基于MM440二维运动平台控制的研究

论文摘要

随着科学技术的不断进步,机械产业朝着精密化,微型化与运动位移的微量化方向发展,其精准的位置控制显得日益重要。因此,开发功能适用、实用方便、定位精度高及性价比高的定位平台运动系统具有广阔的应用前景。本课题所设计的二维运动系统,要求对两台电机实施现场和远程调速控制及运行状态检测。并且考虑到现场环境复杂,受控电机布局分散的特点,整个系统采用现场总线实施分布式控制结构,实现对两台电机的两地控制和运行状况的实时监测。本论文主要包括以下三个方面的主要工作：1、设计二维运动平台。通过分析二维运动平台的负荷和寿命,选择线性滑轨构建二维运动平台；同时确定了二维运动平台的电器结构,人机交互界面和变频调速方案。2、通过设置西门子MM440变频器的参数,实现对变频调速三相异步电机进行调速控制,从而实现对电机的启停和调速控制。3、采用Profibus-DP现场总线实现上位机、PLC、触摸屏和变频器的闭环通讯,借助西门子组态软件WinCC flexible实现人机界面互动,方便实用。

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摘要

ABSTRACT

1 前言

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 课题研究现状及发展动态

1.2.1 国内外研究现状

1.2.2 发展动态

1.3 研究目的和主要研究内容

1.3.1 研究的目的

1.3.2 研究的内容

1.4 本章小结

2 二维运动平台的机械设计

2.1 二维运动平台的条件设定

2.2 线性滑轨

2.2.1 线性滑轨的特点

2.2.2 选用滑轨的准则

2.3 滑轨额定负荷

0）'>2.3.1 基本静额定负荷（C₀）

0）'>2.3.2 容许静力矩（M₀）

2.3.3 基本动额定负荷（C）

SL)'>2.3.4 静安全系数(f_SL)

2.4 滑轨寿命

2.4.1 寿命

2.4.2 额定寿命

2.4.3 寿命的计算

2.4.4 寿命系数

2.5 预压力

2.6 润滑

2.7 平台的寿命计算

2.7.1 平台的受力分析

2.7.2 平台的负荷分析

2.7.3 平台的寿命分析

2.8 本章小结

3 二维运动系统的电气设计

3.1 系统电气结构

3.2 触摸屏

3.2.1 触摸屏的定义

3.2.2 触摸屏的基本原理及分类

3.2.3 触摸屏的选型

3.3 三相异步电动机

3.3.1 三相异步电动机的结构

3.3.2 三相异步电动机的工作原理

3.3.3 三相异步电动机的特点

3.3.4 三相异步电动机的选型

3.4 变频器

3.4.1 变频器的特点

3.4.2 变频器的分类

3.4.3 变频器的工作原理

3.4.4 变频器的控制方式

3.4.5 变频器的选型

3.5 本章小结

4 MM440变频器的参数设置及操作

4.1 MM440变频器的性能及运行环境

4.1.1 MM440变频器的性能

4.1.2 MM440变频器运行的环境条件

4.2 MM440变频器的安装

4.2.1 型号解释

4.2.2 接线图

4.3 MM440变频器的操作面板

4.3.1 三种操作面板的介绍

4.3.2 基本操作面板（BOP）的使用

4.4 MM440变频器的参数设置

4.4.1 MM440变频器参数的介绍

4.4.2 MM440变频器的参数结构及表示方法

4.4.3 MM440变频器的参数表（简略形式）

4.4.4 MM440变频器的调试步骤

4.5 MM440变频器的功能调试与操作

4.5.1 MM440变频器面板操作与运行

4.5.2 MM440变频器的外部运行操作

4.5.3 MM440变频器的模拟信号操作控制

4.5.4 MM440变频器的多段速运行操作

4.5.5 MM440变频器的PID控制运行操作

4.6 本章小结

5 PROFIBUS-DP通讯及人机界面的设计

5.1 现场总线

5.1.1 现场总线的特点

5.1.2 现场总线控制系统的结构

5.2 变频器的PROFIBUS-DP控制系统

5.2.1 Profibus通讯协议结构

5.2.2 Profibus-DP的基本组成

5.2.3 Profibus-DP的系统结构

5.2.4 变频器的Profibus-DP控制系统的特点

5.2.5 Profibus-DP总线结构设计

5.3 人机界面

5.3.1 人机界面简介

5.3.2 人机界面组态软件WinCC flexible

5.3.3 人机界面的设计

5.4 本章小结

6 结论

7 展望

8 参考文献

9 攻读硕士学位期间发表论文情况

10 致谢

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