项目三转台控制系统
三轴转台结构介绍
三轴转台结构介绍三轴转台是一种用于控制运动方向和角度的机械装置。
它通常由三个相互垂直的轴组成,分别是水平轴、垂直轴和旋转轴。
三轴转台主要用于航空航天、军事、船舶、机器人等领域的精密定位和追踪操作。
水平轴是三轴转台的基本轴之一,也是最基础的运动轴。
它使转台能够在水平方向上进行平移运动,常用于改变转台的位置。
垂直轴是另一个基本轴,它使转台能够在垂直方向上进行上下运动。
通过控制垂直轴的运动,可以改变转台的高度。
旋转轴是最重要的轴,它使转台能够在水平面内进行旋转运动。
通过控制旋转轴的运动,可以改变转台的方向和角度。
三轴转台的结构设计要考虑到稳定性、精度和可靠性。
为了保证转台的稳定性,常采用重型结构和防震装置来减少外界干扰对转台运动的影响。
为了保证转台的精度,需要采用高精度的轴承和驱动装置,以及精密的控制系统。
为了保证转台的可靠性,需要采用可靠的传感器和执行器,并进行合理的维护和检修。
在航空航天领域,三轴转台广泛应用于卫星地面测试和发射场测试。
在卫星地面测试中,可以使用三轴转台模拟卫星在轨道上的运动,以验证卫星的姿态控制系统和传感器的性能。
在发射场测试中,可以使用三轴转台模拟发射过程中的运动情况,以验证发射车辆和卫星的适应性和可靠性。
在军事领域,三轴转台主要应用于导弹、雷达和光电设备的定位和追踪。
通过控制转台的运动,可以实现对目标的精确定位和持续追踪,提高军事系统的作战效能和战场信息获取能力。
在船舶领域,三轴转台主要应用于船舶导航系统和海洋观测设备的定位和导航。
通过控制转台的运动,可以实现对船舶航向和船首方向的控制,提高航行安全性和导航精度。
同时,通过安装观测设备,可以对海洋环境进行实时监测和数据采集。
在机器人领域,三轴转台主要应用于机器人的运动控制和视觉定位。
通过控制转台的运动,可以实现机器人在三维空间的精确定位和运动控制,提高机器人的运动灵活性和操作精度。
同时,通过安装相机和传感器,可以实现机器人的视觉感知和环境识别,提高机器人的自主导航和任务执行能力。
三自由度转台控制规律研究的开题报告
三自由度转台控制规律研究的开题报告一、选题背景和意义转台是一种常见的运动平台,用于各种科研、生产、测试等领域。
由于转台的运动特性较为复杂,因此需要针对不同应用场景,设计出适合的控制算法,以保证运动精度和稳定性。
当前,三自由度转台已经得到广泛应用,但是涉及到的控制算法还有很多需要进行研究和改进的地方。
因此,本文选取了三自由度转台控制规律研究作为开题报告的选题。
本次研究的意义在于:1.提高转台的运动精度和稳定性,为相关科研和生产提供可靠的技术支持。
2.深入研究三自由度转台的控制规律,为今后更为复杂的转台控制提供经验。
3.拓展转台控制的应用场景,促进转台技术的发展。
二、研究内容和方法1.研究内容本次研究的内容主要包括以下几个方面:1)三自由度转台的运动学建模和动力学建模,为后续控制算法设计提供基础。
2)传统的PID控制算法在三自由度转台上的应用,研究其控制效果并进行优化。
3)基于神经网络的控制算法在三自由度转台上的应用,研究其控制效果并进行优化。
4)基于智能控制算法的三自由度转台控制系统设计和实现。
2.研究方法本次研究采用以下方法:1)理论分析:通过理论分析的方式,建立三自由度转台的运动学和动力学模型,并基于模型设计控制算法。
2)仿真实验:在Matlab等仿真平台上,进行三自由度转台的仿真实验,研究不同控制算法的控制效果。
3)硬件实验:在实验室模拟三自由度转台的运动,并采集运动数据,研究不同控制算法的控制效果。
4)数学建模:通过建立数学模型,优化控制算法的参数,以达到更好的控制效果。
三、预期成果及进度安排1.预期成果1)成功建立三自由度转台的运动学和动力学模型,并基于模型进行控制算法设计。
2)研究三自由度转台传统的PID控制算法、基于神经网络的控制算法的控制效果,并进行优化。
3)开发基于智能控制算法的三自由度转台控制系统,并验证其控制效果。
2.进度安排1)第一阶段(1-2个月):对三自由度转台的运动学和动力学进行建模,并进行仿真实验。
三轴仿真转台控制系统的设计
三轴仿真转台控制系统的设计作者:孙克诚王琪来源:《无线互联科技》2015年第18期摘要:文章介绍了一种无人机飞行半物理仿真平台的控制系统,本系统是以ARM处理器为核心控制器,采用模块化设计的方法,设计了一个三轴转台控制系统。
系统采用PC机与下位机两级控制,使用积分分离式的PID控制算法,对三轴转台进行精确控制。
控制系统能控制三轴转台转动并对平台上捷联惯导系统姿态信息进行实时测量,保存和显示。
关键字:三轴转台;PID算法;STM32;姿态控制;捷联惯导系统;近些年来,随着现代战争的日益发展,无人机也因其无人驾驶的独特性能得到各国的重视与关注。
