运控课设 自动化
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运动控制系统课程设计设计名称双闭环直流调速系统专业班级自动化10—3学号**********姓名王韶雨指导教师李铁鹰运动控制系统课程设计设计名称双闭环直流调速系统专业班级自动化10—3学号**********姓名张浩宇指导教师李铁鹰目录一、设计任务 (2)1、设计对象参数 (2)2、性能指标 (2)3、课程设计的主要内容和要求 (2)3.1电力拖动不可逆直流调速系统主电路的设计 (2)3.2控制电路的设计 (2)二、电力拖动不可逆直流调速系统主电路的设计 (3)1、整流电路和整流器件的选择 (3)2、整流变压器参数的计算 (3)3、整流器件的保护 (4)4、平波电抗器参数的计算 (4)5、触发电路的选择 (4)三、直流双闭环调速系统原理图设计 (5)1系统的组成 (5)2系统的电路原理图 (6)3直流双闭环调速系统调节器设计 (6)3.1获得系统设计对象 (8)3.2电流调节器的设计 (6)3.3转速调节器的设计 (11)四、系统起动过程分析 (16)一、设计任务1、设计对象参数(1)P nom=30KW (2)U nom=220V (3)I nom=136A(4)n nom=1460r/min (5)R a =0.2Ω(6)R Σ=0.6Ω(7)C e=0.2 v.min/r (8)RΣ=0.18Ω(9)K S=42(10)T oi=0.002 s (11)T0=0.01 s (12)λ=1.5(13)U*nm=8 V (14)U*im=8 V2、性能指标σi≤5% σn≤10% 3、课程设计的主要内容和要求3.1电力拖动不可逆直流调速系统主电路的设计(1)整流电路和整流器件的选择(2)整流变压器参数的计算(3)整流器件的保护(4)平波电抗器参数的计算(5)触发电路的选择3.2控制电路的设计(1)建立双闭环不可逆直流调速系统的动态数学模型(2)电流调节器的设计计算(3)转速调节器的设计计算二、电力拖动不可逆直流调速系统主电路的设计1、整流电路和整流器件的选择目前在各种整流电路中,应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路,其原理图如图1所示,其中阴极连接在一起的三个晶体管(VT1,VT3,VT5)称为共阴极组;阳极连接在一起的三个晶体管(VT4,VT6,VT2)称为共阳极组。
课程安排第 1 天• 定义运动控制• 识别运动控制系统部件及功能 • 应用基本运动控制概念 • 识别数字伺服运动控制器的部件 •识别伺服驱动器的功能第 2 天• 识别交流和直流伺服电机的功能 • 识别反馈元件的功能 • 识别软件伺服环的功能 • 应用运动配置文件• 应用电子齿轮和凸轮运动曲线 •运动控制基础知识:集成练习课程编号:CCN130课程目的完成本课程后,您应该能够说明对所有罗克韦尔自动化运动控制系统通用的基本运动控制概念。
本课程旨在让您了解运动控制的概念、术语、功能及应用。
此外,您还将使用每节课讨论的概念和原理来了解运动控制应用项目如何工作。
本课程将帮助您建立牢固的必要基础,以便今后学习运动控制系统的维护和编程所需的技能。
本课程不针对运动控制系统设计或特定运动控制软件编程。
如果您要寻求这些方面的培训,应参加相关的罗克韦尔自动化培训课程,参加之前请确保您已符合这些课程的课前要求。
运动控制运动控制基础知识课程描述动力、控制与信息解决方案GMST10-PP247B-ZH-E版权所有 ©2010 罗克韦尔自动化有限公司。
保留所有权利。
美国印刷。
适合参加者为了工作而需要了解基本运动控制概念的人员,或者为了参加其他运动控制课程而需要学习这些概念以满足课前条件的人员应参加本课程。
课前要求参加本课程不需要满足任何特定课前要求。
但是, 以下几点将很有帮助:• 基本电学、电子学和计算机概念方面的背景 •控制器操作的基本知识技术要求罗克韦尔自动化将提供学员在课堂内使用的所有 技术。
学员在参加本课程时不必具备任何技术。
动手练习在整个课程期间,您将有机会通过各种涉及罗克韦尔自动化运动控制硬件的动手练习来实践所学的技能。
您还将有机会通过完成集成练习来组合和实践多项 关键技能。
学员资料为增强和促进您的学习体验,课程包中提供了以 下资料:•学员手册,其中包含主题列表和练习。
您将使用此手册来跟随讲课内容、记笔记和完成练习。
