本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）第1頁共37頁目次1、緒論.31.1選題背景及意義.312國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀.31.3本文的主要工作.42滑塊厚度檢測系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu).521檢測對象.522測量傳動機(jī)構(gòu).523滑塊的檢測原理.624分類機(jī)構(gòu).73檢測平臺的控制系統(tǒng)設(shè)計.831控制系統(tǒng)的工藝要求.832系統(tǒng)的控制要求.933控制系統(tǒng)的I/O點及地址分配.934PLC系統(tǒng)的選型.1135控制系統(tǒng)的硬件組成.113.6控制系統(tǒng)與上位機(jī)的通信接口.124控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計.1341上位機(jī)軟件.1342PLC控制軟件.15421PLC主控軟件設(shè)計.15422步進(jìn)電機(jī)的開環(huán)運動控制.164221前級驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)的輸出特性.164.2.2.2前級驅(qū)動部分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的特性.164.2.2.3分類步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性.174.2.2.4分類步進(jìn)電機(jī)控制器特性.184225PLC對步進(jìn)電機(jī)的控制方法.184PLC與工控機(jī)的通信設(shè)計.244PLC控制軟件的功能設(shè)計.264.2.4.1主程序Main.264.2.4.2初始化程序Initial.274.2.4.3分類子程序Micro_SORT.274.2.4.4Run_Motor1.284.2.4.5Stop_Motor1.284.2.4.6報警程序Alarm.294.2.4.7自啟動子程序Reset.295系統(tǒng)的可靠性設(shè)計.305.1系統(tǒng)接地.305.2接近開關(guān).305.2.1接近開關(guān)的主要功能.30本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）第2頁共37頁5.2.2接近開關(guān)的定位精度.315.3PLC的輸出端保護(hù).325.4SSR及電機(jī)的保護(hù).325.5分類口分布的優(yōu)化設(shè)計.325.6軟件的優(yōu)化設(shè)計.335.7系統(tǒng)聯(lián)調(diào).336全文總結(jié).34結(jié)論.35致謝.36參考文獻(xiàn).37附件1、控制系統(tǒng)的PLC程序。附件2、論文MicrocomponentThicknessComprehensiveDetectingPlainTestControlSystemDesigning發(fā)表于ISTM2005。本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）第3頁共37頁1、緒論1.1選題背景及意義滑塊是空氣壓縮機(jī)及空調(diào)中的一個關(guān)鍵性部件，其幾何尺寸、表面粗糙度、形位公差等精度的高低，嚴(yán)重影響空調(diào)制冷制熱效果的好壞。如今隨著市場對空調(diào)及空氣壓縮機(jī)需求的擴(kuò)大，對滑塊的需求量也越來越大，精度要求也越來越高。目前，在加工生產(chǎn)后，主要依靠人工檢測的方法，對滑塊是否合格進(jìn)行檢驗。由于檢測精度很高，人工檢測的方法存在檢測速度慢、效率低、人為因素影響大等問題，檢測成為制約生產(chǎn)的關(guān)鍵性一環(huán)。為此，研制了這套滑塊自動化檢測系統(tǒng)。12國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀可編程控制器(PLC)是一種專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算電子系統(tǒng)，它將計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，成為實現(xiàn)單機(jī)、車間、工廠自動化的核心設(shè)備。PLC的控制功能由簡單的邏輯控制、順序控制發(fā)展為復(fù)雜的連續(xù)控制和過程控制，并將微機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)和網(wǎng)絡(luò)通信能力也集成在一起，成為自動化領(lǐng)域的三大技術(shù)支柱(PLC、機(jī)器人、CAD/CAM)之一1。