飞行仿真转台能够真实地模拟出无人飞行器的动力学特性,在实验室中就能对飞行器的飞行姿态进行仿真,是检测无人飞控系统性能以及进行半物理仿真实验的重要装置。
三轴转台的控制精度直接影响了仿真或调试、检测的结果,因此,三轴转台的控制系统设计往往决定了转台的质量。
本文结合实际设计了一种可实时测量平台上传感器数据的飞行仿真转台控制系统。
1系统结构及总体方案设计本三轴转台控制系统由惯性传感器模块、STM32微控制电路、OLED显示模块、按键输入模块、步进电机驱动模块、RS 232串口通信模块、编码器数据采集模块等部分组成。
系统整体结构框图如图1所示。
惯性传感器系统采集到原始信号,通过I2C总线发送给STM32微控制器,STM32控制器运用捷联惯导算法处理惯性传感器获得的数据,解算出转台的实时姿态。
在LCD液晶显示屏上实时显示姿态参数,另外使用MAX3232将TTL电平转换成RS232电平,再与PC机的COM口连接,并将姿态数据打包成固定格式的串口数据包,通过串口发送给上位机软件,在PC端上位机软件实时动态显示姿态参数和波形曲线。
在上位机软件上可以控制三轴平台的状态,模拟无人机的俯仰、翻滚、航向三轴方向上的姿态控制,控制信息通过COM口发送给STM32控制器,编码器模块采集三轴平台的转动数据经过PID算法处理后反馈给驱动电路控制步进电机转动,提高了三轴转台的转动精度。
三轴陀螺漂移测试转台台体动力学建模及控制系统设计
1 三 轴转 台动 力学分析 的理论依 据 三轴 转 台是一 个复杂 的 多框 架 结构 ,通过气 浮轴承 将 各框架 连接 起来 ,在 台体设计 时 已在可 能 的范
围内赋予了台体结构以最大 的刚度,对这样一个结构进行动态分析有 以下三种方法:① 用有限元理论
对 结构进行 动 力学 分析 :② 用 实验 的方法对 系统 在 已知激 励 下 的响应 数据进 行分 析 ,如对 结构 进行 锤 击 实验 :③ 将 以上 两种 方法相 结合 ,用 实测数 据修 正有 限元 模 型, 然后进 行分 析 。
L UO i g CHE P n , ANG a g x o g J , n N ig W Gu n - i n
( e at n o C nrl n i e n , abn ntue f eh oo y H bn10 0 , hn ) D pr met f o t E gn r g H ri Istt o T cn lg , a i 5 0 1C ia o ei i r
6 5
服 系 统最为 不利 的相对位 置条 件下 进行分 析 的,如 图 1 示 。 所 台体动 力学分 析 的精 度 , 决 于有 限元建模 的精度 ,而有 取 限元建 模的 精度取 决于对 建模对 象 的理解 。 面对 转 台几个主 下
要 的建 模 问题进行 论述 :
① 气 浮 轴承 的有 限元建模 将气 浮轴 承简化 为一组 弹簧进 行研 究 , 体建模 时将 其简 具 化 为杆 单元 。杆 单元分 二组 ,分别 支撑 在轴承 的两 端 的回转 中 心 上 和 台体 上 ,杆 的参数可 以通 过 计算确 定 。方法 如下 :
L ' — i m rfts bei teb s eino o t l y t m. Ie a s u ex g y d t e t l a i d s f n r se i t a sh c g c os
三工位旋转工作台的控制设计
三工位旋转工作台的控制设计需要考虑以下几个方面:
1. 控制方式:可以采用手动控制或自动控制。
手动控制需要操作员手动控制旋转工作台的转动方向和速度,而自动控制则需要通过程序控制旋转工作台的转动。
2. 控制器选择:可以选择PLC、单片机或其他控制器。
PLC控制器可以实现较为复杂的控制功能,而单片机则适合于简单的控制任务。
3. 传感器选择:需要选择合适的传感器来检测旋转工作台的位置和速度。
常用的传感器包括编码器、光电开关等。
4. 控制算法:需要设计合适的控制算法来实现旋转工作台的控制。
常用的控制算法包括PID控制、模糊控制等。
5. 电机选择:需要选择合适的电机来驱动旋转工作台。
常用的电机包括步进电机、直流电机等。
6. 电路设计:需要设计合适的电路来实现控制器、传感器和电机之间的连接和控制。
综上所述,三工位旋转工作台的控制设计需要综合考虑以上几个方面,根据实际需求选择合适的控制方式、控制器、传感器、控制算法、电机和电路设计。
企管-项目三转台控制系统
6.自动往返行程控制
电机的逻辑控制实训:
1、在8号站的右转动有两个按钮:用于起动的SB1和 用于停止的SB2。控制8号站的左转动也有两个按钮: 用于启动的SB3和用于停止的SB4。要求按下相应按 钮可以实现正反转.