中职电气运行与控制专业实训改革探索随着电气自动化技术应用的不断深入,电气运行与控制专业的实训教学也需要不断改革和探索。
本文将从课程设置、实训内容和方法等方面探讨中职电气运行与控制专业实训改革的经验和思考。
一、课程设置中职电气运行与控制专业实训的目标是培养学生掌握电气设备安装、调试、运行、维护和故障排除等技能,提高学生的实际操作能力和实际动手能力。
因此,在课程设计时需要注重实践性和针对性。
首先,需要根据学生的实际能力和学科基础,科学地安排课程内容。
例如,在学习电子元器件和电路原理之前,需要先学习电气安全知识和电路基础知识,同时也要注重实际操作。
在学习PLC和自动化控制系统之前,要先学习控制原理、传感器和执行器等相关基础知识,掌握梯形图编程和现场总线控制等常见技术。
其次,要根据实际需求制定不同的实训课程。
实训课程分为基础实训和综合实训两个阶段。
基础实训主要是让学生掌握各种电气设备的安装调试和操作技能,熟练使用各种测试仪器和电子工具。
综合实训则是在基础实训的基础上增加系统集成和应用技术的综合实践课程,如PLC控制系统综合实训、自动化生产线综合实训等,让学生在综合实践中掌握系统集成和应用技术。
二、实训内容中职电气运行与控制专业实训的主要内容包括电气安全、电路设计、电子元器件、自动化控制系统等方面的内容。
其中,电气安全是学生必须掌握的基础知识,因为在工作中电气安全问题是最容易出现的。
电路设计和电子元器件是学生需要熟练掌握的技能,在实训过程中要通过实际操作来对电路进行设计和调试。
自动化控制系统是电气运行与控制专业的核心技术,实训中要注重学生对当今自动化控制技术的应用和发展趋势的了解。
其中,PLC控制系统综合实训是电气运行与控制专业实习教学的重点之一。
此项实训将学生的专业知识和实际应用相结合,让学生在实际操作中掌握PLC的编程、调试和维护技能。
由于PLC在自动化控制系统中运用广泛,掌握PLC的操作技能是电气运行与控制专业学生必须具备的技能。
《运动控制系统》课程教学大纲课程名称:运动控制系统课程代码:学分/学时:3学分/51学时开课学期:秋季学期(大四上)适用专业:机械工程及自动化、核科学与工程、航空航天工程等相关专业的本科生与研究生先修课程:高等数学(常微分方程,积分变换),模型、分析与系统控制,电工与电子技术,机械测试技术及其应用后续课程:开课单位:机械与动力工程学院一、课程性质和教学目标运动控制系统包括电机、驱动器、控制器和传感器。
通过这门课程的学习,能够设计和开发所需的运动控制系统,驱动机械机构完成规定的动作。
用于运动控制的电机主要为交流电机,包括感应电机、永磁同步电机、直流无刷电机步进电机。
驱动器将电网固定的电压、频率改变为可控的电压、频率、电流供给电机,控制电机的转矩、速度、位置、加速度。
控制器将特定的工艺要求转变成控制命令,以数字、模拟等信号形式控制驱动器。
传感器将物理量转变成特定要求的电压或电流,供控制器感知系统的状态,修正控制命令。
这门课程的学习应把握基本原理、器件、算法及三者的内在联系。
基本原理包括上述各种电机的基本原理、电机的控制理论。
器件包括常用的传感器、功率器件、微控制器及电子元件。
算法是基本原理和器件的结合,将抽象的理论具体化,零散的器件集成化,程序模块化。
(A4, A5, B1, B2, B4, C3, C4)二、课程教学内容及学时分配(含实践、自学、作业、讨论等的内容及要求)第1章运动控制系统的构成与控制结构(3学时/课堂教学)(A5.1)内容:了解运动控制系统由执行器、驱动器、控制器和传感器等部件组成;掌握各组成部件在系统中的作用;了解现有的执行器种类,如气缸、电机、压电陶瓷等,并了解各类执行器的固有特性、适用的应用范围及常用的应用场合;了解传感器的种类及其原理,如光栅尺、码盘、激光干涉仪、电容传感器等,学习各类传感器的特性及适用范围。
了解适用matlab中的simulink模块搭建运动控制系统的仿真程序。
运动控制岗位实训课程实训指导书一、概述《运动控制岗位实训》是自动化专业的一门重要的专业技能实训课程,是教学计划规定的一个重要教学环节,是在自动化专业学生学习完《运动控制系统》课程后,进行的一次全面的综合训练,其目的在于加深对电力拖动自动控制系统理论知识的理解和对这些理论的实际应用能力,提高对实际问题的分析和解决能力,以达到理论学习的目的,并培养学生应用计算机辅助设计和撰写实训报告的能力。
本指导书以《运动控制岗位实训》课程大纲为依据,结合自动化专业特点及大纲要求编写,本次实训主要包括运动控制系统的工程设计方法、电机调速系统的设计和控制参数计算、调试系统和参数分析三部份内容。
