伺服電機(jī)多軸聯(lián)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、本文針對傳統(tǒng)電機(jī)控制系統(tǒng)通過模擬量方式控制靈活性不高、響應(yīng)滯后、精確性不夠以及零漂等問題，提出了通過通信方式進(jìn)行多軸聯(lián)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案。目前工業(yè)上自動化控制的通信方式主要有RS-485總線、CAN現(xiàn)場總線以及工業(yè)以太網(wǎng)通信方式。RS-485總線是國內(nèi)在儀器儀表、自動控制領(lǐng)域運(yùn)用最早、最廣泛的串行總線；CAN現(xiàn)場總線是國際上應(yīng)用最廣泛、最熱門的工業(yè)現(xiàn)場總線之一，它是一種支持分布式實(shí)時控制的串行通信局域網(wǎng)絡(luò)，因其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、組網(wǎng)方便、

2、高性能、可靠性高、性價比高而被汽車、工控領(lǐng)域廣泛應(yīng)用；工業(yè)以太網(wǎng)是基于IEEE802.3(Ethernet)的強(qiáng)大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò)，技術(shù)上成熟并且能與Internet網(wǎng)絡(luò)連接而被廣泛使用，但是因其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、價格較昂貴而并不適合所有的自動化設(shè)備。本課題以工業(yè)用瓦楞機(jī)的應(yīng)用背景，對多軸聯(lián)動控制方案RS-485總線和CAN現(xiàn)場總線通信方式進(jìn)行研究。
　　本文設(shè)計(jì)了三種分布式多軸聯(lián)動控制方案，第一種方案是基于RS-485總線通信的觸摸屏

3、直接控制伺服驅(qū)動器的多軸聯(lián)動控制系統(tǒng)方案；第二種方案是基于雙CAN總線通信的多軸聯(lián)動控制系統(tǒng)方案；第三種方案是基于CAN總線和RS-485總線通信的多軸聯(lián)動控制系統(tǒng)方案。
　　首先，本文介紹了多軸聯(lián)動控制技術(shù)以及發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢，闡述了永磁交流伺服系統(tǒng)的基本概念以及數(shù)學(xué)模型，并且對現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)中的磁場矢量定向控制技術(shù)和空間矢量調(diào)制原理做了介紹。
　　其次，對三個多軸聯(lián)動控制方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)，具體來說在硬件部分：說明了方案

4、的設(shè)計(jì)過程，設(shè)計(jì)了三個方案的硬件構(gòu)成，搭建了三個方案的實(shí)驗(yàn)平臺，并且對三個方案各自采用的通信方式、通信協(xié)議做了敘述；軟件部分：編寫了三種方案中觸摸屏和PLC的軟件代碼，并對PLC的程序設(shè)計(jì)中主程序、子程序框圖的設(shè)計(jì)以及需要注意的問題進(jìn)行了說明。
　　最后，本文對三個設(shè)計(jì)方案各自的多個控制模式進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，結(jié)合編程調(diào)試過程遇到的問題，提出了三個方案的優(yōu)化意見。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：基于RS-485總線通信的觸摸屏直接控制伺服驅(qū)

5、動器的多軸聯(lián)動控制系統(tǒng)方案因?yàn)槠涫s了中間的PLC上位機(jī)環(huán)節(jié)提高了系統(tǒng)的可靠性和簡便性，從而從整體上降低了系統(tǒng)成本。但該方案控制模式單一且要求驅(qū)動器具備單軸定位功能，因此適合簡單的點(diǎn)位控制場合。基于雙CAN總線通信的多軸聯(lián)動控制系統(tǒng)方案，其結(jié)構(gòu)簡單、靈活性高、性能穩(wěn)定、控制響應(yīng)迅速，可以實(shí)現(xiàn)多種模式與操作，是一種適合高端數(shù)控裝備多電機(jī)驅(qū)動的工業(yè)自動化解決方案。基于CAN總線和RS-485總線通信的多軸聯(lián)動控制系統(tǒng)方案，該控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單