其中:6B1(32), M6电机:KM5(91): 8站辊床右转
KM6(92): 8站辊床左转
3、行程控制(当生产机械的运动部件到达预定 的位置时压下行程开关的触杆,使电动机停止运 行) 4、正反转控制
5和 程、S开控B关R制的A要控或求制B:时下机就可械停以工止前作运进台行和在,后启当退动工,按作当钮台碰S运到B行F行 到任意一个位置停止按钮SB1按下工作台停 止工作。
后退
前进
SQA
SQB
逻 辑 “或”运算。
指令格式
示例
4.逻辑 “或非”指令
逻辑 “或非”指令使用的操作数可以是:I、Q、M、L、
D、T、C。有2种指令形式(STL和FBD),用LAD也可以实
现
逻
辑 “或非”运算。
指令格式
示例
5.逻辑 “异或”指令
指令格式 示例
6.逻辑 “异或非”指令
指令格式 示例
7.逻辑块的操作
项目三 转台站控制系统
院系:机电工程学院 专业:自动化 姓名:
电感传感器 电感传感器
输送辊床 滚轮
输送辊床 交流电机
导轨
【项目功能】
1、掌握S7-300PLC位逻辑指令。 2、利用位逻辑指令构建转台站控制系统
【项目知识点和技能点】
1、 S7-300PLC位逻辑指令及应用。 2、会操作汽车自动线设备的转台站 3、具有转台站控制系统的构建、接线、编程、 下载、调试的技能。
三轴飞行转台控制系统的仿真研究
国 内飞行 转 台的研 究始 于 2 0世纪 5 0年代末 , 要 分 布在 航 空 、 天 、 器 、 主 航 兵 船舶 等 部 门. 新 型 号 的 在 研制 过程 中发 挥着 重要 作用 , 随着 计算 机 的迅 速发 展 和大功 率力 矩 电机 的研制 成功 , 高性 能 的三轴 飞 行 在 转 台 中实现计 算机 实 时控 制和力 矩 电机直 接 驱动 已成 为可 能. 三轴转 台是 三个 框 架 ( 内框 、 中框 、 外框 ) 的 合 成运 动 , 一般 将 外框 对应 于偏航 角 , 中框 对 应于俯 仰 角 , 内框对 应 于滚转 角 , 内框 架在 空 间复 现弹体 的角
d ce o t s se p n ,so ,a d a c l rt n i p t in s h e u t h w h t I o t l ya i mei sb t r u td t e t tp i g l p n c e ea i n u g a .T e r s l s o st a o s l NN P D c n r o wa rt h t i e t c e
Vo. No. 1 5。 1
Ma- , 0 t . 2 07
2 0 年 3 月 07
ห้องสมุดไป่ตู้
文 章 编 号 :6 2— 5 8 2 0 ) 1— 0 4— 6 17 2 5 (0 7 0 0 2 0
三 轴 飞 行 转 台控 制 系统 的 仿 真 研 究
刘汉 忠, 红 宇, 葛 张建 华
三自由度转台系统参数辨识及控制器的设计
回转 转 台转 过 不 同 的 角 度 , 比
较其 控制效 果 , 结果 如 图 9 所
示。
纵 坐 标 是 转 台转 过 的 角 度 。 由图可 得 系统 数 学 模 型 的各
图 9 比较图
从 实 际 控 制 过程 可 以看 出
参数 可按 下列诸 式计算 :
三 = To _=二二====== 1 () 2
为此这 里选 用 常规 P D控 制器 、 分 分 离 P D 控 I 积 I
[ ]刘金 昆. 2 先进 PD控制 MAT A I L B仿真[ . 京 : M]北 电子
工 业 出版 社 ,0 1 2 1
[ ]于双 , 3 王旭永. 三轴转台中框双 马达 驱动控制 技术研究
[] 制造技术与机床 ,0 6 1 ) 15 0 J. 20 (2 :0  ̄1 7 [ ]王本永 , 克定 . 4 赵 提高液压三轴仿真 转台位置 控制精度
积分 分离 PD控 制器 和变 速 积分 PD控 制 器 的响 I I 应速 度快 , 并且 控制转 台转 动 的精 度 要 比常 规 PD I 的控 制精 度高 。
√ ( ( +n 2 1 )
一
5 实验 结 论
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舰船 电子工程 ,0 8 2 ( ) 20 ,8 7 [0 1 ]汪洋亮 , 国胜 , 中良基 于 P D的高速无 人机高度 王 李 I
控制系统设计 []舰船 电子工程 , 0 ,92 J. 2 92 () 0 [1 - ]葛金来 , 1 张承慧 , 催纳新. 模糊 自整定 PD控制在三 自 I
特 点 设 计 几种 控 制 器 , 用 MAT AB进行 仿 真 , 利 L
基于可编程多轴控制器(PMAC)三轴转台伺服控制系统设计
Ke wo d : l s d l o o to ; r g a y r s co e -o p c n r l p o r mma l mu t a i o t o lr t r e a i t r t b e P D be li x sc n r l ;h e - x s u n a l ; I — e
HUANG eq a LI W e i W iu n, U ni a
( l g fAu o t n H a b n En i e r g Un v r i , a b n 1 0 0l Ch n ) Co l e o t ma i , r i gn e i ie st H r i 5 0 , i a e o n y