要求掌握对调速系统进行测试和分析、操作和调试的基本方法、步骤和基本操作技能,具备对控制系统的调试和故障分析的能力。
实训报告应对整个设计过程有清晰的说明,包括设计过程说明、主回路设计说明、控制电路设计说明、调试说明,以及设计计算公式、计算数据、设计图表等内容。
二、课程实训内容(一)组织形式课程实训过程按分组的方式进行,由指导教师向学生发放有关的课程实训背景资料,并向学生讲述课程实训的方法、步骤和要求,设计过程采取课堂集中辅导,分散设计的方式进行。
课程实训按1-4个人为一组,要求在小组内分工协作、充分讨论、相互启发的基础上形成设计方案,课程实训结束要求提交一份课程实训报告书,要求各小组选出一个代表,进行课程实训方案演示和答辩,评出若干优秀设计成果。
(二)内容及时间安排内容:有以下3个设计课题可供选用:A组:直流电动机双闭环调速系统设计。
其实现功能如下:(1)具有对直流电动机的启停、正反转、加减速控制;(2)实现直流电机电流环和速度环的硬件电路设计,并实现对电枢电流、转速数据采集及显示。
(3)调速算法:要求1~2组采用PWM调速,1~2组采用PID调速。
要求:1.方案论证,列举出三种不同的设计方案,指出系统采用的最佳方案;2.采用VISO画出电路的系统结构框图和控制框图,说明电路方案设计的思路、理由或者依据;3.硬件电路设计:主要包括控制电路,驱动电路,测速电路,显示电路,电流、转速数据采集电路,采用AD软件画出各单元子电路具体的电路图,阐述电路的工作原理,介绍电路中主要元器件的作用及其型号参数的确定原则或依据;4.按照工程设计的思想,采用AD软件用A3纸画出完整的电气原理图,介绍整体电路的工作原理,要求布局合理;5.软件设计:完成主程序的流程图和各子程序流程图的设计,并给出源程序代码清单,备注标出源程序每行的意思。
运动控制技术课程一、课程简介运动控制技术课程是一门涉及机械、电气、电子等多个领域的综合性学科,主要研究如何利用各种控制技术实现机械设备的精确运动控制。
本课程旨在培养学生对运动控制系统的设计、调试和维护能力,使其具备在工业自动化领域从事运动控制相关工作所必需的基础知识和技能。
二、课程内容1. 运动控制系统概述2. 传感器与执行器3. 机械传动系统4. 运动控制算法5. 运动控制器硬件设计与实现6. 运动控制器软件设计与实现7. 运动控制系统调试及故障排除三、课程详解1. 运动控制系统概述:本章主要介绍运动控制系统的基本组成部分和功能模块,包括传感器、执行器以及运动控制器等。
同时还会讲解不同类型的运动控制系统以及其应用领域。
2. 传感器与执行器:本章主要介绍各种类型的传感器和执行器,包括光电传感器、压力传感器、温度传感器、电机、气缸等。
同时还会讲解其原理和应用场景。
3. 机械传动系统:本章主要介绍机械传动系统的基本原理和构成部分,包括齿轮传动、皮带传动、链条传动等。
同时还会讲解不同类型的机械传动系统的优缺点以及其应用场景。
4. 运动控制算法:本章主要介绍运动控制算法的基础知识,包括PID控制算法、模糊控制算法以及神经网络控制算法等。
同时还会讲解不同类型的运动控制算法的优缺点以及其应用场景。
5. 运动控制器硬件设计与实现:本章主要介绍运动控制器的硬件设计和实现过程,包括电路设计、PCB设计以及样机制作等。
同时还会讲解不同类型的运动控制器的优缺点以及其应用场景。
6. 运动控制器软件设计与实现:本章主要介绍运动控制器的软件设计和实现过程,包括编程语言选择、程序架构设计以及编码实现等。
同时还会讲解不同类型的运动控制器的优缺点以及其应用场景。
7. 运动控制系统调试及故障排除:本章主要介绍运动控制系统的调试和故障排除方法,包括硬件调试、软件调试以及故障诊断等。
同时还会讲解不同类型的运动控制系统的常见故障及其解决方法。
《运动控制系统》教学大纲课程代码:ABJD0420课程中文名称:运动控制系统课程英文名称:MotionContro1System课程类型:限选课程学分数:2.5学分课程学时数:40学时适用专业:自动化专业先修课程:自动控制原理电力电子学电机与拖动基础等一、课程简介本课程的目的是综合运用自动控制元件、电力电子技术和自动控制原理等专业基础知识,通过学习运动控制系统的相关知识,使学生掌握运动控制系统的组成和控制规律;使学生掌握静动态特性以及控制系统的工程设计方法;使学生掌握分析、研究和设计各类运动控制系统的能力。
