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1目录1.《机电控制综合实践》任务书…………………………32.系统设计方案……………………………………………43.硬件分析…………………………………………………54.主要元器件明细表………………………………………125.电路原理图………………………………………………136.端子排安装与接线………………………………………147.I/O地址分配表、PLC程序……………………………158.调试流程并按流程工作…………………………………249.参考资料…………………………………………………2610.实训心得与建……………………………………………272三菱PLC+歩科步进电机+威纶触摸屏B组一、项目要求1、程序包括手动和自动模式；2、用触摸屏来运动控制平台的运动；3、通过触摸屏在线设置运动控制平台的X轴与Y轴的运动速度和位移值；4、触摸屏在线实时显示控制平台的X轴与Y轴的速度和位移值；5、步进电机的主要常用参数设置，例如歩距细分、驱动电流等；6、采用不带“DOG点搜索”的回零方式；7、位置、速度反馈元件采用回转位移传感器；8、分别采用高速计数器和FX2N-4AD测量位移和速度；9、小组成员分别采用增量式、绝对式位置运动指令；10、X轴与Y轴自动运动循环过程另行指定；11、系统调试及分析。二、系统设计说明书要求1、系统设计方案论证，包括设计框图；2、综合实验平台的硬件分析，包括机械部分和电气部分装置机构说明；3、主要元器件的明细表；序号名称厂家型号参数数量价格4、画出电路原理图；5、列出PLCI/O地址分配表，编写PLC程序（包括注释）；6、写出调试流程并按流程工作7、完成全部实训文件，现场测试与答辩。8、实训的心得与建议；9、参考资料3第一章系统设计方案一、控制要求和设计框图1，设计要求系统主要采用FX3U-4AD型模拟量输入模块、1024P/RDC24V增量式编码器、4-20MA绝对值编码器、步进电机和两个KINCO2M860驱动器来控制平台上X轴、Y轴的移动。还可以通过TK6070iK触摸屏在线控制X、Y轴方向上自动和点动的运动，同时触摸屏可在线实时显示在X、Y轴上的位移及速度，此外还包括任意位置任意时间的暂停、回零操作和实现按照输入的位移值、速度运动。本系统设计可以通过PLC分别对绝对值和增量式的编码器进行控制，从而实现平台上X、Y轴的点动和自动等运动模式。系统设计中采用不带“DOG”点搜索”的回零方式，但是设计了零点和近点，采用了带有DZRN回零指令可实现任意状态时回零。平台在两轴上按照一般速度运动，当达到近点位置时平台改为工进速度继续运动到零点。运动时，可以通过触摸屏在线实时控制平台的运动包括X、Y轴上的单独和同时运动，X、Y轴上的单独和同时回零，任意位置的暂停和回零，按照不超过范围的位移和速度设置的运动等。在设计期间，组员查阅了大量关于系统设备的参数和功用以及PLC的程序指令才能实现这些看似简单的运动，也由此可以看出PLC程序软件的功能强大。2，设计框图Q-反馈输出PLC（FX3U-64M）步进驱动器2M860触摸屏TK6070iK绝对值编码器4-20mA步进电机（2S56Q-030B5）增量型编码器（1024P/RDC24V）4第二章硬件分析1、可编程控制器FX3U-64M1台2、AD转换器FX3U-4AD1台3、步科步进电机2M8602个4、机电综合实践装置1套5、增量型编码器1024P/RDC24V1个6、绝对型编码器4-20MA对应0-60圈1个7、TK6070iK触摸屏1台8、万用表1个9、实验工具1套10、实验连接导线1盘一、AD转换器FX3U-4ADFX3U-4AD项目电压输入电流输入模拟量输入范围DCO~10V(输入电阻30010)绝对最大输入：-0.5V,+15VDC4~20mA(输入电阻250Q)绝对最大输入：-2mA，+60mA输入特性·可P混合使用电压输入和电流输入。