Ab ta t Th l s d l o o t o y t m f t r e a i t r t b e s r c : e co e —o p c n r l s se o h e - x s u n a l ,wh c a e n p o r mma l u t a i c n r l r ih b s d o r g a b e m li x s o t o l — e ( PM AC) ,ma e h p ia n o e s t ea g l rp sto e s ra d t e b u h e s DC mo o st e t r u e v — k st e o tc l c d ra h n u a o iin s n o n h r s ls t ra h o q e s r o mo e t r s s e d r c l rv n h a i g r t t n o y t m i ty d ii g t e l d n o a i .Th o b e l o o to ta e y o h p e n c t n i u e O r — e o o ed u l - p c n r l r t g n t es e d a d l a i s d t e o s o o s aie t e f n t n ft r t b ea t ma i t s y t m u h a c t n e o iy wi g n h e v o to u c in . l h u c i s o u n a l u o t e ts s e s c sl a i ,v lct .s n ,a d t e s r o c n r l n t s z o c o o f o Th r c ia p r t n i d c t st a h smo i n c n r l y t m a e h e u r me t fr a— i u n a l o t o , e p a t l e a i ia e h tt i c o o n t o to s e c n me tt er q ie n e l met r t b e c n r l o s o t
转台控制系统设计
电磁骚扰是指任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。
它可以通过辐射和传导两种方式转播,而辐射骚扰的测试必须要考虑可重复性、经济性、准确性、抗干扰性和快速定位。
目前,在封闭的测试室,对辐射骚扰测试主要采用如下测试装置系统简图(如图2-1所示)。
3M0.8M图2-1电磁兼容测试装置系统简图方案(一):本方案是将转台固定,将受试设备(EUT)置于其上,通过ARM7单片机控制步进电机的匀速转动,从而带动天线自下往上的移动,实现天线快速寻找EUT的最大噪声辐射位置。
其中天线接收的EUT的电磁骚扰主要来源于两个方面:第一是EUT对天线直接的电磁骚扰;第二是EUT的发出的电磁骚扰经过地面的反射使天线接收。
通过步进电机控制天线的移动接收到的数据经频谱分析仪传进电脑,最后经过软件处理将接收的数据以曲线的格式显示,在曲线上可以找到最大的辐射骚扰值的位置,并可将其打印出来。
方案(二):本方案的转台是可控的,将受试设备(EUT)置于其上,由计算机发送转动的指令经ARM7单片机控制转台伺服电机使其匀速转动一周后,转台停止转动,此刻天线的步进电机原地接收电磁骚扰信号后,由计算机发送转动的指令经ARM7单片机控制天线匀速向上移动,同时天线将接收到得信号经频谱分析仪处理后所得的数据,经过串口发给计算机,由计算机里测试软件以一定的算法、最快的速度处理数据,以此找到设备在该点的最大电磁骚扰值。
等天线向上移动1M后,由计算机的测试软件发出指令,使天线停止,同时让再次匀速转动一周,在转动中有天线接收EUT发出的电磁骚扰信号,后面的步骤如上所述。
当计算机读完四次数据时天线移动到最顶端。
测试完毕,由测试软件发出指令使天线回到原始位置,以便下次的测试。
其中天线接收的EUT的电磁骚扰主要来源于两个方面:第一是EUT对天线直接的电磁骚扰;第二是EUT的发出的电磁骚扰经过地面的反射使天线接收。
通过步进电机控制天线的移动接收到的数据经频谱分析仪传进电脑,最后经过软件处理将接收的数据以曲线的格式显示,在曲线上可以找到最大的辐射骚扰值的位置,并可将其打印出来。
三轴转台控制系统校正与仿真设计
辉
葫芦 岛 15 0 ) 2 0 1
摘
要
做为一种用于特定研究 目的的试验和测量系统 , 三轴转 台存在着 内部和外部各种各样 的误差 因素。文章针对
主要误差源之一的三轴 转台控制系统进行 校正 , 并对校正后 的系统做计算机仿真 , 有效提高 了系统精度 , 满足 了模拟试验需
求。
关键词
t ewo k r q ie e t h r e urm n. Ke o d t r e a i u n a l ,c n r 1s s e ,c mp t re lt n y W r s h e - x s t r t b e o t o y tm o u e mu a i o Cls m b r TP1 a s Nl e 3
g/ 为 电气 时间常 数 。 r 转 台伺 服 系 统 的 被 控 对 象 比较 复 杂 , 果 把 如 诸如摩 擦 、 力矩 干 扰 等 对 控 制 不 利 的 问 题 都 集 中 到位 置 环 来解 决 , 很 难 实 现 要 求 的性 能 指 标 。 则
*
收 稿 日期 :0 9年 1 20 2月 1 7日, 回 日期 :0 0 1月 2 日 修 21年 0
响应输人信号的快速性 , 提高系统 的频带宽度, 可
以加快 系统 的响应 速度 ; 对 数字 测角装 置应 有 足够快 的反 应 速度 , 并对
其 中 一 ( ) ( r・ / K ・ ) K 为机 电时 间常数 , 一
采取相 应措施 尽 可能 的消 除各类 误 差 源 , 进 行模 是 拟试验研 究过 程 中十分 重要 的环 节 , 于提 高 转 台 对 精 度具 有十分 重要 的意 义 。 通 过分 析三轴 转 台 的结 构原 理 , 并经 过 具 体 的
组态监控PLC-三工位旋转工作台系统的设计
摘要随着科学技术的不断发展,对生产工艺的要求不断提高,电气控制技术经历了从手动到自动、从简单到复杂、从单一到多功能、从硬件控制到软件控制的不断变革。
工业控制自动化技术正向智能化、网络化和集成化方向发展。
组态王是运行在Windows 95/NT/2000上的一种组态软件。
