PLC運動控制技術應用設計與實踐

前言

任務驅動式PLC編程及運動控制技術應用系列教程按不同的PLC型號和內容深淺分為八冊，讀者可按實際情況選擇不同的分冊進行閱讀學習，本書是其中之一。可編程序控制器（PLC）是20世紀60年代發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制器。作為運動控制器，它遠遠超出了原先PLC的概念，已廣泛應用于各種運動控制系統(tǒng)中。目前，運動控制領域已經發(fā)生了日新月異的變化，各種現代控制技術已被廣泛應用到各種工程實際中。例如，自適應控制、最優(yōu)控制、魯棒控制、滑模變結構控制、模糊控制、神經網絡控制以及各種智能控制都已經深入到傳統(tǒng)的運動控制系統(tǒng)中，具有較高的靜動態(tài)性能的運動控制系統(tǒng)不斷涌現。本書以三菱FX2N型PLC為例，主要介紹PLC運動控制系統(tǒng)的控制原理、PLC編程與調試、系統(tǒng)接線、聯網以及監(jiān)控系統(tǒng)設計等。全書共分6章：第1章主要介紹運動控制系統(tǒng)的基本結構，PLC在運動控制中的應用，運動控制技術實訓設備的功能及其實訓內容；第2章介紹帶式傳送機變頻調速的各種控制方式及其應用；第3章介紹行走機械手的速度與位置控制的各種方法及其實踐；第4章介紹貨物傳輸與搬運系統(tǒng)的PLC網絡控制；第5章詳細介紹了人機界面在行走機械手中的應用；第6章主要介紹倉儲、柔性制造加工、現代生產線等典型的PLC運動控制系統(tǒng)的應用實例，介紹了PLC運動控制技術的應用與設計，并配有技能大賽通用試題。本書工程性與實踐性比較強，簡明實用，對PLC用戶具有較大參考價值。本書可作為職業(yè)院校學生學習PLC運動控制技術的實訓教材，也可以作為技能大賽參考書?！皩W練一體”是本書的特點。本套教材配有第4章和第6章實訓內容的程序光盤。本書由李全利任主編，翟津任副主編，對全書進行統(tǒng)稿，常斗南任主審，審閱全書。第1章由于德穎編寫，第2章及前言由李全利編寫，第3章由韋孝平編寫，第4章由賈亦真編寫，第5章由方強編寫，第6章及附錄由翟津編寫。

內容概要

　　《PLC運動控制技術應用設計與實踐（三菱）》是“任務驅動式PLC編程及運動控制技術應用系列教程”之一，主要內容包括：PLC運動控制技術概述、帶式傳送機的變頻調速控制、行走機械手的速度與位置控制、貨物傳輸與搬運系統(tǒng)的PLC網絡控制、人機界面在行走機械手中的應用、PLC運動控制系統(tǒng)的設計與實踐?！　　禤LC運動控制技術應用設計與實踐（三菱）》的工程性與實踐性較強，簡明實用，對PLC用戶具有較大的參考價值?！禤LC運動控制技術應用設計與實踐（三菱）》學練一體，可作為職業(yè)院校學生學習PLC運動控制技術的實訓教材，也可供從事自動化系統(tǒng)設計與開發(fā)的工程技術人員進行系統(tǒng)設計和應用時參考。

