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【毕业论文】基于plc的机械手控制的设计与开发(毕业设计)word文档(11页) 【毕业论文】基于plc的机械手控制的设计与开发(毕业设计)word文档(11页)

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《【毕业论文】基于plc的机械手控制的设计与开发(毕业设计)word文档(11页)》修改意见稿

1、“.....电压电流及检测检测电压电流主要是为了计算电机力矩,以及变频器输出回路短路断相保护和逆变模块故障诊断。由于变频器输出电流和电压频率范围为,采用常规电流电压互感器无法满足要求。为了快速反映出电流大小,采用霍尔型电流互感器检测输出三相电流,对于输出电压检测采用分压电路。如图所示。通讯接口为了实现计算机联网和远程控制,选用作为系统串行通讯接口,内部有两个完全相同电平转换电路,可以把串行口输出电平转换为标准电平,把其它微机送来标准电平转换成电平给,实现单片机与其它微机间通讯。时钟电路时钟电路主要用来程序部分由于论文篇幅有限,这里只列出了开始两段程序,供读者参阅,见图。四结束语四轴联动简易机械手各个动作和状态都由控制,不仅能满足机械手手动半自动自动等操作方式所需大量按扭开关位置检测点要求,更可通过接口元器件与计算机组成工业局域网,实现网络通信与网络控制......”

2、“.....机电体化智能大流量电动执行机构论文摘要提出种新型电动执行机构设计方案,详细介绍了该执行机构各功能元件选型与设计阀位及速度控制原理以及各种关键问题解决方法。该执行机构将阀门伺服电机控制器合为体,采用单片机变频技术实现了阀门动作速度和位置控制,解决了阀门精确定位阀门柔性开关极限位置判断电机保护及模拟信号隔离等技术问题。现场运行情况表明,该电动执行机构具有动作快保护完善以及便于和计算机通讯等优点。引言在现代化生产过程控制中,执行机构起着十分重要作用,它是自动控制系统中不可缺少组成部分。现有国产大流量电动执行机构存在着控制手段落后机械传动机构多结构复杂定位精度低可靠性差等问题。而且执行机构全程运行速度取决于其电机输出轴转速和其内部减速齿轮减速比,旦出厂,这速度固定不可调整,其通用性较弱。整个机构缺乏完善保护和故障诊断措施以及必要通信手段,系统安全性较差......”

3、“.....鉴于以上原因,采用传统大流量电动执行机构控制系统,可靠性和稳定性较差。随着计算机网络现场总线等技术在工业过程中应用,这种执行机构已远远不能满足工业生产要求。笔者设计大流量电动执行机构,采用机电体化技术,将阀门伺服电机控制器合为体,利用异步电动机直接驱动阀门开与关。通过内置变频器,采用模糊神经网络,实现阀门动作速度精确定位柔性开关以及电机转矩等控制。该电动执行机构省去了用于控制电机正反转接触器和可控硅换向开关模件机械传动装置和复杂昂贵控制柜和配电柜,具有动作快保护较完善便于和计算机联网等优点。实际运行表明,该执行机构工作稳定,性能可靠。电动执行机构硬件设计及工作原理电动执行机构控制系统原理框图如图所示。智能执行机构从结构上主要分为控制部分和执行驱动部分。控制部分主要由单片机波发生器逆变器转换模块整流模块输入输出通道故障检测和报警电路等组成......”

4、“.....系统工作原理霍尔电流电压传感器及位置传感器检测到逆变模块三相输出电流电压及阀门位置信号,经转换后送入单片机。单片机通过控制波发生器,产生波经光电耦合作用于逆变模块,实现电机变频调速以及阀位控制。逆变模块工作时所需要直流电压信号由整流电路对电源进行全桥整流得到。控制系统各功能元件选型与设计单片机选用公司生产单片机,它主要通过并行口担负控制系统信号处理接收系统对转矩阀门开启关闭及阀门开度等设定信号,并提供三相波发生器所需要控制信号处理发出故障信号和报警信号处理通过模拟输入口接收电流电压位置等检测信号提供显示电动执行机构工作状态信号执行控制系统来控制信号,向控制系统反馈信号三相波发生器波产生通常有模拟和数字两种方法。模拟法电路复杂,有温漂现象,精度低,限制了系统性能数字法是按照不同数字模型用计算机算出各切换点,并存入内存,然后通过查表及必要计算产生波,这种方法占用内存较大......”