使用组态王,用户可以方便地构造适应自己需要的“数据采集系统”,在任何需要的时候把生产现场的信息实时地传送到控制室,保证信息在全厂范围内的畅通。
可编程控制器简称(PLC),是在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来的,并逐渐发展成以微处理器为核心,把自动化技术、计算机技术、通讯技术融为一体的新型工业自动控制装置。
本文用组态王软件设计、三菱FX2N型PLC通讯连接,监控现场三工位旋转工作台钻孔,无需人员到现场检查,节省了人力,实现远程监控功能。
关键词:PLC,组态王,自动化,动画连接,远程监控组态监控PLC 三工位旋转工作台系统的设计陈昊鹰 16460510 引言监控组态软件自20 世纪80 年代初诞生至今,已有20 多年的发展历史。
随着计算机技术发展的日新月异,围绕工控计算机的自动化集成系统新产品、新技术的推陈出新,监控组态软件将会扮演越来越重要的角色。
当前,世界上的组态软件种类繁多,但在中国市场上还是国外组态软件占据了大部分的市场,如Wonderware公司的InTouch、Intellution 公司的iFIX 等,而国产组态软件,如北京亚控的组态王(Kingview)的市场占有量挺高。
组态王是一个具有易用性、开放性和集成能力的通用组态软件。
应用组态王可以使工程师把主要精力放在控制对象上,而不是形形色色的通信协议、复杂的图形处理、枯燥的数字统计,只需要进行填表式操作即可生成一个监控和数据采集系统。
它可以在整个生产企业内部将各种系统和应用集成在一起,实现企业综合自动化的目标。
组态王软件作为一种工业控制组态软件在国内已得到了非常广泛的应用。
三轴飞行仿真转台控制系统设计
三轴飞行仿真转台控制系统设计路平;刘凯;王龙【摘要】为实现转台的高精度控制,设计了转台数字控制系统.该控制系统以MSP430单片机为控制核心,采用模块化的设计理念和开放式的结构形式,设计了转台控制系统的硬件电路,并对其功能和原理进行了论述.以VC+ +6.0为开发环境,设计了控制系统的上位机软件结构;以IAR EW 5.0为开发环境设计了控制系统的下位机软件结构.为验证控制系统的性能,进行了控制实验,结果表明:系统控制效果良好,达到了预期效果.【期刊名称】《传感器与微系统》【年(卷),期】2016(035)009【总页数】5页(P110-113,117)【关键词】三轴转台;控制系统;硬件电路;软件设计【作者】路平;刘凯;王龙【作者单位】军械工程学院无人机工程系,河北石家庄050003;军械工程学院无人机工程系,河北石家庄050003;军械工程学院无人机工程系,河北石家庄050003【正文语种】中文【中图分类】TP273三轴飞行仿真转台是一种在航空、航天等领域中进行模拟、仿真、测试等相关实验的半实物仿真设备,可以通过对三个框架实施不同的运动,模拟飞行器在空中的各种飞行动作和姿态变化,军事和民用价值日益突出。
转台的内、中、外三个框架分别模拟飞行器的滚转、俯仰、偏航运动[1]。
超低速、宽调速、高频响、高精度是仿真转台最重要的技术指标,设计合理的控制系统是实现转台技术指标的关键,关系到仿真结果的优劣[2]。
转台控制系统作为转台系统的核心部件,主要用于控制转台转动,实现转台的飞行仿真功能。
本文设计了一种基于MSP430单片机的转台数字控制系统,从硬件设计、软件设计和系统调试与转台控制实验三个方面对搭建的转台数字控制系统进行了较为详尽的阐述。
通过数字控制器实现对转台的闭环控制,控制策略采用软件程序实现,具有结构简单、控制精度高、抗干扰能力强、可靠性高等特点,控制效果良好。
转台控制系统的设计思路是采用人机交互界面的形式,实现转台指令的收发以及转台的检测;通过下位机即转台的数字控制器实现对转台的高精度控制。
三工位旋转工作台的PLC控制设计
工位 1:上料推 进,料到位后退回等待。
工位 2:将料夹紧后,钻头向下进给钻孔,下钻到位后 退回,工件松开,放松完毕后等待。
工位 3:卸料器向前,将加工完成工件推出,推出到位 后退回,退回到位等待。
(Anhui Technical College of Mechanical and Electrical Engineering, Wuhu 24100, China)
Abstract: The paper introduces the PLC control of three-station rotary tables by the use of Siemens S7-200PLC and puts forward the control programs. Meanwhile, based on the control requirements and characteristics of three -station rotary tables, the PLC distribution of input and output is determined, and the Sequential Function Chart (SFC) and Ladder Diagram(LAD) are designed as well. Key words: rotary table; PLC; SFC
90 机械工程师 2009 年第 8 期
制造业信息化
仿真 / 建模 / CAD/ CAM/ CAE/ CAPP MANUFACTURING INFORMATIZATION
设计一个3工位旋转工作台的控制系统设计
任务书课题十二、设计一个3工位旋转工作台的控制系统1.动作特性其工作示意如图所示。
三个工位分别完成上料、钻孔和卸件。
工位1:上料器推进,料到位后退回等待。
工位2:将料夹紧后,钻头向下进给钻孔,下钻到位后退回,退回到位后,工件松开,放松完成后等待。
工位3:卸料器向前将加工完成的工件推出,推出到位后退回,退回到位后等待。
2.控制要求工位2工作台示意图1)用选择开关来决定控制系统的全自动、半自动运行和手动调整方式。
2)手动调整采用按钮点动的控制方式。