書籍目錄

前言第1章 PLC運動控制技術概述1.1 PLC運動控制技術1.1.1 運動控制的概念1.1.2 運動控制技術的基本要素1.1.3 PLC與運動控制1.1.4 運動控制系統(tǒng)的分類及其應用場合1.2 PLC運動控制系統(tǒng)的組成及各部分的作用1.2.1 工作人員操作站1.2.2 運動控制器1.2.3 驅動器1.2.4 伺服機構1.2.5 檢測裝置1.2.6 機械裝置1.3 PLC運動控制技術實訓設備1.3.1 FVI、METS3系統(tǒng)結構及其功能1.3.2 系統(tǒng)的實訓內容1.4 小結與作業(yè)1.4.1 小結1.4.2 作業(yè)第2章 帶式傳送機的變頻調速控制2.1 實訓任務2.1.1 帶式傳送機的起動和正反轉控制2.1.2 采用PLC實現帶式傳送機的簡單控制2.1.3 采用PLC實現帶式傳送機的無級調速控制2.1.4 帶式傳送機的閉環(huán)調速控制2.2 小結與作業(yè)2.2.1 小結2.2.2 作業(yè)第3章 行走機械手的速度與位置控制3.1 實訓任務3.1.1 采用光電編碼器、高速計數器和直流電動機實現行走機械手的定位控制3.1.2 采用步進驅動系統(tǒng)實現行走機械手的速度與位置控制3.1.3 采用伺服驅動系統(tǒng)實現行走機械手的速度與位置控制3.2 小結與作業(yè)3.2.1 小結3.2.2 作業(yè)第4章 貨物傳輸與搬運系統(tǒng)的PLC網絡控制4.1 貨物傳輸與搬運系統(tǒng)的N：N網絡控制4.1.1 系統(tǒng)組成4.1.2 系統(tǒng)編程4.2 貨物傳輸與搬運系統(tǒng)的CC-LINK網絡控制4.2.1 應用FX2N-16CCI-M的CC-LINK網絡實現對貨物傳輸與搬運的控制4.2.2 應用Q機的CC-LINK網絡實現對貨物傳輸與搬運的控制4.3 小結與作業(yè)4.3.1 小結4.3.2 作業(yè)第5章 人機界面在行走機械手中的應用5.1 觸摸屏5.1.1 觸摸屏的特點及功能5.1.2 觸摸屏的硬件5.1.3 觸摸屏的軟件安裝5.2 觸摸屏實訓任務5.2.1 制作兩個按鈕控制行走機械手的左移動與右移動5.2.2 制作行走機械手觸摸屏的監(jiān)控界面5.3 組態(tài)王5.3.1 組態(tài)王的特點5.3.2 組態(tài)王的功能5.3.3 組態(tài)王的安裝5.4 組態(tài)王實訓任務5.4.1 制作兩個按鈕控制行走機械手的左移動與右移動5.4.2 制作行走機械手組態(tài)王的監(jiān)控界面5.5 小結與作業(yè)5.5.1 小結5.5.2 作業(yè)第6章 PLC運動控制系統(tǒng)的設計與實踐6.1 倉儲控制系統(tǒng)的設計與實踐6.1.1 加工制造系統(tǒng)終端貨物的識別、分揀與人庫6.1.2 載貨臺與庫位間貨物的傳送6.1.3 倉庫貨物的調配6.1.4 撥碼器在倉儲控制系統(tǒng)中的應用6.1.5 利用觸摸屏實現倉儲控制系統(tǒng)的自動控制6.2 柔性制造加工系統(tǒng)的應用設計與實踐6.2.1 順序加工（工件流水加工的實現）6.2.2 加工入庫（分類加工及人庫分揀）6.2.3 柔性制造智能控制6.2.4 柔性制造加工系統(tǒng)組態(tài)的實現6.3 現代生產線控制系統(tǒng)的應用設計與實踐6.3.1 生產線控制系統(tǒng)一（配套加工系統(tǒng)）6.3.2 生產線控制系統(tǒng)二（定量加工系統(tǒng)）6.3.3 生產線控制系統(tǒng)三（帶有初加工的裝配系統(tǒng)）6.4 技能大賽通用試題6.4.1 試題6.4.2 試題二6.5 小結與作業(yè)6.5.1 小結6.5.2 作業(yè)附錄附錄A Fx2N系列指令系統(tǒng)表附錄B Fx2N系列PLC特殊元件編號及名稱檢索參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：運動控制器可實現控制算法，如PID算法、模糊控制算法及各類校正算法等。總之，現代運動控制器可實現各種先進的控制算法。PLC作為通用控制裝置，以其高可靠性、功能強、體積小、可以在線修改程序、易于與計算機連接、能對模擬量進行控制等優(yōu)異性能，在工業(yè)控制領域中得到大量運用，現已成為現代工業(yè)三大支柱之首。PLC已在流水線、包裝線、機械手、立體倉庫等設備上得到廣泛的應用，這些應用都屬于運動控制的范疇。1.2.3 驅動器驅動器是指將運動控制器輸出的小信號放大以驅動伺服機構的部件。對于不同類別的伺服機構，驅動器有電動、液動、氣動等類型。PLC運動控制系統(tǒng)采用PLC作為運動控制器，通常驅動器為變頻器、伺服電動機驅動器、步進電動機環(huán)形驅動器等。在一些對速度、位置的控制精度要求不高的場合，在運動控制系統(tǒng)中可以采用變頻器控制交流電動機的方式來完成。在交流異步電動機的諸多調速方法中，變頻調速的性能最好，調速范圍大、靜態(tài)穩(wěn)定性好、運行效率高。采用通用變頻器對交流異步電動機進行調速控制，由于使用方便、可靠性高，并且經濟效益顯著，使得這種方案逐步得到推廣。步進驅動系統(tǒng)（步進電動機與驅動器組成的系統(tǒng)）主要應用在開環(huán)、控制精度及響應速度要求不太高的運動控制場合，如程序控制系統(tǒng)、數字控制系統(tǒng)等。步進驅動系統(tǒng)的運行性能是電動機與驅動器兩者配合所反映出來的綜合效果。效率、可靠性和驅動能力是步進電動機驅動電路所要解決的三大問題，三者之間彼此制約。驅動能力隨電源電壓的升高而增大，但電路的功耗一般也相應增大，使效率降低?？煽啃詣t隨著驅動電路的功耗增大、溫度升高而降低。恒流驅動技術采用了能量反饋，提高了電源效率，改善了電動機矩頻特性，國內外步進電動機驅動器大多都采用這種驅動方式。交流伺服電動機的驅動裝置采用了全數字式驅動控制技術后，使得驅動裝置硬件結構簡單，參數調整方便，輸出的一致性、可靠性增加。同時，驅動裝置可以集成復雜的電動機控制算法和智能控制功能，如增益自動調整、網絡通信等功能，大大提高了交流伺服系統(tǒng)的適用范圍。1.2.4 伺服機構伺服機構是PLC運動控制系統(tǒng)的重要組成部分，選擇運動控制系統(tǒng)的伺服機構首先應該是在整個工作過程中都能拖運負載，其次是選擇伺服機構必須考慮它的性能對控制系統(tǒng)的影響，最后要考慮的就是在低速運行時必須平衡而且扭矩脈動變化小，在高速運行時振動噪聲應該小。運動控制系統(tǒng)伺服機構按工作介質可分為電動伺服機構、液壓伺服機構和氣動伺服機構。在中、小功率的運動控制系統(tǒng)中，電動伺服機構的應用比較廣泛。電動伺服機構即控制電動機，與一般電動機相比有如下優(yōu)點：（1）高可靠性執(zhí)行元件是控制系統(tǒng)的重要組成部分，所以它的可靠性顯得十分重要。（2）高精度系統(tǒng)的機械運動要精確滿足控制要求，這就要求執(zhí)行元件具有高精度。

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