·不可P调整输入特性。有效的数字量输出12位二进制分辨率2.5mV(10Vx1/4000)8mA((20-4)mAx1/2000)』合精度±1%满量程(0~10V:±0.1V)±1%(满量程）(4~20mA：±0.16mA)转换速度约30ms(15msx2通道)(在END指令处更新D8112/D8113)隔离方式可编程控制器间、各通道间不隔离电源从可编程控制器内部供电输入输出占用点数8点(与可编程控制器的最大输入输出点数无关）适用的PLCFXis(V2.00P上)、FXin(V2.001^、上)的PLC适用的电线AWG26(0.1288mm)~AWG16(1.309mm)5连线图6编写程序格式二、步科驱动器2M860（1）供电电压最大可达直流80V，提供电机更好的动态驱动性能；采用双极型恒流驱动方式，最大驱动电流可达每相6.0A，可驱动电流小于6.0A的任何两相双极型混合式步进电机；（2）对于电机的驱动输出相电流可通过DIP开关调整，以配合不同规格的电机；（3）具有电机静态锁紧状态下的自动半流功能，可以大大降低电机的发热；（4）采用专用驱动控制芯片，具有最高可达256/200的细分功能，细分可以通过DIP开关设定，保证提供最好的运行平稳性能；（5）具有脱机功能，可以在必要时关闭给电机的输出电流；规格参数2M860供电电压直流24V～80V输出相电流2.5A～6.0A控制信号输入电流6～16mA冷却方式自然冷风使用环境要求避免金属粉尘、油雾或腐蚀性气体使用环境温度-10°C～+45°C使用环境温度85%(非冷凝)重量0.7Kg78三、绝对值编码器-GAX60R13/12E10LB总体介绍输出的方式4—20mA模拟信号转换输出：绝对值编码器内置智能化嵌入技术和模拟后端电路，将内部的数字化信号计算转换为模拟电流4—20mA或模拟电压0—5V输出。GAX60R13/12E10LB绝对值真多圈4—20mA输出，工作量程1圈—4096圈可设定。连接方法GAX60R13/12E10LB+GWS175拉绳传感器作为往返测长用的使用指导供电电源棕：24V蓝：COM电流输出红：I+黄：I-编程允许绿：高电平输入编程有效，编程时与24V+短接零点标定灰：高电平输入零位有效通讯定义白：RS485－黑：RS485+P输入密码：1328接线说明9四、增量编码器参数表：类别参数电源电压DC12V-24V消耗电流100mAMax输出方式集电极电路输出起动转矩9.8mＮ．ｍ以下允许最高转速５００ｒｐｍ它的特点是：（1）可以直接读出角度坐标的绝对值；（2）没有累积误差；（3）电源切除后位置信息不会丢失。但是分辨率是由二进制的位数来决定的，也就是说精度取决于位数，目前有10位、14位等多种。10五、TK6070iH威纶触摸屏参数表：类别参数显示液晶面板7TFTLCD分辨率(WxHdots)800x480触摸面板4线模拟电阻式I/O通讯口COM1RS232,COM2RS485处理器32bitRISCCPU400MHzFlash存储器128MBRAM64MBDDR2RAM通用规格输入电源24±20%VDC11第三章主要元器件明细表序号名称厂家型号参数数量价格1触摸屏威纶tk6070ik类型：触摸屏输入记忆体：128MB显示尺寸：7英寸重量：约0.7kg输入电压：24V1450/件2绝对值编码器勃天机电GAX60R13/12E10LB工作电压10-30Vdc或5Vdc极性保护输出信号4-20mA，可设定长度、角度、速度应用输出1停产3增量式编码器上海恒祥hengxiangk38j3n1024b10输出形式:集电极开路、电压、互补和差分输出1￥280.00元/件4驱动器Kinco步科2M860供电电压直流24V～70V输出相电流2.5A～6.0A控制信号输入电流6～16mA2724元/套5步进电机Kinco步科2S56Q-030B5步距角：1.8°±5%相电流(A)：6.02450元/件6PLC三菱FX3U-64M输出频率：50KHz工作电压：220V