开题报告---基于PLC的高可靠性伺服电机测速系统设计

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1、毕业设计毕业设计/ /论文论文 开开 题题 报报 告告 课 题 名 称 基于 PLC 的高可靠性伺服电机 测速系统设计 类 别 毕业设计 系 别 机电与自动化学院 1 课题设计的目的和意义 1.1 课题设计的目的 伺服电机的位置闭环控制,是利用电机后端光电码盘产生的脉冲信号， 与指令的 脉冲信号比较,经调节器输出控制电机运行。高可靠性的速度测量是非常重要的，本 课题要求采用 PLC 测量电机运行位置，并运用相关算法，计算出电机的运动转速。 从目前的市场的发展来看，用户对伺服驱动技术的要求越来越高，伺服电机系统将 会越来越呈现出交流化、全数字化等特点，精确的速度测量系统是实现伺服电机高 精度控制

2、的重要环节。 近年来，PLC 正改变着工厂自动控制的面貌。继电器接触式的传统控制正面临 巨大挑战。推广和普及 PC 技术对我国工矿企业的技术改造、提高工业自动化水平 和生产效率有十分重要的现实意义。本课题要求采用 PLC 测量电机运行位置，并运 用相关算法，计算出电机的运动转速。 1.2 课题设计的意义 电机转速测量装置是工业自动化设备的重要组成部分。根据工业环境下高可靠 性的特点，提出了在自动化设备运行的 PLC 上增加部分硬件，实现转速测量。这样 既解决了测试装置的可靠性问题，又降低了系统的成本，是一种较为理想的方案。 传统的转速测量方法较多，但都普遍存在硬件成本高、测量精度和可靠性较低测

3、 试过程复杂等缺点。本课题介绍一种以 PLC 为控制中心，结合光电码盘，设计一种 高可靠性的测速系统。 常用的以直流伺服电动机为控制对象的直流伺服驱动系统，几十年来一直占据 着“伺服驱动”的主导地位，发挥了及其重要的作用，也为广大从事自动化工作的 科技人员所熟悉。但近十年来，由于高性能 16 位单片微机以及高速功率开关奇迹 的出现和应用，使得过去难以想象能赋予实现的、以交流伺服电动机（永磁同步伺 服电动机和一部伺服电动机）为控制对象的交流伺服驱动系统，今天借助于新的控 制方法得以实现，且迅速被推广应用，并逐步发展成为“伺服驱动”的主导系统， 特别是那些要求高精度、高效率以及高质量技工的场合，交

4、流伺服驱动系统具有独 2 课题设计的主要内容 伺服电机的位置闭环控制,是利用电机后端光电码盘产生的脉冲信号，与指令的脉 冲信号比较,经调节器输出控制电机运行。高可靠性的速度测量是非常重要的，本课题 要求采用 PLC 测量电机运行位置，并运用相关算法，计算出电机的运动转速。 （1）了解光电码盘工作原理及电机旋转时与光电码盘之间的关系，通过光电码盘 发出的脉冲数判断电机运行位置和转速； （2）采用 PLC 测量装置，记下光电码盘在一定时间内所产生的脉冲数，实现对电 机位置和转速的测量； （3）掌握光电码盘与 PLC 之间硬件的连接以及 PLC 驱动数显表的连接方式； （4）掌握 PLC 梯形图软件编程，通过计算，得到电机的运转速度以及 PLC 驱动数 显表的编程方法。 3 设计方案 （1） 光电编码器的工作原理 光电编码器， 是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移转换成脉冲或数量 的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。 光栅盘是在一定直径的圆板上等分开低开通若干个长方形孔。由