5、“.....为了满足智能功率模块所需要波控制信号,保证微处理器有足够时间进行整个系统检测保护控制等功能,文中选用公司生产作为三相发生器。是专用大规模集成电路,具有标准微处理器接口,芯片内部包含了波形频率幅值等控制信息。智能逆变模块为了满足执行机构体积小,可靠性高要求,电机电源采用智能功率模块。该执行机构主要适用功率小于三相异步电机,其额定电压为,功率因数为。经计算可知,选用日本产智能功率模块可以满足系统要求。该功率模块集功率开关和驱动电路制动电路于体,并内置过电流短路欠电压和过热保护以及报警输出,是种高性能功率开关器件。位置检测电路位置检测电路是执行机构重要组成部分,它功能是提供准确位置信号。关键问题是位置传感器选型。在传统电动执行机构中多采用绕线电位器差动变压器导电塑料电位器等。绕线电位器寿命短被淘汰。差动变压器由于线性区太短和温度特性不理想而受到限制。导电塑料电位器目前较为流行......”

6、“.....寿命也不可能很长,精度也不高。笔者采用位置传感器为脉冲数字式传感器,这种传感器是无触点,且具有精度高无线性区限制稳定性高无温度限制等特点。电压电流及检测检测电压电流主要是为了计算电机力矩,以及变频器输出回路短路断相保护和逆变模块故障诊断。由于变频器输出电流和电压频率范围为,采用常规电流电压互感器无法满足要求。为了快速反映出电流大小,采用霍尔型电流互感器检测输出三相电流,对于输出电压检测采用分压电路。如图所示。通讯接口为了实现计算机联网和远程控制,选用作为系统串行通讯接口,内部有两个完全相同电平转换电路,可以把串行口输出电平转换为标准电平,把其它微机送来标准电平转换成电平给,实现单片机与其它微机间通讯。时钟电路时钟电路主要用来将当前速度与速度给定发生器送来设定速度相比较,通过速度调节器改变波发生器载波频率,实现电机转速调节。速度调节器采用模糊神经网络控制算法具体内容另文叙述......”

7、“.....通过速度给定发生器向内环提供速度设定值。由于大流量阀执行机构在运行过程中存在加速匀速减速等阶段。各阶段时间长短加速度大小在何位置开始匀速或减速均与给定位置当前位置以及运行速度有关。速度给定发生器工作原理为通过比较实际阀位与给定阀位,当二者不相等时,以恒定加速度加速,减速点根据当前速度阀位值阀位给定值大小计算得来。执行机构各阶段运行速度计算原理图为执行机构典型运行速度图,它由若干段变化速率不同折线组成。将曲线上速率开始发生改变那点称为起始段点,相应时间称为段起始时间,如图中相应速度称为段起始速度,如图所示,。设第段速度变化速率为,则有式中为两段点之间速度变化值为两段之间时间,。显然,当时为恒速段,时为升速段,时为减速段。任意时刻速度给定值为为采样周期。变化速率取值由给定位置当前位置以及运行速度大小确定。关键技术问题解决该电动执行机构采用了最新变频调速技术......”

8、“.....用户可根据需要设定力矩特性,根据控制阀设定速度,速度分多转式直行程角行程种方式。控制系统由阀位给定和阀位反馈信号构成闭环系统,控制特性视运行方式速度而定,并具有自动过流保护过载保护超压欠压过热缺相堵转等保护功能。该执行机构解决关键性技术问题主要有阀门柔性开关柔性开关主要是为了当阀关闭或全开时,保证阀门不卡死与损伤。执行机构内部微处理器根据测得变频器输出电压和电流,通过精确计算,得出其输出力矩。旦输出力矩达到或大于设定力矩,自动降低速度,以避免阀门内部过度撞击,从而达到最优关闭,实现过力矩保护。阀位极限位置判断阀位极限位置是指全开和全关位置。在传统执行机构中,该位置检测是通过机械式限位开关获得。机械式限位开关精度低,在运行中易松动,可靠性差。在文中,电动执行机构极限位置通过检测位置信号增量获得。其原理是,单片机将本次检测位置信号与上次检测信号相比较,如果未发生变化或变化较小......”

9、“.....立即切断异步电机供电电源,保证阀门安全关闭或全开。省去了机械式限位开关,无需在调试时对其进行复杂调整。电机保护实现为了防止电机因过热而烧毁,单片机通过温度传感器连续检测电机实际运行温度,如果温度传感器检测到电机温度过高,自动切断供电电源。温度传感器内置于电机内部。准确定位传统电动执行机构在异步电机通电后会很快达到其额定动作速度,当接近停止位置时,电机断电后,由于机械惯性,其阀门不可能立即停下来,会出现不同程度超程,这超程通常采用控制电机反向转动来校正。机电体化大流量电动执行机构根据当前位置与给定位置差值以及运行速度大小超前确定减速点位置及减速段变化速率,使阀门在较低速度下实现精确微调和定位,从而将超程降到最低。模拟信号隔离。对于变频器直流电压以及输出三相电压,它们之间地址不致,存在着较高共模电压,为了保证系统安全性,必须将它们彼此相互隔离。采用和组成了隔离线性放大电路。如图所示......”

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