě)在一起，然后進(jìn)行驗(yàn)證，但是畢竟我們的經(jīng)驗(yàn)不夠豐富，難免出現(xiàn)錯(cuò)誤， 出現(xiàn)錯(cuò)誤之后，要在整體

16、的程序中進(jìn)行查錯(cuò)，相當(dāng)麻煩。按照老師所說(shuō)的分步驟 分模塊來(lái)編寫(xiě)程序，首先你能知道每一塊程序的作用和功能是什么， 然后分別對(duì) 每一塊程序進(jìn)行測(cè)試，在測(cè)試中，如果出現(xiàn)問(wèn)題，也只需要修改這一小部分程序， 相對(duì)于整體的程序修改工作量大大減少。最后將每一塊經(jīng)過(guò)檢查無(wú)誤的程序整合 到一起，就能實(shí)現(xiàn)功能。例如一開(kāi)始的編程過(guò)程中，我就是直接籠統(tǒng)的設(shè)計(jì)程序， 并沒(méi)有分模塊進(jìn)行，結(jié)果出現(xiàn)了問(wèn)題，但是也排查不出是哪里的問(wèn)題。 所以后來(lái) 在老師和同學(xué)的指導(dǎo)下，我開(kāi)始分模塊編程，先驅(qū)動(dòng)一個(gè)機(jī)械軸運(yùn)行，然后再控制兩個(gè)，最后是三個(gè)軸的整合。此次實(shí)訓(xùn)要求寫(xiě)出自己學(xué)好后兩位的阿拉伯?dāng)?shù)字， 所以編程也分為了三個(gè)模塊，第一個(gè)第二個(gè)

17、模塊就是寫(xiě)出兩位數(shù)字， 第三個(gè)模塊 是把兩位數(shù)字進(jìn)行整合。我的學(xué)號(hào)后兩位都相同，是11號(hào)，所以難度并不是很高。在提交給老師檢查之后，老師又要求再編寫(xiě)一個(gè)其他數(shù)字的程序作為補(bǔ)充。 后來(lái)又編寫(xiě)了程序，使用機(jī)械軸畫(huà)出數(shù)字 71。在設(shè)計(jì)中，其實(shí)還是有很多需要 自己重新完善的知識(shí)和需要注意的操作步驟，自己以后應(yīng)該多多考慮。在MCGS工控組態(tài)界面設(shè)計(jì)的過(guò)程中，主要是需要考慮到設(shè)計(jì)界面的美觀性和可操作性。界面設(shè)計(jì)是原來(lái)實(shí)訓(xùn)中幾乎沒(méi)有接觸到的問(wèn)題， 這就不僅要求我 們要能夠?qū)崿F(xiàn)其功能，更要考慮人機(jī)交互界面的排布合理性。一個(gè)優(yōu)秀的人機(jī)交 互界面，才能夠準(zhǔn)確快速的實(shí)現(xiàn)功能，并給予使用者在視覺(jué)上的美感，減少對(duì)于 設(shè)備使用過(guò)程中的枯燥乏味。所以這也是設(shè)計(jì)的重要一環(huán)，至少自己應(yīng)該要確保 將來(lái)設(shè)計(jì)過(guò)程中，顯示的界面不至于太缺乏美觀性。在對(duì)PLC、觸摸屏和伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試的時(shí)候，由于設(shè)備之間的關(guān) 聯(lián)出現(xiàn)問(wèn)題，所以未能按計(jì)劃繼續(xù)。但是老師也將具體的方式方法教給我們，通 過(guò)每一個(gè)人對(duì)應(yīng)的按鈕，關(guān)聯(lián)相應(yīng)的 PLC程序，就可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)控制按