磁流变抛光设备控制系统的设计.doc

摘要：随着科学技术的进步和光学应用技术的发展，传统的抛光方式已不能满足现代工业的生产要求，光学系统对光学元件的技术指标要求越来越高，而磁流变抛光技术就是提高光学元件表面光滑度的新兴理想技术。实现磁流变抛光技术的关键是磁流变抛光设备的稳定运行以及对设备的精确控制。

本次设计就是为磁流变抛光设备研制出一套控制系统，首先对抛光过程以及磁流变抛光机的机械结构进行分析，了解其工艺要求和控制要求并给出了硬件方案设计和软件方案设计。

论文结合控制要求确定了PLC(Programmable Logic Controller)的I/O点数并对PLC进行了选型，还对PLC的变量地址进行了分配。绘制出控制系统的总体结构框图以及PLC的接线原理图。设计过程包括系统的硬件控制方案设计，软件设计，变频器与PLC通讯方式设计和触摸屏的界面设计。

论文对PLC的程序进行了总体设计，给出了设计思路，并按照设计思路对主程序以及各项子程序进行了设计和描述，并阐述了PLC与触摸屏的连接方法。

系统以西门子S7-1200系列PLC作为控制单元，人机界面选用台达触摸屏，配备交流电机以及变频器对磁流变抛光设备进行控制。最后通过调试完成抛光过程中的各项控制要求。

关键词：磁流变抛光；PLC；变频调速；触摸屏

目录

摘要

Abstract

第一章  绪  论-1

1.1 本课题研究的意义及发展趋势-1

1.2 研究领域现状-1

1.3 所做的主要工作-3

第二章  控制系统的总体方案设计-4

2.1 磁流变抛光设备的基本结构及工作过程-4

2.2 磁流变抛光设备控制系统要求-4

2.3 磁流变抛光设备控制系统平台-5

2.3.1 硬件系统设计平台-5

2.3.2 软件系统设计平台-6

2.4 PLC控制系统框架结构-6

2.5 本章小结-7

第三章  控制系统的硬件设计-8

3.1 PLC选型以及模块配置-8

3.1.1 I/O口的确定-8

3.1.2 西门子S7-1200系列PLC的特性-8

3.1.3 西门子S7-1200 PLC的程序结构-8

3.1.4 PLC及配置模块指标-9

3.2 PLC电路设计-9

3.2.1 PLC主模块电路设计-10

3.3 变频器的选型及电路设计-10

3.3.1 变频器选型以及参数设置-11

3.3.2 变频器与交流电动机控制电路设计-12

3.4 本章小结-13

第四章  系统软件设计-14

4.1 PLC程序设计的方法-14

4.1.1 PLC软件设计的基本步骤-14

4.1.2 PLC程序设计-15

4.1.3 按钮控制子程序-17

4.1.4 抛光电机控制子程序-18

4.1.5 时间修改/显示子程序-19

4.1.6 修改/显示速度子程序-20

4.1.7 模拟量编程-21

4.2 系统通信部分设计-22

4.2.1 PLC与触摸屏通信-22

4.2.2 PLC与单片机磁极控制系统通信-23

4.3 人机界面设计-27

4.3.1 触摸屏界面设计-27

4.4 本章小结-28

第五章  系统调试-30

5.1 PLC程序编译及下载-30

5.2 本章小结-32

第六章  总结与展望-33

参考文献-34

致  谢-35