3)系统处于半自动工作方式时,每执行完成一个工作循环,用一个起动按钮来控制进入下一次循环。
4)系统处于全自动运行方式时,可实现自动往复地循环执行。
5)系统运动不很复杂,采用4台电机。
6)对于部分与顺序控制和工作循环过程无关的主令部件和控制部件,采用不进入PLC的方法以节省I/O点数。
7)由于点数不多,所以用中小型PLC可以实现。
3.时间安排第1-2天:根据设计任务查阅相关文献;第3-6天:选择一种合适的设计方法,制定详细的设计方案,设计出满足要求的电器控制系统并验证其正确性;第7-8天:编写课程设计报告;绘制相关电气图纸。
第9-10天:提交课程设计报告;进行课程设计答辩。
4.所需提交的材料1)编写输入输出对照表。
包括信号名称、外部元件号、内部继电器号2)绘制PLC外部接线图3)绘制功能流程图;4)编写、调试梯形图或语句表程序目录任务书 0第1章课程设计任务说明 (1)1.1 课题简介 (1)1.2 系统总体方案设计概述 (1)第2章课程设计任务分析 (2)2.1 设备机构组成分析 (2)2.2 设备工作过程分析 (2)第3章控制方案设计 (3)3.1 总体方案设计 (3)3.2 电气系统设计 (4)3.3 电气控制系统设计 (4)3.3.1 系统控制与信号分析 (4)3.3.2 I/O分配表 (5)3.3.3 I/O端子接线图 (6)第4章控制流程分析 (7)4.1 功能图 (7)4.2 梯形图 (8)4.3 语句表 (11)课程设计心得 (14)参考文献 (15)第1章课程设计任务说明1.1课题简介随着信息技术的普及和发展,尤其是跨入2000年后,红外技术得到了迅猛发展,机械加工的方法和手段也逐渐变得丰富起来,各种先进技术被人们引入机械行业中来形成各种新兴学科。
三轴转台结构设计
三轴转台结构设计主要包括以下部分:机械结构:三轴转台机械结构主要包括底座、转台台体、中心轴、轴承等部分。
其中,底座是整个转台的基础,必须具有足够的刚性和稳定性,以支撑整个转台台体的重量和转动时的动态载荷。
转台台体是实现转动的主要部件,其设计应考虑到加工精度、转动惯量、负载能力等因素。
中心轴是连接底座和转台台体的关键部件,需要具有足够的刚性和耐磨性,以承受转动时的动态载荷和摩擦力。
轴承是实现转动的关键部件,需要选择适合的轴承类型和规格,以保证转台的转动精度和使用寿命。
控制系统:三轴转台控制系统包括控制系统硬件和软件两部分。
控制系统硬件主要包括控制器、驱动器、传感器等部分,用于实现转台的精确控制和监测。
控制器是控制系统的核心部分,可以接收来自上位机的指令,并根据指令控制驱动器的输出,以实现转台的精确转动。
驱动器是控制系统的执行机构,可以根据控制器的指令输出合适的电压或电流,以驱动电机转动。
传感器是控制系统的反馈机构,可以实时监测转台的位置、速度等参数,并将参数反馈给控制器,以实现闭环控制。
控制系统软件是实现精确控制的核心部分,可以采用各种控制算法和策略,以实现转台的快速、稳定、精确的转动。
负载结构:三轴转台负载结构主要包括负载安装板、负载支撑架等部分。
负载安装板是用于安装各种测试设备和仪器的部件,必须具有足够的刚性和平整度,以确保测试设备的稳定性和测试精度。
负载支撑架是用于支撑负载安装板的部件,必须具有足够的承载能力和稳定性,以承受各种测试设备和仪器的重量和动态载荷。
总之,三轴转台结构设计需要综合考虑机械结构、控制系统和负载结构等方面的因素,以确保转台的精度、稳定性和可靠性。
同时,还需要根据实际应用需求进行优化和改进,以满足特定的测试要求和使用场景。
转台控制系统设计要求
转台控制系统设计要求1、采用西门子PLC设计转台控制系统。
2、通过控制升降电机的启停、正、反转实现转台的上升和下降(正传上升,反转下降),并且具有上升到位和下降到位的自动停止显示功能。
3、通过控制转台驱动电机的启停、正反转实现转台的连续正传、连续反转、点动正传、点动反转等功能,并且要求这四个功能必须互锁,且能够指示是那种工作状态,,能够显示转台转动角度。
4、转台应该具有急停功能,实现紧急情况下的系统停止功能。
5、撰写设计说明书,包括总体设计方案,元器件的选型,PLC输入输出地址分配,PLC的接线图,电机、电源,变频器等其他元件的接线图,PLC程序梯形图。
6、最后出一张A1图纸,主要是控制系统的电器接线图。
转台驱动电机为交流异步电动机1.5KW,升降电机大概0.55KW左右。
只控制升降电机的启停,正反转。
转台电机通过变频器调速,变频功率可选1.5KW开环矢量型变频器。
制动器装在减速器的输出轴上,为直流24V驱动,额定电流为6.33A,功率200W,因此需要电流10A左右的直流24V电源,给制动器供电,同时给PLC供电。
旋转编码器安装在减速器的输出轴上。
减速器为一轴输入,两轴同速输出型,上面的输出轴接转台,下面的输出轴接旋转编码器,中间通过弹性联轴器连接,调整比较方便。
控制系统的控制对象:1. 1.5KW变频器,控制转台电机的启动停止以及调速。
调速控制可选变频器的多段速,此时根据段速多少,占用PLC两到三个数字量输出点。
调速控制也可以选择485接口通信控制,此时速度连续可调,由于226的PLC只有两个485接口,这种情况下考虑跟文本显示器共用一个485接口。
同时变频器的启停控制用到PLC的两个数字量输出点。
绝对式旋转编码器用到PLC的10个数字量输入点。
2. 0.55KW的升降电机,控制其启停和正反转。
开关量控制。
占用PLC两个输出点。
上下限位开关占用PLC两个输入点。
3. 制动器的启停。
开关量控制,占用PLC一个输出点。
三轴转台结构介绍
三轴转台结构介绍
三轴转台是一种用于控制物体运动的机械结构,主要由三个轴线组成。
每个轴线都有自己的旋转方向和角度范围,通过控制这些轴线的运动,可以实现物体在三维空间中的任意姿态变换。
三轴转台的结构通常由底座、旋转平台和控制系统组成。
底座是整个转台的支撑部分,通常采用坚固的金属材料制成,以确保结构的稳定性和承重能力。
旋转平台是转台上的工作台面,可以绕三个轴线进行旋转。
