本书以立德树人、项目设计、任务驱动为出发点,引入了5个项目,12个任务,涉及变频器、步进控制和伺服控制,所有项目和任务都源于工程实际,按照从易到难、从单一到综合的原则进行编排,符合高等职业院校学生的认知特点和学习规律。本书可以作为高等职业院校自动化类、电子信息类专业的教材,也适合工控技术人员学习使用。
G120变频器 V90伺服,掌控电驱精髓项目导向、任务驱动,所有项目和任务都源于工程实际涉及变频器、步进控制和伺服控制,并包含运动控制系统的综合应用
运动控制是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理,使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动,它是伴随着数控技术、机器人技术和工厂自动化技术的发展应运而生的。根据我国制造业发展蓝图,未来十年,新一代智能制造技术和数字化应用水平将走在世界前列,制造业总体水平达到世界先进水平,我国将会向制造强国目标稳步迈进。作为智能制造的核心,运动控制技术将进入快车道,制造业对从事点胶、贴片、打磨、焊接、分拣和装配工业的运动控制技术项目实施的人才需求量剧增。为适应制造业发展对于新技术技能人才提出的要求,本书采用项目教学、任务驱动方式组织运动控制技术相关内容,所有项目和任务都源于工程实际,按照从易到难、从单一到综合的原则进行编排,符合高等职业教育学生的认知特点和学习规律。本书共分5个项目,12个任务。项目1介绍了G120变频器的试运行与端子控制,通过宏定义实现G120变频器运行、15段速控制和模拟量控制3个任务实现生产线的自动化控制;项目2阐述了G120变频器的在线调试与PLC控制,通过Startdrive工具调试G120变频器、S7-1200 PLC端子控制G120变频器、S7-1200 PLC通信控制G120变频器3个任务实现变频器的多样化功能;项目3主要阐述了步进电动机的PLC控制,以运动控制轴工艺实现工作台定位和触摸屏控制应用;项目4主要介绍了V90伺服电动机的控制,在许多需要精确位置控制的伺服应用中发挥了巨大的作用;项目5通过自动输送装置控制系统、物料传送与堆垛自动控制两个任务来掌握运动控制系统的综合应用。本书由浙江工商职业技术学院李方园编著。本书在编写过程中,得到了浙江瑞亚能源科技有限公司、西门子工厂自动化工程有限公司相关工程技术人员的帮助,并提供了相当多的典型案例和实践经验,在此一并表示感谢。由于作者水平有限,疏漏之处在所难免,恳请读者批评指正。
李方园,浙江工商职业技术学院慈溪学院院长,教授/高级工程师,省高职高专自动化专业带头人,宁波市自动化学会秘书长。长期从事智能制造方面的教科研工作,出版专著3部,主编3本国家级规划教材,是电工电子类畅销书作者。获得省科研成果奖1项,主持省级精品课程1门、省级课题2项、市厅级课题6项,发表核心十余篇。参与制定国家职业技能标准2项。
项目1 G120变频器的试运行与端子控制1项目导读1任务1.1通过宏定义实现G120变频器运行1任务描述1知识准备21.1.1通用变频器的基本构造21.1.2G120变频器的基本构造31.1.3变频器的频率指令方式41.1.4变频器的启动指令方式61.1.5G120变频器的硬件与参数说明6任务实施81.1.6G120变频器的安装与接线81.1.7变频器上电试运行111.1.8实现生产线调速功能(一)151.1.9实现生产线调速功能(二)18任务记录19任务评价19任务1.2G120变频器的15段速控制20任务描述20知识准备201.2.1通用变频器的多段速运行201.2.2G120变频器的速度设定方式211.2.3G120变频器的多段速运行设定22任务实施231.2.4G120变频器15段速控制方案设计231.2.5电气接线241.2.6G120变频器参数设置251.2.7调试与运行25任务记录26任务评价26任务1.3G120变频器模拟量控制26任务描述26知识准备271.3.1变频器模拟量给定方式271.3.2频率给定曲线281.3.3模拟量给定的参数281.3.4G120变频器模拟量输入信号选择与曲线定标301.3.5G120变频器模拟量输出信号选择与曲线定标321.3.6斜坡函数发生器32任务实施331.3.7电气接线331.3.8G120变频器参数设置341.3.9G120变频器的故障排除34任务记录35任务评价35拓展阅读36思考与练习36项目2 