本课程秉承理论与实际相结合的理念,应用自动控制理论解决运动控制系统的分析和设计问题,以转矩和磁链(或磁通)控制规律为主线,由简入繁、由低及高地循序深入,论述系统的静动态性能。
着重培养学生的系统综合分析能力和解决工程实际问题的能力。
通过课程的学习,使学生掌握现代交、直流电动机控制理论和基本方法,获得运动控制系统的分析和设计计算能力。
二、教学基本内容和要求1 .绪论一运动控制系统基本知识课程教学内容:运动控制系统的组成、分类、主要应用领域及其发展历史,转矩与磁链控制规律,课程特点及学习意义。
课程的重点、难点:运动控制系统的组成部分。
课程教学要求:掌握运动控制系统的定义、结构、及其分类;理解运动控制的必要性;理解转矩与磁链控制规律;了解运动控制的主要应用领域;了解运动控制系统的发展历史及趋势2 .闭环控制的直流调速系统课程教学内容:直流调速系统用的可控直流电源;V-M系统的特殊问题;脉宽调制变换器及调速系统的特殊问题;反馈控制闭环调速系统的稳态分析和设计;反馈控制闭环调速系统的动态分析和设计;比例积分控制规律和无静差调速系统;电压反馈、电流补偿控制的调速系统。
课程的重点、难点:反馈控制闭环调速系统的稳态分析和设计;反馈控制闭环调速系统的动态分析和设计课程教学要求:掌握直流电动机的调速方法和调速系统结构特点;理解反馈控制规律;掌握晶闸管触发整流环节、PWM控制与变换器环节的数学模型;掌握闭环直流调速系统的静特性和稳态性能指标;掌握转速反馈控制直流调速系统的稳态结构图和稳态参数计算;掌握带电流截止反馈环节的调速系统静特性3 .转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法课程教学内容:转速、电流双闭环直流调速系统及其静态特性,∙双闭环调速系统的数学模型及其动态性能分析;调节器的工程设计方法;按工程设计方法设计双闭环调速系统的转速调节器和电流调节器;转速超调的抑制一转速微分负反馈;弱磁控制的直流调速系统课程的重点、难点:双闭环调速系统的转速调节器和电流调节器的工程设计方法课程教学要求:掌握转速、电流双闭环直流调速系统及其静态特性;掌握转速、电流双闭环直流调速系统的数学模型与动态性能分析;掌握控制系统的动态性能指标和调速系统中调节器的工程设计方法4 .直流调速系统的数字控制课程教学内容:微型计算机数字控制的主要特点;微机数字控制双闭环直流调速系统的硬件和软件;数字测速;数字P1调节器课程的重点、难点:微机数字控制双闭环直流调速系统的硬件和软件设计课程教学要求:了解微型计算机数字控制的主要特点;掌握微机数字控制双闭环直流调速系统的硬件和软件;掌握M/T数字测速方法;理解数字P1调节器的设计方法及其饱和限幅作用5 .可逆直流调速系统和位置随动系统课程教学内容:可逆直流调速系统;位置随动系统。
《运动控制系统课程设计》《运动控制系统》课程设计一、性质和目的自动化专业、电气工程及其自动化专业的专业课,在学完本课程理论部分之后,通过课程设计使学生巩固本课程所学的理论知识,提高学生的综合运用所学知识,获取工程设计技能的能力;综合计算及编写报告的能力。
二、设计内容1.根据指导教师所下达的《课程设计任务书》课程设计。
2.主要设计内容包括:(1)根据任务书要求确定总体设计方案(2)主电路设计:主电路结构设计(结构选择、器件选型、考虑器件的保护)、变压器的选型设计;(3)控制电路设计:控制方案的选择、控制器设计(4)保护电路的选择和设计(5)调速系统的设计原理图,调速性能分析、调速特点 3.编写详细的课程设计说明书一份,并画出调速系统的原理图。
三、设计目的1.熟练掌握主电路结构选择方法、主电路元器件的选型计算方法。
2.熟练掌握保护方式的配置及其整定计算。
3.掌握触发控制电路的设计选型方法。
4.掌握速度调节器、电流调节器的典型设计方法。
5.掌握绘制系统电路图绘制方法。
6.掌握说明书的书写方法。
四、对设计成品的要求1.图纸的要求:1)图纸要符合国家电气工程制图标准; 2)图纸大小规范化; 3)布局合理、美观。
2.对设计说明书的要求 1)说明书中应包括如下内容①目录②课题设计任务书;③调速方案的论证分析(从经济性能和技术性能方面进行分析论证)和选择;④所要完成的设计内容⑤变压器的接线方式确定和选型;⑥ 主电路元器件的选型计算过程及结果;⑦控制电路、保护电路的选型和设计;⑧调速系统的总结线图系统电路设计及结果。
2)说明书的书写要求①文字简明扼要,理论正确,程序功能完备,框图清楚明了。
②字迹工整;书写整齐,参照教务系统中的毕业论文的格式要求。
