基于PLC的X-Y轴位移控制系统设计-3

开封大学毕业设计2013届毕业生毕业设计基于PLC的Z轴位移控制系统设计姓名：班级：10电气1班指导老师：边疆开封大学毕业设计摘要随着电子信息产业的迅速发展，SMT技术已经成为电子组装技术中不可或缺的一部分。SMT技术是指将表面贴装的电子组件，直接焊接于印刷电路底版的表面上，与传统插装工艺不同,SMT工艺的元件及焊点均在同一表面上。并具有微型化、大规模化、自动化的优点。当今绝大部分现代工业中的电器，电子产品都离不开SMT技术的应用。本设计是采用S7—200控制三相六拍的反应式步进电机，通过软件设计移位脉冲频率来控制步进电机的匀速前进。移位寄存器指令MW0的低八位按照三相六拍的步进顺序进行赋值来控制步进动机的转动。关键词贴片机、位移、S7-200PLC、步进电机开封大学毕业设计目录第1章绪论......................................................11.1设计背景....................................................................................................11.2系统设计的任务........................................................................................2第2章Z轴位移控制系统工作原理..................................V2.1PLC控制步进电机...................................................................................VI2.2步进电机简介............................................................................................52.3PLC的发展概述.........................................................................................6第3章Z轴位移控制系统总体设计.....................................................................93.1步进电机的控制方式.................................................................................93.2驱动电路....................................................................................................93.3PLC驱动步进电机...................................................................................10第4章控制系统硬件设计..................................................................................114.1西门子S7-200控制45BF00三相步进电动机......................................114.2S7—200的介绍........................................................................................124.3步进电机的选择......................................................................................134.4驱动器的选择..........................................................................................144.5丝杆的选择...............................................................................................154.6硬件配置.................................................................................................15第5章控制系统的软件设计..............................................................................165.1STEP7概述...............................................................................................165.2梯形图设计...............................................................................................175.3程序设计说明...........................................................................................18结论................................................................................................................19参考文献................................................................................................................20致谢................................................................................................................21附录................................................................................................................22开封大学毕业设计第1章绪论1.1设计背景随着电子信息产业的迅速发展，SMT技术已经成为电子组装技术中不可或缺的一部分。SMT技术是指将表面贴装的电子组件，直接焊接于印刷电路底版的表面上，与传统插装工艺不同,SMT工艺的元件及焊点均在同一表面上。并具有微型化、大规模化、自动化的优点。当今绝大部分现代工业中的电器，电子产品都离不开SMT技术的应用。而贴装工艺更是SMT工序中不可或缺的一道。贴片机的组主要作用是将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上。位于SMT生产线中印刷机的后面，一般为高速机和泛用机按照生产需求搭配使用。然而在SMT生产过程中往往会遇到很多问题，包括设备问题和工艺问题，设备问题可以用买入新机器的方法来解决。而工艺问题往往复杂和多样化。在生产过程中，可以通过对贴装设备、贴装前准备、贴装过程的操作进行优化来达到提高质量的要求，工艺的优化不仅能大大的提高生产效率和产品质量，同时降低了成本，创造了更大价值。是大多数企业不断努力的方向。SMT是SurfaceMountedTechnology表面组装技术（表面贴装技术）的缩写，是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。SMT工艺技术的特点可以通过其与传统通孔插装技术(THT)的差别比较体现。二者的差别体现在基板、元器件、组件形态、焊点形态和组装工艺方法各个方面。表面组装技术之所以在电子行业中如此流行，概括起来有以下几点优势：易于实现微型化。信号传输速度高。高频特性好。易于实现自动化生产。材料成本低。简化工序，降低成本。正是由于电子产品的日益小型化，功能的复杂化，集成度的密集化这些发展要求推动了SMT表面贴装技术在业界的发展，SMT技术也日益完善。美国是SMT和SMD的发明地，并一直重视在投资类电子产品和军事装备领域发挥SMT高组装密度和高可靠性能方面的优势，具有很高的水平。我国SMT的应用起步于80年代初期，最初从美、日等国成套引进了SMT生产线用于彩电调谐器生产。我国的ＳＭＴ事业起步较晚但是发展非常迅猛，在2000年不完全统计，我国约有40多家企业从事SMC/SMD的生产，全国约有300多家引进了SMT生产线，不同程度的采用了SMT。经过十年的发展ＳＭＴ在中国的发展也具有相当的规模。2010金融危机洗礼之后的SMT产业开始强势复苏，与欧美传统强国相比，中国的SMT产业可谓“风景这边独好”，全球的SMT产业均把目光投向中国，作为电子制造大国的中国开始向着电子制造强国的目标坚实迈进，中国的SMT产业充满了活力，我国的SMT发展形势一片大好，在竞争激烈的发展道路上充满了机遇与挑战。开封大学毕业设计所以本设计以社会需求为基础向着为社会创造更大的价值而努力；以SMT中的贴片这一过程把它细分为X-Y轴位移系统并以此系统为依据经行设计。1.2系统设计的任务本设计应用西门子系列S7-200PLC对45BF008三相步进电动机通过YKA2404MC驱动器进行控制。步进电机具有较好的控制性能，其启动、停车、反转及其它任何运行方式的改变都可在少数脉冲内完成，且可获得较高的控制精度，因而得到了广泛的应用。步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件。步进电机具有转子惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点，已成为运动控制领域的主要执行元件之一。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个行业的控制领域都将有广泛应用。而现在的可编程控制器(通常称PLC)是一种工业控制计算机，具有模块化结构、配置灵活、高速的处理速度、精确的数据处理能力、多种控制功能、网络技术和优越的性价比等性能，能充分适应工业环境，简单易懂，操作方便，可靠性高，是目前广泛应用的控制装置之一。本设计是采用S7—200控制三相六拍的反应式步进电机，通过软件设计移位脉冲频率来控制步进电机的匀速前进。移位寄存器指令MW0的低八位按照三相六拍的步进顺序进行赋值来控制步进动机的转动。围绕这两个主要方面，可提出具体的控制要求如下:1）电动机正转启动；2）运行过程中电机按照所编程序运行；3）停止时，应对移位寄存器清零，使每次起动均从零点开始。Z轴位移控制系统在SMT中的应用如图1开封大学毕业设计图1图2工作原理：一号电动机固定在零点丝杠方向为X轴方向二号电动机固定在一号电动机的丝杠上，当一号电动机启动时二号电动机在一号电动机的丝杠上移动，当一号电动机到达指定位移处停止不动时，二号电动机启动沿Y轴方向固定在二号电动机的丝杠移动。到达指定位置后停止两秒返回。到达零点准备下一次贴片。开封大学毕业设计第2章Z轴位移控制系统工作原理2.1PLC控制步进电机2.1.1PLC控制步进电机的方法通电换向这一过程称为脉冲分配。例如：三相步进电机的三相三拍工作方式，其各相通电顺序为A-B-C-D，通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A、B、C、D相的通断。如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。如果给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。两个脉冲的间隔越短，步进电机就转