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，PLC的功能更加完善和豐富，但成本卻在下降。目前在國內(nèi)外，PLC已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、建筑、石油、化工、電力、機(jī)械制造、汽車、紡織、環(huán)保和娛樂等行業(yè)16。在工業(yè)自動化應(yīng)用方面，廣泛使用PLC實現(xiàn)運動控制、過程控制、順序控制、數(shù)據(jù)處理和與其它智能控制設(shè)備組成分布式控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)。在現(xiàn)場控制領(lǐng)域，PLC以其抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單和通用性強(qiáng)的特點，廣泛用于實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。在機(jī)電系統(tǒng)中，PLC作為底層控制命令的執(zhí)行者，執(zhí)行管理層的命令。尤其是在工業(yè)生產(chǎn)過程中，控制驅(qū)動系統(tǒng)比如：電機(jī)控制，具有控制精確性高、使用方便的優(yōu)點。例如：有的使用PLC對機(jī)床主軸實現(xiàn)脈動定位控制，實質(zhì)是對電動機(jī)進(jìn)行脈動控制。通過使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在一個較低的平均速度下實現(xiàn)主軸定位，大大提高了定位系統(tǒng)的可靠性，取得很好的定位效果19。有的以交流異步電動機(jī)的PLC邏輯控制、位置控制、過程控制、變頻控制、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)通信的典型應(yīng)用實例，闡述了PLC在交流異步電動機(jī)自動化控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用和重要作用20。有的使用PLC對三相異本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）第4頁共37頁步電機(jī)進(jìn)行控制，提高了可靠性，減小了控制電路的體積21。還有很多文章是基于PLC的計算機(jī)集散控制系統(tǒng)22。計算機(jī)集散控制系統(tǒng)(簡稱DCS)，DCS以其分散控制、集中監(jiān)控的獨特優(yōu)勢迅速得到了企業(yè)界的認(rèn)可，并得以大規(guī)模的推廣應(yīng)用。DCS采用分級遞階結(jié)構(gòu)，即從系統(tǒng)工程出發(fā)，考慮功能分散、危險分散、提高可靠性、強(qiáng)化系統(tǒng)應(yīng)用靈活性、減少設(shè)備的復(fù)雜性與投資成本。尤其在一些流程工業(yè)復(fù)雜控制對象的控制中，計算機(jī)集散控制系統(tǒng)的作用十分明顯。利用PLC構(gòu)成集散控制系統(tǒng)，將計算機(jī)管理能力強(qiáng)的優(yōu)點與PLC成本低、控制功能強(qiáng)的特點結(jié)合起來，取得了良好的效果。將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)過程的監(jiān)控，也是PLC的重要應(yīng)用之一23。運用計算機(jī)控制技術(shù)與PLC和回路調(diào)節(jié)器相配合，按照工藝流程的要求，對整個生產(chǎn)線中的各種電機(jī)、閥門等開關(guān)和溫度、壓力、液位等模擬量進(jìn)行檢測控制。用計算機(jī)對生產(chǎn)工序進(jìn)行自動監(jiān)控和管理提高了企業(yè)的生產(chǎn)管理水平和競爭能力。在本項目中，PLC作為直接的控制命令執(zhí)行者，不但要對系統(tǒng)運行過程中的各種狀態(tài)進(jìn)行檢測，還要精確控制后級分類機(jī)構(gòu)電機(jī)的輸出相位。因此、這就需要對PLC的輸出進(jìn)行編程。在Simens公司生產(chǎn)的S7-200系列小型PLC中，專門集成了針對步進(jìn)電機(jī)的控制方式PTO（高速脈沖輸出）。這樣，只需要用戶軟件編程就實現(xiàn)了對步進(jìn)電機(jī)的精確控制，大大簡化硬件電路的構(gòu)成24。1.3本文的主要工作依據(jù)滑塊厚度檢測的工藝和檢測方法，本文主要在以下幾個方面展開了工作：（1）根據(jù)系統(tǒng)的控制功能要求設(shè)計控制系統(tǒng)的總體方案，并對其可行性進(jìn)行分析并論證；（2）設(shè)計控制系統(tǒng)的硬件