直流电机调速系统设计任务书1组:直流他励电动机:功率PN=1.1kW,额定电压UN=220V,额定电流IN=6.7A,磁极对数P=1,nN=1500r/min,励磁电压220V,电枢绕组电阻Ra=2.34Ω,主电路总电阻R=7Ω,L∑=246.25mH(电枢电感、平波电感和变压器电感之和),Ks=58.4,机电时间常数Tm=116.2ms,滤波时间常数Ton=Toi=0.00235s,过载倍数λ=1.5,电流给定最大值Uim*=10V,速度给定最大值Un*=10V。
自动化专业控制系统综合课程设计自动化专业的学生每年都要进行一些专业实践课程设计,其中一项重要的课程设计就是控制系统综合课程设计。
该课程设计是对学生掌握控制系统相关知识、理解控制系统原理和应用以及掌握相关软件和硬件技术的综合考察。
在这篇文章中,我将阐述自动化专业控制系统综合课程设计的重要性、设计内容和一些可能遇到的困难,同时也会介绍一些解决方法和实践经验。
首先,控制系统综合课程设计对于自动化专业的学生来说具有重要的意义。
通过这一课程设计,学生可以将前期学习的理论知识应用到实际情境中,并且深入了解控制系统的工作原理和设计过程。
课程设计的内容涉及到传感器的选择、信号处理、控制算法的设计以及控制器的编程等方面,这些都是自动化专业学生必须掌握的技能。
其次,控制系统综合课程设计的具体内容是多样化的。
设计的对象可以是任何一个实际系统,例如温度控制系统、液位控制系统或者机械臂控制系统等。
学生需要根据给定的需求和要求,设计一个能够实现系统控制功能的控制方案,并在实验中验证该方案的有效性。
设计的过程中,学生需要运用所学的知识和技能,进行系统建模、控制算法设计、程序编写、实验测试等一系列环节。
然而,控制系统综合课程设计也存在一些难点和挑战。
首先,学生在实际操作中可能会遇到一些技术上的问题,例如传感器的选择与接线、控制器调试与优化等。
这些问题需要学生具备较强的动手能力和问题解决能力。
其次,时间和资源的限制也是一个考验。
学生需要在有限的时间内完成课程设计,并且需要合理分配实验设备和资源。
最后,团队合作也是一个重要的因素。
如果课程设计是团队完成,学生需要良好的沟通和协作能力,确保整个设计过程的顺利进行。
针对这些难题,学生可以采取一些解决方法和实践经验。
首先,加强理论知识的学习和实践操作的训练是非常重要的。
只有充分理解基本的控制理论和掌握实际操作的技能,才能更好地完成课程设计。
其次,学生可以利用课余时间进行课程设计的预习和准备工作。
电力拖动自动控制系统课设一、引言电力拖动自动控制系统是一种用于控制和驱动电力动力设备的自动化系统。
它通过将电力传递到动力设备上,实现自动控制和驱动,在工业生产中起到重要的作用。
本文将介绍电力拖动自动控制系统的设计和实施。
二、系统设计2.1 系统需求分析在设计电力拖动自动控制系统之前,首先需要进行需求分析。
根据实际情况和用户要求,明确电力拖动自动控制系统所需的功能和性能。
2.2 系统功能设计基于系统需求分析的结果,确定电力拖动自动控制系统的功能设计。
包括控制模块、驱动模块、传感模块等,以实现系统的自动化控制和驱动。
2.3 系统硬件设计根据系统功能设计的结果,进行系统硬件设计。
选择适当的硬件设备,包括计算机、PLC、电机、传感器等,以满足系统的需求,并确保硬件设备的稳定性和可靠性。
2.4 系统软件设计在系统硬件设计的根底上,进行系统软件设计。
包括编写控制程序、驱动程序和界面程序等,以实现系统的自动化控制和监控。
3.1 系统搭建根据系统设计的结果,进行系统搭建。
连接硬件设备,安装软件程序,并进行测试和调试,确保系统能够正常工作。
3.2 系统运行在系统搭建完成后,进行系统运行。
对系统进行实际操作和测试,验证系统的功能和性能是否符合需求。
3.3 系统优化在系统运行过程中,发现问题和缺乏之处,进行系统优化。
对硬件设备和软件程序进行调整和改良,提高系统的性能和稳定性。
电力拖动自动控制系统广泛应用于工业生产中,具有自动化程度高、效率高、平安可靠等优点。
例如,在生产线上实现自动化装配和操作,提高生产效率和产品质量。
五、系统总结电力拖动自动控制系统是一种重要的自动化系统,能够满足工业生产中对于控制和驱动设备的需求。
本文介绍了电力拖动自动控制系统的设计和实施过程,包括系统需求分析、功能设计、硬件设计、软件设计、系统搭建、系统运行和系统优化等。
通过系统的实施和应用,可以提高生产效率和产品质量,为工业生产带来重要的价值。
