基于PLC的二维运动平台设计.doc

摘要:国家的工业基础即是制造业，国家的生产力水平通过制造业来体现，因此，衡量国家工业发达程度的重要标志是制造业水平的高低；就目前而言，机械取代人力是大势所趋。许多机电一体化设备的基本部件之一就是X-Y二维运动工作台，如数控机床加工系统、立体仓库、纵横向给进、平面绘图系统等等，他们的基本原理相同，只是结构和功能各不相同。本文通过对X-Y轴运动平台的设计，机电一体化系统对机电专业教学的意义以及技术的关键。

本次设计需要的成果是基于PLC的二维运动平台以及PLC实验台的扩展实验功能。

根据设计需求焊接实验设备并调试。设计X轴和Y轴二维运动平台。步进电机控制X轴，伺服电机控制Y轴。PLC采用罗克韦尔MICRO850。编程软件采用Connected Components Workbench梯形图编程。设计相关电路，完成二维运动平台的归零、手动/自动操作。并在极限位置有相应保护电路。选择编码器，利用反馈，完成二维平台的精确定位。

本次设计不单单只实现了二维运动平台的设计，同时利用PLC的I/O通道接口，连接至按钮和数码管以及流水灯等，实现学生在实验时使用实验台完成基本的罗克韦尔PLC实验，了解CCW的编程；同时通过电机驱动器完成对X-Y二维运动坐标轴的控制，互不影响。

关键词：二维运动平台；罗克韦尔PLC；编码器；步进电机；伺服电机

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题的目的和意义-1

1.2 课题的研究领域-1

2 X-Y二维运动平台的总体设计及其工作原理-3

2.1 X-Y二维运动平台的元件布局图-3

2.2 X-Y坐标轴-3

3 硬件电路设计-5

3.1 按键电路与数码管模块设计-5

3.2 接口电路设计-7

3.3 PLC的选型以及电路设计-8

3.4 Micro850 PLC简介-8

3.4.1中央处理单元(CPU)-8

3.4.2 I/O模块-9

3.4.3 电源模块-9

3.5 X-Y坐标轴电路设计-9

3.5.1步进电机简介-10

3.5.2步进电机驱动器电路设计-10

3.5.3伺服电机与伺服电机驱动器电路设计-11

3.5.4编码器的选型以及电路设计-12

3.5.5 PLC的总体连接控制-14

4 软件设计-15

4.1 发光二极管程序设计-16

4.1.1数码管程序设计-16

4.1.2流水灯程序设计-17

4.2 步进电机与伺服电机控制程序设计-18

4.3 编码器程序设计-19

结论-21

参 考 文 献-22

附录 A 二维运动平台总体单元清单（1）-23

附录 B 二维运动平台总体单元清单（2）-24

附录 C 二维运动平台完整程序清单-25

致谢-46