基于西门子S7-1200PLC伺服电机定位的工件处理系统设计

基于西门子S7-1200PLC伺服电机定位的工件处理系统设计

一、选题简介、意义

在工厂的流水线上对于工件的放置都是有要求的，合理的将工件放在适合它的位置上，对于企业来说是非常效率的。在实习的时候，有个项目便是工件检测，将工件移至检测处，合格的移至合格处，不合格的移至废品处。不过是通过UR机器人来操作的，而且UR机器人需要进行一系列复杂的设置才能够使用。因为伺服电机定位的精度很高，可以用来代替，所以我便设计了这样的系统来处理工件的放置与处理。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

（一）主要内容：

本课题是以西门子S7-1200 PLC和伺服电机为核心，并辅以伺服电机和传感器来对工件进行处理，深入研究plc的控制系统电路及程序。

（二）要解决的问题：

1. 系统参数的设定；

2. PLC控制系统的元器件选择；

3. PLC程序编写；

（三）预期目标：

能够通过此次系统能使工件被正确的处理；

（四）研究步骤：

1. 确定方案；

2．了解并掌握S7-1200PLC编程知识；

3. 了解并掌握伺服电机和传感器的工作原理

4. 使用博途软件编写PLC程序；

5. 进行整个过程的实验；

6. 对整个实验的书写。

（五）工作方法及措施：

以PLC和伺服电机相结合来实现对工件的控制以及处理。

第一章绪论 1

1.1课题的目的及其意义 1

1.2基于PLC的伺服定位系统简介及其发展 1

第二章 PLC控制程序的设计 2

2.1 西门子 S7-1200PLC的简介 2

2.2 博途STEP 7 Basic简介 3

2.3 元器件的选型 5

2.4 西门子PLC-1200的参数简介 6

2.5 西门子PLC的参数设置 8

第三章伺服电机的设计过程 12

3.1伺服驱动的简介 12

3.2 伺服驱动与电机的设置 13

第四章西门子PLC-1200与V90伺服驱动之间的调试 16

4.1 PLC-1200与V90之间的通讯 16

4.2 PLC的程序编写 16

第五章总结 23

小结与致谢 24

参考文献 25

第一章绪论

1.1课题的目的及其意义

在工厂生产过程中，由于生产的大量化，快速化，所以工件必须在适合的时间放在适合的地点。如何准确的将工件移至适合的地点是每个企业在发展路上必不可少的难题。如今随着自动化以及计算机技术的高速发展，定位的精度也是越来越高，工件所需的精度也是越来越高。PLC有着专门的定位控制系统，能够对直线运动轨迹、圆周运动轨迹以及工件的速度、加速度进行控制，让运动控制和顺序控制相结合，被广泛的应用与机械生产之中。所以基于伺服电机的定位控制在自动化控制中是非常重要的，本次课题将加深人们对伺服电机定位控制系统的了解。

1.2基于PLC的伺服定位系统简介及其发展

伺服电机控制系统简介：定位控制是指控制器发出指令后工件按照指定的运动轨迹进行位移。利用PLC所集成的I/O模块可以直接控制通用型伺服驱动器或其他脉冲输入控制装置，定位是靠伺服脉冲来实现定位的，当伺服电机接收到1个脉冲时，便会旋转1个脉冲所对应的角度，从而使得工件位移，并且当伺服电机每旋转一个角度时，便会放出对应的脉冲数量，如此便与伺服电机收到的脉冲形成了闭环。这种情况下伺服电机系统就能得知电机一共获得了多少的脉冲，又同时收到了多少的脉冲。如此，人们就能够精确的控制电机的转动，从而实现定位功能，其中的定位精度可达0.001mm。

我国的制造业广泛的应用伺服电机控制系统，因为一般的控制方法达不到精度以及消耗的时间长。特别是在如今的社会对于精度和速度的要求只会越来越严格。

因为PLC具有可靠性高、容易编程、组态灵活、输入及输出功能模块齐全、安装方便和运行速度快等特点，所以基于PLC的伺服定位系统被广泛的应用在工业之中。现在由于PLC的不断发展，使得PLC的使用也越来越简单，越来越多的人将会选择使用。在未来，PLC的伺服定位系统将会变得更加的智能，拥有更高的精度。为工业的发展做出非常重大的贡献。

总结

伺服电机定位在工厂生产中是一个非常重要的步骤。比如说饮料的生产，是瓶子一个一个排队接下饮料，而一个瓶子需要多少的时间，如何最大化的生产，就需要在PLC中设置准确的参数。总所周知，我国是一个人口大国，对于生产有着很大的要求，而PLC能够通过伺服驱动使得工件在最大效率下改变它的位置，从而能够快速地进行加工。这个基于PLC的伺服定位系统在企业中被广泛的应用。

在即将完成本次毕业设计的这个时间，我不仅加深了对PLC的学习，而且了解了详细的伺服驱动的过程。对于我来说，帮助是非常大的。从刚准备毕业设计时的不知所措，到一点一点的完成，付出了不少，但都是值得的，收获了许多。不仅让我从学校的课堂中迈出了一大步，更是让我的大学生涯画上了一个比较完美的句号。

在设计开始时，首先面对了一款算是陌生的软件。为了熟悉它，花费了我不少的功夫。其次是接线图的设计，在观看了西门子的PLC手册和V90的手册后，知道了它们的接口分别是怎样的连接，分别代表着什么意思。并掌握了基础的参数设置以及编写程序，。在这基础之上，慢慢的完成本次的设计，最终在不断的努力之下，完美地完成了本次设计。

参考文献

1、廖常初.S7-1200PLC编程与应用[M].北京：机械工业出版社，2009

2、朱文杰.S7-1200PLC编程与应用[M].北京：机械工业出版社，2011

3、SIMATIC S7-1200可编程控制器手册[M]. 西门子（中国）有限公司自动化与驱动集团，2015

4、通过S7-1200实现与V90的位置控制手册[M]. 西门子（中国）有限公司自动化与驱动集团，2014

5、SIMATIC STEP 7 Professional V14系统手册[M]. 西门子（中国）有限公司自动化与驱动集团，2016

6、SINAMICS V90,SIMOTICS S-1FL6操作说明手册[M]. 西门子（中国）有限公司自动化与驱动集团，2014