运动控制技术与应用课程标准运动控制技术是现代工业自动化领域中的重要组成部分,它涉及到机械、电子、计算机等多个学科的知识。
为了培养具备运动控制技术应用能力的专业人才,教育部制定了《运动控制技术与应用课程标准》。
该课程标准旨在培养学生掌握运动控制技术的基本理论和实践操作能力,使其能够在工业自动化领域中进行运动控制系统的设计、调试和维护工作。
该课程标准主要包括以下几个方面的内容。
首先,课程标准要求学生掌握运动控制技术的基本原理和基础知识。
学生需要了解运动控制系统的组成结构、工作原理以及常用的运动控制器和传感器等设备。
同时,学生还需要学习运动控制系统的数学模型和控制算法,以及运动控制系统的性能评价和优化方法。
其次,课程标准要求学生具备运动控制系统的设计和调试能力。
学生需要学习运动控制系统的硬件设计和软件编程技术,能够根据实际需求设计出符合要求的运动控制系统。
同时,学生还需要学习运动控制系统的调试方法和技巧,能够对运动控制系统进行故障诊断和修复。
此外,课程标准还要求学生具备运动控制系统的维护和管理能力。
学生需要学习运动控制系统的维护方法和技术,能够对运动控制系统进行定期的检查和维护工作。
同时,学生还需要学习运动控制系统的管理方法和技巧,能够对运动控制系统进行合理的配置和优化。
最后,课程标准还要求学生具备运动控制技术的应用能力。
学生需要学习运动控制技术在工业自动化领域中的应用案例和实践经验,能够根据实际需求选择合适的运动控制技术和设备,并能够将其应用到实际工程项目中。
总之,运动控制技术与应用课程标准的制定旨在培养具备运动控制技术应用能力的专业人才。
通过学习该课程,学生将能够掌握运动控制技术的基本理论和实践操作能力,具备运动控制系统的设计、调试和维护能力,以及运动控制技术的应用能力。
这将为他们今后在工业自动化领域中的工作提供有力的支持和保障。
自动化专业课程介绍自动化专业是应用于工业、制造、交通、航空航天等领域的一门学科,旨在培养具备自动控制系统设计、开发和运维能力的专业人才。
本文将详细介绍自动化专业的课程设置及其内容。
一、基础课程1. 高等数学:包括数列、极限、微分、积分等数学基础知识,为后续课程打下坚实的数学基础。
2. 线性代数:介绍向量空间、线性变换、特征值等概念,为后续的控制理论课程做准备。
3. 概率论与数理统计:学习概率、随机变量、统计推断等内容,为后续的控制系统建模与分析提供数学工具。
二、核心课程1. 控制理论:介绍控制系统的基本原理和方法,包括传递函数、稳定性分析、根轨迹法等,培养学生设计和分析控制系统的能力。
2. 电路分析:学习电路的基本理论和方法,包括电压、电流、电阻等的计算和分析,为后续的电气控制课程打下基础。
3. 信号与系统:介绍信号的表示与处理方法,包括连续时间信号与离散时间信号的分析与转换,为后续的数字控制系统提供理论支持。
4. 电气控制:学习电气控制系统的基本原理和设备,包括电机、传感器、执行器等,培养学生实际应用电气控制的能力。
5. 自动化仪表:介绍自动化系统中的传感器、仪表和数据采集方法,培养学生对自动化仪表的选择和应用能力。
三、拓展课程1. 工业自动化:学习工业自动化的基本概念和技术,包括PLC编程、工业机器人、自动化生产线等,培养学生在工业领域的应用能力。
2. 过程控制:介绍过程控制的基本原理和方法,包括PID控制、模型预测控制等,培养学生在化工、制药等领域的应用能力。
3. 智能控制:学习智能控制的基本概念和算法,包括神经网络、遗传算法等,培养学生在人工智能领域的应用能力。
4. 机器视觉:介绍机器视觉的原理和应用,包括图像处理、目标检测与识别等,培养学生在自动检测与识别领域的应用能力。
四、实践环节1. 实验课程:通过实验,学生可以巩固理论知识,学习实际操作和问题解决能力。
2. 实习实训:学生将在企业或研究机构进行实习实训,接触真实的自动化项目,提升实践能力和团队合作能力。
目录
目录
目录 (1)
第一章绪论 (2)
第二章课程设计内容与要求分析 (3)
2.1 课程设计内容 (3)
2.2 课程设计要求分析 (3)
2.3 组态软件上位机图 (4)
第三章设计原理及过程 (5)
3.1设计原理 (5)
3.2设计硬件的选择 (5)
3.3 MCGS组态软件的构成 (5)
3.4 PLC的I/O接线图 (6)
3.5 根据控制要求和I/O地址编制的控制梯形图 (7)
第四章软件调试 (9)
4.1 调试时应注意的事项 (9)
4.2 系统的规则 (9)
第五章学习心得 (10)
参考文献 (11)
