S7—200控制步进电机和伺服电机的运行

论文字数:14172,页数:38

 绪论
1.1  研究背景与目的
 随着现代技术的不断发展，对产品的质量，生产效率以及大批量生产成本的要求越来越高。而其中的一个重要环节就是产品的装配。据资料显示，现在的产品生产过程中，装配占了30%的劳动力和50%—70%的生产成本。由于现代工业的飞速发展，大批量产品的生产，解决现代企业装配技术问题就显得迫切重要。因此，设计一个合理的柔性化自动生产过程就显得非常有意义。
 步进电机和伺服电机以其具有速度控制容易，精确等优点，且在宽范围内可平滑调速的特点已在各行各业中得到广泛应用。而PLC因其稳定可靠，结构简单，成本低廉，功能强大和使用方便的特点，也在工业控制中广泛应用。所以用PLC控制电机的应用在实际生活中非常有使用价值。本次系统要控制的是电机的正反转以及电机的速度和位置控制。目前最常用也最有效的方法就是PTO和PWM的调速和位置控制。
 由于人们生活水平的不断提高，对汽车的需求越来越大。圆盘式机油冷却器是汽车的重要组成部分。其密封性能的好坏，直接影响汽车的质量。而冷却器的密封主要取决于装配过程。本次设计基于PWM和PTO油冷却器自动装配机电机控制系统设计即可完成圆盘式油冷却器装配过程的电机控制任务。

1.2  研究方法及系统概述
     圆盘油冷却器由六部分组成：外芯片、下焊片、翅片、垫块、上焊片、和内芯片。按设计要求本控制系统应按上述工序步骤依次装配，并进行压合、称重、卸料、计数等装配步骤。在装配过程中，最主要的是协调控制主转盘和机械手有条件的配合，要求6工位机械手（气爪）能协调同步，各料仓推杆能根据装配进程自动加料。另外，该控制系统应能根据用户的不同生产要求，相应地调整平均生产效率（主要是调整主转盘和机械手的动作速度）及完成装配产品数量。
    圆盘油冷却器芯片单元自动装配线的设计要求如下：
装配线的占地面积尽量小，尽量节省制造成本；
保证圆盘式油冷却器的装配精度，提高装配质量；
减轻工人的劳动强度；
系统有自检和报警功能。
根据上述要求，初步选定由S7—200控制一台伺服电机带动凸轮机构，进而6工位机械手（气爪）动作；6个料仓推杆由3台S7—200PLC控制的6台步进电机完成，6个料仓进料由6只小异步电机完成。S7-300为主控制PLC，通过PROFIBUS总线连接人机界面（通过WinCC软件组态），S7-300主站经由EM277

与4台S7-200从站连接。本次设计主要通过PWM和PTO两种控制方式对6台步进电机和一台伺服电机进行调速控制。

1.3  论文内容概述
学习使用西门子STEP7软件，通过S7—200控制步进电机和伺服电机的运行。
熟悉油冷却器的运作机理。
分别用PTO和PWM两种方式控制伺服电机以完成悬臂外伸，滑块下落，吸盘吸气，滑块提升，悬臂回收，滑块下落，吸盘通气，滑块提升等机械爪动作。
分别用PTO和PWM两个方式控制步进电机的料仓推杆上移补偿和料仓没料快速下降。
通过S7—200对油冷却器装配机的步进电机和伺服电机进行程序设计使其能够稳定可靠的运行。