G120变频器的在线调试与PLC控制38项目导读38任务2.1通过Startdrive工具调试G120变频器38任务描述38知识准备392.1.1变频调速的恒压频比控制特性392.1.2变频器的矢量控制402.1.3变频调速系统的机械特性曲线422.1.4负载的机械特性分类432.1.5G120变频器的控制方式44任务实施452.1.6变频器安装与网线连接452.1.7使用Startdrive调试向导设置变频器参数452.1.8使用Startdrive进行变频器参数下载与调试542.1.9使用Startdrive进行直接参数设置59任务记录61任务评价62任务2.2 S7-1200 PLC端子控制G120变频器62任务描述62知识准备632.2.1G120变频器的指定频率来源632.2.2G120变频器设定值处理64任务实施652.2.3I/O分配与PLC控制变频器电路设计652.2.4变频器参数设置662.2.5PLC梯形图编程66任务记录69任务评价69任务2.3 S7-1200 PLC通信控制G120变频器70任务描述70知识准备702.3.1变频器PROFINET通信报文结构702.3.2变频器通信控制字和状态字格式72任务实施732.3.3电气接线732.3.4通过Startdrive进行G120变频器报文配置732.3.5PLC通信控制变频器编程77任务记录79任务评价79拓展阅读80思考与练习81项目3 步进电动机的PLC控制83项目导读83任务3.1步进电动机控制工作台定位83任务描述83知识准备843.1.1步进电动机的工作原理843.1.2步进电动机的种类853.1.3步进电动机的结构873.1.4步进驱动器883.1.5步进电动机定位控制应用893.1.6运动控制相关的指令90任务实施963.1.7PLC I/O分配与步进控制电路设计963.1.8工艺对象轴的组态与调试973.1.9PLC控制步进电动机的编程107任务记录109任务评价109任务3.2触摸屏控制步进电动机110任务描述110知识准备1103.2.1运动控制指令时序图1103.2.2执行回零指令1113.2.3绝对位置断电保持功能1143.2.4运动控制指令MC_ReadParam116任务实施1183.2.5电气接线和输入定义1183.2.6触摸屏画面组态1183.2.7PLC梯形图编程1213.2.8触摸屏控制步进电动机调试126任务记录127任务评价127拓展阅读127思考与练习128项目4 V90伺服电动机的控制130项目导读130任务4.1伺服速度控制模式下实现滑台定位运行130任务描述130知识准备1314.1.1伺服系统的组成与结构1314.1.2V90伺服控制系统的组成133任务实施1354.1.3伺服控制系统电气接线1354.1.4用VASSISTANT调试伺服驱动器和伺服电动机1364.1.5PLC配置与运动控制对象组态1414.1.6滑台定位控制系统的PLC编程1474.1.7滑台定位控制系统调试149任务记录151任务评价152任务4.2伺服EPOS模式下实现丝杠工作台运行153任务描述153知识准备1534.2.1EPOS控制选件包1534.2.2SinaPos指令的输入输出1544.2.3SinaPos指令的主要模式选择156任务实施1584.2.4电气接线1584.2.5采用VASSISTANT调试V90 PN伺服驱动器1584.2.6PLC配置与编程1614.2.7EPOS模式下的伺服控制调试167任务记录168任务评价169拓展阅读169思考与练习170项目5 运动控制系统综合应用172项目导读172任务5.1自动输送装置控制系统172任务描述172任务实施1735.1.1输入输出定义和电气接线1735.1.2PROFINET IO通信方式设置1735.1.3PLC编程与触摸屏组态177任务记录184任务评价185任务5.2物料传送与堆垛自动控制185任务描述185任务实施1865.2.1输入输出定义和电气接线1865.2.2触摸屏画面组态1885.2.3运动控制系统编程189任务记录199任务评价200拓展阅读200思考与练习201参考文献 203