第一章绪论
第一章绪论
为了提高产品质量,缩短生产周期,适应产品迅速更新换代的要求,产品生产正在向缩短周期,降低技术,提高生产质量等方向发展,在炼油、化工、只制药等行业中,多种液体混合是必不可少的工序,而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。
但由于这些行业中多为易燃易爆、有毒有腐蚀的介质,以致现场工作环境十分恶劣,不适合人工现场操作。
另外,生产要求系统要具有混合精确、控制可靠等特点,着也是人工操作和半自动化控制所难以实现的。
所以为了帮助相关的行业,特别是其中的中小型企业实现多种液体混合的自动控制,从而达到液体混合的目的,液体混合自动配料势必就是摆在我们眼前的一大课题。
借助实验室设备熟悉工业生产中PLC的应用,了解不同公司的可编控制器的型号和原理,熟悉其变程的方式,而多种液体混合装置的控制更常见于工业生产中,适合大中型饮料生产厂家,尤其见于化学华工中,便于学以致用。
计算机的出现给大规模工业自动化带来了曙光,1968年,美国最大的汽车制造厂商通用汽车公司提出了公开招标方案,设想将功能完备、灵活,通用的计算机技术与继电器便于使用的特点相结合,把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化,用面向过程、面向问题的“自然语言“编程,生产种新型的工业通用的控制器,使人们不必花费大量的经历惊醒计算机编程也呢能向继电器那样方便的使用。
这个方案首先得到到了美国数字设备的公司的积极响应,并中标。
该公司于1969年研制出了第一台符合招标要求的工业控制器,命名为编程逻辑控制器,简称PLC并在GM公司的汽车自动化装配线上实验获得了成功。
PLC一出现,由于它的自动化程度高、可靠性好、设计周期短、使用和维护简便等独特的优点,备受国内外工程技术人员和工业界厂商的极大关注,生产PLC的厂家云起。
随着大规模集成电路和微处理器在PLC中的应用,是PLC的功能不断得到增强,产品得到飞速发展。
采用基于PLC的控制系统来取代原来由单片机、继电器等机构成的控制系统,采用模块化结构,具有良好的可移植性和可维护性。
对提高企业生产和管理自动水平有很大的帮助,同时又提高了生产线的效率、使用寿命和质量,减少了企业产品质量的波动,因此具有广阔的市场前景,用PLC进行开关量控制的事例很多,在冶金、机械、纺织、轻工、铁路等行业几乎都需用它,如灯光照明,机床电控、食品加工、印刷机械、电梯、自动化仓库、液体混合自动配料系,生产流水线等方面的逻辑控制,都广泛应用PLC来取代传统的继电器控制。
本次设计将PLC用于多种液体混合设置的控制,对学习与实用是很好的结合。
第二章多种液体混合控制系统设计
2.1 方案设计
整个设计过是按思想工艺流程设计,为设备安装、运行和保护检修服务。
设计的编写按照国家关于电器自动化设计中的电器设备常用基本图形符号及其他相关标准和规范编写,设计原则主要包括:工作条件;工程尽量做到经济、合理、合用,减小设备成本。
在方案的选择,元气件的选择时更多的考虑新技术、新产品。
控制由人工控制到自动控制,有模拟控制到微机控制、使功能的实现由一到多而且更加趋于完善。
对于本课题来说,如果液体混合系统部分是一个较大规模的工业控制的改造升级,新控制装置需要根据企业设备和工艺现况来构成并需尽可能的利用旧系统中的元件。
对于人机交互式改造后系统和工艺的操作模式应尽量和改造利用的相类似,以边处理模拟量也需要处理大量的开关量,系统的可靠性要高,人机交互式界面友好应具备数据存储和分析汇总的能力。
要实现整个液体混合控制系统的设计,需要从怎样实现个电磁阀的开关及电动机启动的控制这个角度去考虑,现在就这个问题的如何实现以及选择怎样的方法来确定系统方案。
2.2 设计内容
某物料混合控制系统系统设备,有3个进料阀 Y1、Y2、Y3;出料阀Y4;变频器控制的搅拌机FM;加热器DH;3个液位器L1、L2、L3。
要求用MCGS组态软件、PLC、变频器进行整体设计。
系统工作过程:
1) 开始关Y4,打开Y1进液体A,当L3有输出时,关Y1。
2) 打开Y2,同时使搅拌机以转速1搅拌,当L2有输出时,关Y2。
3) 打开Y3,同时使搅拌机以转速2搅拌,当L1有输出时,关Y3。
4) 搅拌机以转速3搅拌,同时使加热器DH工作,延时10秒。
5) 搅拌机停止工作,继续加热10秒。
6) 停止加热,打开出料阀Y4,延时10秒,在打开Y4时,Y1、Y2、Y3不能打开。