控制系统则是用于控制转台运动的电子设备。
三轴转台的三个轴线分别是水平轴、俯仰轴和横滚轴。
水平轴允许物体在水平方向进行360度的旋转,俯仰轴允许物体在垂直方向上进行上下旋转,而横滚轴则允许物体在垂直方向上进行左右旋转。
在实际应用中,三轴转台可以用于各种领域,如航空航天、机器人技术、摄影摄像等。
在航空航天领域,三轴转台可以用于模拟飞行器的姿态变化,从而测试飞行器的稳定性和控制性能。
在机器人技术中,三轴转台可以用于控制机器人的头部或手臂的运动,实现更精确的操作。
在摄影摄像领域,三轴转台可以用于控制相机的姿态,拍摄出更稳定、流畅的画面。
三轴转台的控制方式通常有两种,一种是手动控制,即由操作人员通过控制面板或遥控器来控制转台的运动。
另一种是自动控制,即通过预先设定的程序来控制转台的运动。
自动控制可以实现更精确
的控制,避免了人为操作的误差。
总的来说,三轴转台是一种功能强大的机械结构,可以实现物体在三维空间中的姿态变换。
它在各个领域都有着广泛的应用,为相关行业的发展和研究提供了重要的支持。
未来随着科技的不断进步,三轴转台的性能和功能还将不断提升,为人们带来更多的便利和创新。
单神经元PID的三轴转台控制系统设计
图 2 单 神 经 元 自适应 PD 控 制 结 构 I
收 稿 日期 :0 10 —4 2 1-31
作 者 简介 : 临 伟 ( 9 9 ) 男 , 族 , 西 上 饶 人 , 教 授 , 汪 16 一 , 汉 江 副 硕 士 , 要 从 事 机 电设 备 控 制 教 学 和 科研 工作 。 主
( 以下称 x轴 ) 实现 绕 自身 轴 线 回转 , 仰 轴 ( 俯 以下称
Y轴 ) 现上下 方 向的 运 动 , 位 轴 ( 实 方 以下 称 z轴 ) 实 现左 右方 向 的运 动 。 由于 运动方 式 只要求 角度定 位控
制, 这三个 方 向的 运 动不 会 有 耦 合 。上 位 机 通 过 R 一 S 4 2串行 通讯 接 口与 三个 轴 的控 制 器 通 讯 , 而 对 控 2 从
器 件 的仿 真 、 试结 果 , 调 因此 , 三轴 转 台的 控制 系统 设 计 往往决 定 了转 台 的质 量 。对 转 台 系统 的控 制 , 目前 大多数 采用 的是常 规 PD控 制器 。这类 控制 器算 法简 I
的参 数 不一样 。它们 均采 用角 度反馈 作为基 本控 制 回 路, 实现 精密 位置控 制功 能 , 个轴 的控制 系统功 能框 每
1 引 言
三轴转 台 的三个轴 的驱 动分别 由相应 的控 制器进 行控
制 , 三个轴 的驱动 控制 系统形 式一致 , 这 只是个别 器件
三 轴转 台是检 测和评 价惯 性导 航 与制导 系统 的主 要 测试设 备 , 能够模 拟 出飞行 器 或 者 舰 船 的航 向和 位
置信息 。三轴 转 台的控制 精度 直接 影 响 了被 测系统 或
21 0 1年 第 5期
液压 与 气动
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【项目知识准备】 1.位逻辑指令
(一)触点与线圈
1、常开触点 ➢符号: ➢规定:若操作数是“1”则常开触点“动作”即认为是 “闭合”的;若操作数是“0”,则常开触点“复位”, 即触点仍处于打开的状态。
➢ 常开触点所使用的操作数是:I、Q、M、L、D、T、C。
2、常闭触点 ➢符号:
➢规定:若操作数是“1”则常闭触点“动作”即触 点“断开” ; 若操作数是“0”,则常闭触点“复 位”,即触点仍保持闭合。
【项目内容】
转台站控制
一、转台站功能
将堆垛系统送出的滑撬,进行角度旋转、输送, 方便流水线的自动运行。
二、转台站的组成
由单相交流交流电机、继电器、电感传感器、滚轮 导轨、输送辊床、钣金结构件、机械零部件构成。
电感传感 器
电感传感 器
输送辊床
滚轮
输送辊床 交流电机
导轨
(一)单相电容式交流电机
1、概述 (1)应用情况 广泛应用于家用电器(电风扇、电冰箱、洗衣机等)、 空调设备、电动工具、医疗器械及轻工设备中。 (2)优缺点 优点:结构简单,成本低廉,噪音小。 缺点:与同容量三相感应电动机相比较,体积较大, 功率因数及过载能力都较低。 故单相感应电动机只能作成小容量:
于起动的S1和用于停止的S2。在传送带的尾端也有两个按钮 :用于启动的S3和用于停止的S4。要求能从任一端起动或停 止传送带。另外,当传送带上的物件到达末端时,传感器S5 使传送带停止。
S5
传感器
S1 起动 S2 停止
Motor_on
电动机
S3 起动 S4 停止
➢端子连接图 ➢地址分配
电机的逻辑控制实训:
➢指令作用:下降沿检测指令是检测逻辑位从 “1”到“0”的变化。如果逻辑位有下降沿变化, 则逻辑检测结果为“1”,否则为“0”。
例如:
注意:在程序中使用边沿检测指令时,应 保证<地址>位的唯一性,不能在两个或两 个以上的边沿检测指令中重复使用同一个地址。 例如:
2、触点信号边沿检测指令(地址边沿检测指令) (1)地址上升沿检测指令
2、在8号站的右转动有两个按钮:用于起动的SB1和 用于停止的SB2。控制8号站的左转动也有两个按钮: 用于启动的SB3和用于停止的SB4。要求按下相应按 钮可以实现正反转. 3、当8站辊床上的物件当转动时碰到相应的接近开 关时,停止转动。
其中:6B1(32), 6B2(33), M6电机:KM5(91): 8站辊床右转
其中6B1(32),6B2(33),6B3(34),6B4(35) KM5(91):8站辊床辊轮右转 KM6(92): 8站辊床辊轮左 转 KM7(93): 8站辊床逆时针转 KM8(94): 8站辊床顺时针 转
练习:
1、两台电机同时启动,顺序停止(1号电机停止后2
号才可以停止)
2、两台电机顺序启动,同时停止(1号电机启动后2
号才可以启动)
3、两台电机顺序启动,顺序停止
