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基于PLC的脉冲磁体绕线机伺服电机控制系统的设计与实现

作　者: 黄灿灿
导　师: 彭涛
学　校: 华中科技大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 脉冲磁体绕线机 PLC 交流永磁同步电机
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

强磁场作为一种非常规极端条件,越来越多地应用于科学技术研究。制造性能优异的强磁场装置,需要精确可靠的计算,也需要精密细致的绕制和加工。绕线机作为重要的加工制造设备,广泛应用于工业领域的各行各业。为强磁场装置设计性能优异、控制精密的绕线机,是一项很重要的工作。本文就脉冲磁体绕线机的电机控制系统展开研究,学习并掌握其实现原理,结合实验室需求,设计并实现了基于PLC的脉冲磁体绕线机伺服电机控制系统。主要内容如下:对绕线机技术实现方案进行了研究综述;分析脉冲磁体绕线过程,结合实验室原有脉冲磁体绕线机的性能,分析原有设备在绕线过程中存在的不足;提出了新绕线机系统需要实现的功能和解决的问题;分析了步进电机和交流伺服电机的原理和特点,对它们应用于绕线机系统的优势及劣势进行分析;分析了PLC的原理及特点,对PLC应用于绕线机控制系统的可行性和可靠性进行了研究。详细介绍了基于PLC的脉冲磁体绕线机伺服电机控制系统的设计实现过程。在新系统中,分析并提出速度配合和位置系统建立的方案;利用PLC和伺服电机系统,从最小系统实现开始,逐步扩充功能,解决细节问题,处理换向、减速、数据保存和恢复、人机交互等系统中面临的实际问题。进行了初步的空载调试,两个电机在稳态情况和动态情况下都能够实现精确配合,能够实现脉冲磁体绕线机绕线过程中的各种功能,具有较好的交互能力,证明了设计的可行性和有效性,为后期样机设计打下了坚实基础。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 强磁场装置意义  8-9
  1.2 绕线机的应用  9
  1.3 绕线机执行系统和控制系统  9-10
  1.4 本文主要研究内容  10-11
  1.5 本文的章节安排  11-12
2 脉冲磁体的绕制  12-17
  2.1 脉冲磁体结构介绍  12-13
  2.2 脉冲磁体绕线机  13-14
  2.3 脉冲磁体的绕制  14-15
  2.4 脉冲磁体绕制中容易出现的问题  15-17
3 执行系统和控制器  17-24
  3.1 步进电机系统  17-18
  3.2 交流伺服电机系统  18-19
  3.3 步进电机与交流伺服电机比较  19-20
  3.4 PLC 的特点  20-22
  3.5 PLC 的应用形式和基本工作原理  22-24
4 绕线机伺服电机控制系统概念设计  24-28
  4.1 实验室现有绕线机的性能评估  24-25
  4.2 新绕线机系统的概念设计  25-26
  4.3 系统面对的问题  26-27
  4.4 电机选型原理简介  27-28
5 控制系统功能的实现  28-50
  5.1 系统设计中使用的装置  28-29
  5.2 伺服电机的控制方式介绍  29-31
  5.3 伺服电机功能的基本配置  31-32
  5.4 最小系统的实现——单电机的控制  32-34
  5.5 扩展模块和双电机控制  34-37
  5.6 缓速起动和缓速停止  37-40
  5.7 近端自动减速设置  40-42
  5.8 系统的起动和停止  42-43
  5.9 数据保存及数据重构  43-46
  5.10 文本显示器与PLC 的通信和交互  46-50
6 系统的简单调试  50-55
  6.1 文本显示器显示速度与伺服驱动面板速度对照  50-51
  6.2 模拟电压值与面板速度的对应关系  51-52
  6.3 高速端口的脉冲匹配情况  52-54
  6.4 结果分析和后期规划  54-55
7 全文总结  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-59

基于PLC的脉冲磁体绕线机伺服电机控制系统的设计与实现

内容摘要

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