11750元/台12第四章电路原理图`XY24VDC24V步进电机Y轴步进电机X轴2k绝对值编码器X11X12X13X14X15X16X0FX3U--64MRX1Y0Y1Y3Y4BM-ABM-B绝对值+绝对值-4AD/1V+4AD/1I+4AD/1VI-A+PLS+A-PLS-B+DIR+B-DIR-V+FREE+GNDFREE-PX1PX222PX3PX44PX5PX6增量式编码器威纶TK6070IKDC24VPLS+A+PLS-A-DIR+B+DIR-B-FREE+V+FREE-GND13第五章端子排安装与接线端子排A相2PLS-B相1PLS-1DLR-PX12DIR-PX2PX3PX4PX5PX6I+I-COM增量编码器接近开关X000X001X011X012X001X001X013X001X001X014X001X001X015X001X001X016X001X001LX001X001NX001X001驱动器Y000Y001Y003Y004FX3U-64M0VX001X0011V+X001X0011I+X001X0011VI-X001X001绝对编码器FX3U-4AD14第六章I/O地址分配表、PLC程序(1)PLCI/O地址分配表:PLC输入PLC输出X00高速计数器A相Y0-2PLS-M2电机脉冲发射X01高速计数器B相Y1-1PLS-M1电机脉冲发射X11-PX1X轴左侧限位开关Y3-1DIR-M1电机方向控制X12-PX2X轴近点Y4-2DIRM2电机方向控制X13-PX3X轴右侧限位开关X14-PX4Y轴下方限位开关X15-PX5Y轴近点X16-PX6Y轴上方限位开关绝对编码器I+FX3U-4AD1V+绝对编码器I-FX3U-4AD1VI-15(2)PLC程序:16171819202122(3)显示屏程序：23第七章调试流程并按流程工作调试流程：实验操作台上电PLC写入程序、显示屏下载界面回零方式（单独、共同回零）X轴、Y轴单独自动运动两轴共同自动运动X轴、Y轴各轴点动位移、速度参数设置绝对方式运动增量方式运动结束调试24调试操作：：两轴各自回零；：两轴各自自动运行；：两轴同时回零、同时运动；：X轴、Y轴点动按钮；：位移、速度显示；：位移、速度设置；：增量方式绝对方式确定按钮；：暂停按钮；25调试中遇到的问题与反思：1、单轴的自动往复运动，通过接近开关使方向输出端得失电，使得运动到接近开关时，自动反向。2、不带“DOG点搜索”的回零：采用的是DZRN指令，刚开始后面几个参数一直设的不好，原点回归速度过大，容易事电机空转。近点与零点的位置不能太近，为了解决这一问题，我们调整了接近开关的位置。3、随着程序的增多，前后的干扰增大，因为ＰＬＣ是采用扫描的方式读程序，为了避免前后干扰，尽量采用一个输出，多个开关设置的方式。4、增量方式：采用的是ＤＲＶＡ指令，刚开始一直往反方向运动，为了解决这一问题，改变了驱动器的输出脉冲Ａ＋、Ａ－。5、在调试中一定要把监视打开，这样可以很方便的找到问题出在哪里，结果错在哪儿，就去找相应程序的状态，这样有便于纠错。参考资料：《三菱FX3U/FX3G/FX3UG用户手册》《FX系列PLC编程及应用》第二版廖常初主编机械工业出版社《三菱FX系列PLC定位控制应用技术》李金城,付明忠编译电子工业出版社《触摸屏与plc入门》严盈富编著人民邮电出版社26第八章实践的心得与体会度过了我这学期最期待的两个周，那些新奇的机电总是让人兴奋，总有一种想要征服的欲望。看到电机按照自己的意愿转起来，心也跟着飞起来了，这或许只有在实训中才能获得这样的成就感。前两天的查资料是一个很重要的打基础的时间，我把小组成员根据任务书分组，每个人都有自己的任务，保证每个知识点都有去专研，最后我将所有资料整理起来，再发给每个人下去把除了自己负责以外的部分弄懂。两个周的时间很紧张，我们必须团结协作才能更好的在规定的时间能完成任务。我也希望能够让每个组员都学到东西，这个实训是一个很难得机会，我们实现了与实际