1、雙軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)電控單元設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 通過電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)雙平臺(tái)的同步運(yùn)動(dòng)，并通過控制系統(tǒng)，能比較精確的控制平臺(tái) 的運(yùn)動(dòng)速度及雙平臺(tái)的同步運(yùn)動(dòng)、異步運(yùn)動(dòng)。電控單元系統(tǒng)設(shè)計(jì)閉環(huán)控制 閉環(huán)控制系統(tǒng)，即兩臺(tái)電機(jī)由同一控制器發(fā)出控制信號。然后再各自構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)。緊 隨控制器發(fā)出的信號，即可實(shí)現(xiàn)多電機(jī)的同步運(yùn)行；控制系統(tǒng)的基本組如圖2 所示。 在這個(gè)系統(tǒng)中由 PLC 接受來自上位機(jī)發(fā)來的控制信號，經(jīng)過運(yùn)算轉(zhuǎn)換為執(zhí)行裝置的控制信 號。同時(shí)發(fā)到兩臺(tái)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器中，由于控制命令是相同的。通過編碼器監(jiān)測電機(jī)的實(shí)際速 度，與控制命令進(jìn)行比較，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，這樣只要兩臺(tái)電機(jī)的都緊

2、隨控制命令運(yùn)行便 可實(shí)現(xiàn)同步。示意圖見下圖電控單元系統(tǒng)設(shè)計(jì)PLC速度設(shè)定主電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輔電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輔電機(jī)速度檢測裝置1速度檢測裝置2主電機(jī)總體示意圖通訊方式選擇 目前常見的通訊方式為：CAN 總線、工業(yè)以及太網(wǎng)脈沖控制。 CAN 總線 CAN 是指控制器局域網(wǎng)。它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。 CAN 總線通信接口中集成了CAN 協(xié)議的物理層，數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對通信數(shù)據(jù)的成 幀處理，包括位填充，數(shù)據(jù)塊編碼，循環(huán)冗余校驗(yàn)，優(yōu)先級判別等項(xiàng)工作。CAN 的高性能 和可靠性已被認(rèn)同，并被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、船舶、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè)備等方面.返回工業(yè)以太網(wǎng) 工業(yè)以太網(wǎng)是基于IE

3、EE 802.3 (Ethernet)的強(qiáng)大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò)。通常認(rèn)為工業(yè)以太網(wǎng) 主要是通過采用交換式以太網(wǎng)、全雙工通信、流量控制機(jī)虛擬局域網(wǎng)等技術(shù)，減輕以太網(wǎng)負(fù) 荷，提高網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)響應(yīng)時(shí)間，與商用以太網(wǎng)兼容的控制網(wǎng)絡(luò)。伺服電機(jī)伺服電機(jī)是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)。伺服電機(jī)可使控制速度，位置精度 非常準(zhǔn)確，可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信 號控制，并能快速反應(yīng)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性 度高、始動(dòng)電壓等特性，可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分 為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類，其主要特點(diǎn)是，

4、當(dāng)信號電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)自鎖。 轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。電控部分方案設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)際需求及現(xiàn)有條件，采取以下方案： 上位機(jī)控制器（PLC+觸摸屏）通過脈沖信號連接伺服驅(qū)動(dòng)器，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)聯(lián) 軸器運(yùn)動(dòng)各型號確定上位機(jī)PLC選用三菱FX1s-20MR伺服驅(qū)動(dòng)器選用EDC-04APE，編碼器返回上位機(jī)與伺服驅(qū)動(dòng)器相連上位機(jī)與伺服驅(qū)動(dòng)器相連脈沖指令的發(fā)送方式返回編碼器信號的輸出編碼器：編碼器（encoder）是將信號（如比特流）或數(shù)據(jù)進(jìn)行編制、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲(chǔ)的信號形式的設(shè)備。編碼器把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號，前者稱為碼盤，后者稱為碼尺。按照讀出方式編碼器可以分為接

5、觸式和非接觸式兩種；按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號，再把這個(gè)電信號轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈沖，用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個(gè)位置對應(yīng)一個(gè)確定的數(shù)字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關(guān)，而與測量的中間過程無關(guān)。編碼器的接線方式：旋轉(zhuǎn)編碼器是一種光電式旋轉(zhuǎn)測量裝置，它將被測的角位移直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號（高速脈沖信號）。編碼器信號的輸出我們通常用的是增量型編碼器，可將旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出脈沖信號直接輸入給PLC，利用PLC的高速計(jì)數(shù)器對其脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，以獲得測量結(jié)果。不同型號的旋轉(zhuǎn)編碼器，其輸出脈沖的相數(shù)也不同，有的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出A、B、Z三相脈沖，有的只有A、B相兩相，最簡單的只有A相。編碼器有5條引線，其中3條是脈沖輸出線，1條是COM端線，1條是電源線（OC門輸出型）。編碼器的電源可以是外接電源，也可直接使用PLC的DC24V電源。電源“-”端要與編碼器的COM端連接，“+ ”與編碼器的電源端連接。編碼器的COM端與PLC輸入COM端連接，A、B、Z兩相脈沖輸出線直接與PLC的輸入端連接，A、B為相差90度的脈沖，Z相信號在編碼器旋轉(zhuǎn)一圈只有一個(gè)脈沖，通常用來做零點(diǎn)的依據(jù)，