2.3 组态软件上位机图
第三章设计原理及过程
3.1 设计原理
多种液体自动混合是工业中经常遇到的一个工艺流程。
它一般要求多种液体在不同时向容器中流入不同的量,所需要的液体都注入完毕,在搅拌一段时间使多种液体混合均匀。
液体向容器中流入的量可以采用液面传感器进行控制。
即当某种液体向容器中注入时,容器中的液面会不断的上升,当液面接触到液面传感器时,液面传感器会向PLC提供一个输入,PLC经过程序运算会产生一个使此种液体停止注入的输出。
混合液体可以用电动机的搅拌机进行搅拌混合。
搅拌一定时间使液体充分混合,PLC经过程序会产生一个使电动机停止搅拌的输出,然后PLC控制下到处混合液体。
完毕此操作周期后在,在没有按停止按钮的情况下,系统将继续执行循环操作,从而实现PLC对多种液体的自动混合控制的循环。
3.2 设计硬件的选择
3.3 MCGS组态软件的构成
MCGS组态软件有“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系统组成。
量部分互相独立,又紧密相关。
MCGS组态环境是生成用户应用系统的工作环境,由可执行的的程序McgSet.exe支持,其存放于MCGS目录的Program子目录中。
用户在MCGS组态环境中完成动画设计,设备连接,编制工程打印报表等全部组态工作后,生成扩展名为.mcg的工程文件,又称为组态结果数据库,其与mcgs运行环境一起,构成了用户应用系统,统称为“工程”。
MCGS运行环境是用户的运行环境,由可执行程序McgsRun.exe支持,其存放于MCGS目录中。
在运行环境中完成工程的控制工作。
MCGS工程有五部分组成即主控窗口,设备窗口,用户窗口,实时数据库和运行策略五部分。
3.4 PLC的I/O接线图
3.5 根据控制要求和I/O地址编制的控制梯形图
第四章软件调试
第四章软件调试
4.1调试时应注意的事项
(1)注意输入、输出信号线一定不要按错或接反,以免增加调试的工程。
(2)认真检查输入程序。
根据执行出现的错误逻辑现象,判断出错程序段,逐步缩小反范围,最后纠正错误、完成调试。
(3)位置发生错误时,关掉可编程序控制器的电源,将转盘位移到最下方,并将码盘位置,然后从新通电,将程序中位置技术器复位。
4.2 系统的规则
调试,对于一个项目的成败是关键的因素。
首先,必须深入了解系统所需要的功能,并调查可能的控制方法。
第五章学习心得
第五章学习心得
通过这次课程设计,我对PLC有了更深一层的了解,首先是对PLC的运用领域有了更清楚的认识。
也明白了理论与实践相结合的重要性。
虽然本次课程设计是要求自己独立完成,但是,彼此还是脱离不了集体的力量,遇到问题和同学互相讨论交流。
多和同学讨论。
我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题,这样,我们可以尽可能的统一思想,这样就不会使自己在做的过程中没有方向,并且这样也是为了方便最后设计和在一起。
讨论不仅是一些思想的问题,还可以深入的讨论一些技术上的问题,这样可以使自己的处理问题要快一些,少走弯路。
多改变自己设计的方法,在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法,这样可以方便自己解决问题。
我也对自己所学的知识有了更进一步的认识和了解,让自己对所学的专业及知识更加的感兴趣,同时对MCGS组态软件的功能和特点也有了认识。
MCGS是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件,具有功能完善,操作简便,可视性好,可维护性强的突出的特点。
通过此次课程设计对MCGS软件的学习,让我对以后的学习工作有更近一步的定位。
同时通过此次课程设计让我对PLC广泛的应用,也有了新的了解,更加有助于我以后的工作和学习,同时在这里也非常感谢老师和同学们对我此次课程设计的帮助,是我能顺利的完成此次课程设计,我也会更加的努力学好自己的专业课知识。
参考文献
参考文献
[1] 史国生主编. 电气控制与可编程控制器技术.北京:化学工业出版社.2004
[2] 马国华. 监控组态软件及其应用北京: 清华大学出版社. 2001 年8月
[3] 王建. 三菱变频器入门与典型应用北京:中国电力出版社. 2009 年3月
[4] 运动控制系统课程设计指导书.
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