基于plc与Wincc Flexible伺服驱动HMI控制系统设计

基于plc与Wincc Flexible伺服驱动HMI控制系统设计

摘要: 本文就是介绍通过 STEP 7 MicroWIN 和SIMATIC WinCC flexible两者相连接来简单控制十字滑台的移动。通过S7-200和HMI控制系统来控制X轴以及Y轴的伺服电机和步进电机来达到操控十字滑台的目的。同时，通过利用UG造型画出十字滑台的模型。本文还介绍了S7-200的简单编写程序，Wincc Flexible的使用等一些列相关知识。进入到21世纪后，工业智能化的程度不断加深。通过操控人机界面来达到想要的目的变得越来越便捷。只需操作简单的按钮即可实现复杂的操作，同时还可以通过触摸屏达到监视的目的。Plc和Wincc Flexible两者互相结合的产物也越来越多，应用也越来越广泛。

关键词：PLC 伺服电机步进电机驱动器 Wincc F1exible HMI控制

第一章绪论 1

1.1课题研究意义 1

1.2课题的研究内容 1

第二章十字滑台的UG造型 2

2.1伺服电动机 2

2.2深沟球轴承 3

2.3联轴器 5

2.4滚珠丝杠 7

2.5向心滚子轴承 8

2.6电机座 11

2.7端盖 12

2.8底座 12

2.9丝杠螺母副 14

2.10螺母 16

2.11螺钉 17

第三章十字滑台的UG装配 19

3.1十字滑台的装配 19

第四章可编程序控制器 24

4.1可编程序控制器简介 24

4.2 EM253位控模块的简介 24

4.3 脉冲编程. 26

4.3.1 PWM脉冲的简介. 26

4.3.2 产生PWM脉冲编程方法. 26

4.3.3 I/O分配及地址分配表. 27

4.4 PLC设计软件S7-200 28

4.4.1 启动编程软件绘制梯形图 28

4.4.2程序的编译、下载以及通讯 44

第五章 Wincc Flexible以及HMI 46

5.1 HMI 46

5.2 Wincc Flexible编写HMI工程 46

5.3 Wincc Flexible的仿真设计 55

第六章电气原理图 57

结论 59

致谢 60

参考文献 61

附录 62

第一章绪论

1.1课题研究意义

进入到新世纪之后，伴随着工业革命4.0的发展，智能化更加深入人心。由此自动化控制的发展进入到高速模式。工人可以通过操控简单的人机界面来完成一些比较复杂的工作。十字滑台可以十分简便的达到定位的目的，操作人员可以通过在操作界面的按钮来使十字滑台到达想要的坐标点，从而达到精确定位的目标。这对于一些加工精度要求比较高的机器是不可或缺的一部分。当然PLC是控制过程中的实际单元。人机界面（HMI）提供了相应的透明性。从而使操作更加简便，提高生产的效率以及生产产品的多样性和高精度的要求。

1.2课题的研究内容

伺服调速系统的主要组成部分。其中伺服电机是受控的对象和传动的装置。伺服驱动器是将具有一些反馈信息的物质转换为具有可调控性质的能量，以此来控制伺服电机的运作。伺服调速中作为重要的反馈信号有很多。控制层可以按照要求的指令来发出所需求的控制指令和相差反馈。来调节装置用于按照一定规律控制电流装置能量的流动，通过硬件或软件产生满足控制要求的算法或校正量，以用来提高或校正系统的静态性能。

步进电机是一种可以通过将plc发出的脉冲信号转化为电动机可以接受的角位移指令的机构，电机只要接受到脉冲指令，电机就会旋转特定的角度或前进特定的距离，设计人员可以凭借调整输入脉冲数目或者脉冲的频率来控制角位移量的大小。

参考文献

[1]李全利.PLC运动控制技术应用设计与实践（西门子）[M].北京：机械工业出版社，2008.

[2]王北平,徐良雄,陈泽宇.数控机床电气控制与联调[M].北京;化学工业出版社，2009

[3] 张春平,张学民,杨后用.西门子PLC应用100例[M].北京;化学工业出版社，2013

[4] 王思涵.PLC实训系统的设计研究[M]. 2008

[5] 李浩.Wincc Flexible零基础快速入门[M].杭州，浙江大学出版社，2005