用PLC实现2台电动机的顺序控制,每台电动机都有自己 的起停按钮,但必须按照顺序起动,即第一台电动机起动 后,第二台电动机才允许起动。停止时要求也按顺序停止 ,即第二台电机停止以后,第一台电机才停止。
同时起动顺序停止
顺序起动同时停止
顺序启动,顺序停止
➢指令格式:
➢作用:检测指定地址位<地址1>是否有上升沿发生。 <地址2>是边沿存储位,是用于保存<地址1>的旧状态 以 便进行状态比较。 ➢注意:地址边沿检测指令是在逻辑位为“1”时执行的。
(1)地址下降沿检测指令 ➢指令格式:
➢作用:检测指定地址位<地址1>是否有下降沿发生。 <地址2>是边沿存储位,是用于保存<地址1>的旧状态 以 便进行状态比较。 ➢注意:地址边沿检测指令是在逻辑位为“1”时执行的。
练习
当SB1按下时1号电机通过传送带运送工件 正向运行,当工件进入光电开关SA1的范 围时,2号电机启动。当工件离开SA1的范 围时,2号电机停止。传送带继续运行,停 止开关按下时传送带停止运行。
【例】边沿检测指令的应用——传送带运动方向检测。 在如图所示的传送带一侧装配有两个反射式光电传感器( PEB1和PEB2)(安装距离小于包裹的长度),设计用于检 测包裹在传送带上的移动方向,并用方向指示灯L1和L2指示 。其中光电传感器触点为常开触点,当检测到物体时动作 (闭合)。
(一)单相电容式交流电机
2、结构:三相感应电动机相似 ,包括定子和转子两大部分。转 子结构都是笼型的,定子铁心由硅钢片叠压而成。定子铁心上嵌 有定子绕组。
3、工作原理
(1)单相感应电动机正常工作时,一般只需 要单相绕组即可,但单相绕组通以单相交流电 时产生的磁场是脉动磁场,单相运行的电动机 没有起动转矩。
现
逻
辑 “与非”运算。
指令格式
示例
3.逻辑 “或”指令
逻辑 “或”指令使用的操作数可以是:I、Q、M、L、D、 T、C。有2种指令形式(STL和FBD),用LAD也可以实现
逻 辑 “或”运算。
指令格式
示例
4.逻辑 “或非”指令
逻辑 “或非”指令使用的操作数可以是:I、Q、M、L、
D、T、C。有2种指令形式(STL和FBD),用LAD也可以实
【例】
端子连接图
地址分配表
练习: 基本逻辑操作指令
电机的逻辑控制实训:
4、按下复位SB1按钮, 8号转台站回到初始置。 8 号转台站的初始位置为(左上转台)与自动线实训装 置平行。当8号站的6B2 检测到有滑橇时,滑撬进入 8号站。当滑撬完全进入后,8号站顺时针转动到位 后停止。按下停止按钮SB2,则转台站停止输送
项目三 转台站控制系统
院系:机电工程学院 专业:自动化 姓名:
电感传感器 电感传感器
输送辊床 滚轮
输送辊床 交流电机
导轨
【项目功能】
1、掌握S7-300PLC位逻辑指令。 2、利用位逻辑指令构建转台站控制系统
【项目知识点和技能点】
1、 S7-300PLC位逻辑指令及应用。 2、会操作汽车自动线设备的转台站 3、具有转台站控制系统的构建、接线、编程、 下载、调试的技能。
常开和常闭触点,传感器和符号
过程
PLC程序中的解释
传感器 是 ...
传感器 是 ...
常开 触点
动作
不动作
常闭 触点
动作
不动作
输入端 有电压 吗?
有 无
无
有
输入端 的信号 状态
检查信号状态“1”
符号 / 指令
检查 结果
检查信号状态“0”
符号 / 指令
检查 结果
1
LAD:
Yes
LAD:
No
1
0
常开触点
练习:
1、一台电动机实现两地控制(即远程和本地都 可以实现停止和启动)
2、一台电动机必须用双手按钮启动,停止按钮 和急停按钮都可以使它停止运动
3、行程控制(当生产机械的运动部件到达预定 的位置时压下行程开关的触杆,使电动机停止运 行) 4、正反转控制
5和 程、S开控B关R制的A要控或求制B:时下机就可械停以工止前作运进台行和在,后启当退动工,按作当钮台碰S运到B行F行 到任意一个位置停止按钮SB1按下工作台停 止工作。
1、RLO边沿检测指令 (1)RLO上升沿检测指令
➢指令格式: 说明:<地址>位为边沿存储器,作用是存储 该点前一个扫描周期的状态,以便进行比较。
➢作用:上升沿检测指令是检测逻辑位从“0”到“1” 的变化。如果逻辑位有上升沿变化,则逻辑检测结果为 “1”,否则为“0”。
例如:
(2)RLO下降沿检测指令 ➢指令格式:
2、指示灯亮后,主持人按下复位键SB0后指示灯熄灭 。
(四)RS和SR触发器
1、RS触发器指令格式: ➢RS触发器的逻辑关系:
RS触发器又称置位优先型触发器
2、SR触发器指令格式: ➢SR触发器的逻辑关系:
SR触发器又称复位优先型触发器
(五)跳变沿检测指令 RLO边沿检测指令 触点信号边沿检测指令
KM6(92): 8站辊床左转
(三)置位和复位指令
1、复位指令 ➢指令格式: ➢作用:若RLO位为1,则复位指令将指定地址状态清0;
若RLO位为0,则复位指令对指定地址状态没有影响。
当I1.1位动作且I1.2位未动作时,则RLO为1,对Q2.0 位复位并保持。
2、置位指令 ➢指令格式: ➢作用:若RLO位为1,则置位指令将指定地址状态置1; 若RLO位为0,则置位指令对指定地址状态没有影响。
1.逻辑“与” 指令
逻辑“与” 指令使用的操作数可以是:I、Q、M、L、D、
T、C。有2种指令形式(STL和FBD),用LAD也可以实现
逻
辑
“与” 运算。
指令格式
示例
2.逻辑 “与非”指令
逻辑 “与非”指令使用的操作数可以是:I、Q、M、L、
D、T、C。有2种指令形式(STL和FBD),用LAD也可以实
I1.0
&
I1.1
Q 4.0
....... I1.0 ....... I1.1 ....... Q 4.0
I1.0
&
I1.1
Q 4.0
....... I1.0 ....... I1.1 ....... Q 4.0
(二) 基本逻辑指令
基本逻辑指令包括:
➢“与”指令 ➢“与非”指令 ➢“或”指令 ➢“或非”指令 ➢“异或”指令 ➢“异或非”指令 ➢逻辑块的操作 ➢信号流取反指令
Q 4.0
I11.1.1
I11.0.0
可编程控制器
Q 4.0
I11.1.1
I11.0.0