专利名称：基于plc运动控制系统的开发模拟平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于PLC运动控制系统的开发模拟平台，属于自动控制技术领域。
背景技术：
在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制是按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。可编程控制器简称为PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。PLC控制运动系统是数控化工业生产的关键组成部分，研究PLC控制运动系统可进一步提高其在工业生产中的应用。PLC，作为简单化了的计算机，功能完备、灵活、通用、控制系统简单易懂、价格便宜、可现场修改程序、体积小、硬件维护方便、价格便宜等优点。在全世界广泛应用，为生产生活带来巨大效益方便。因此，通过研究PLC来控制运动，即可实现精确定位控制，又能降低控制成本，还有利于维护。但是，目前在工业控制系统的开发和调试过程中，通常需要等到项目的所有关键元器件采购完成后，才能进行PLC的程序、触摸屏程序等程序的测试，增加了项目管理的难度，提高了工业控制系统开发的成本，在项目初期的开发调试过程中，因为要涉及到大量的开关逻辑、电机控制、传感器信号，如果依靠传统的方法进行临时搭建模拟开发平台会增加项目开发周期，而且在项目投入实际运行之后，如果需要更改相关程序，又需要到现场进行调试，无法先模拟调试成功后，再进行实际现场程序的检验，还有通过软件修改系统软件输入输出信号的方法，对于简单的逻辑控制可以完成，但是当进行电机控制、编码器信号采集、一次元、二次元、三次元和多轴同步控制等项目开发时，无法通过软件模拟程序完成，因此，当前需要一种PLC的三轴伺服运动控制系统的开发模拟平台，来缩短程序开发的周期，进行程序的前期逻辑和功能验证，以保证产品开发质量。
实用新型内容为了解决现有的PLC工业控制系统的开发和调试过程中出现的不便，本实用新型的基于PLC运动控制系统的开发模拟平台，提供工业运动控制程序所需的多种被控对象和各种传感器信号，便于PLC工业运动控制系统的开发和调试，有利于缩短程序开发周期，进行程序的前期逻辑和功能验证，保证产品开发质量。本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的基于PLC运动控制系统的开发模拟平台，开发模拟平台安装在可移动的支架型平台上，包括PLC控制器、触摸屏、增量式电机编码器、若干个按钮开关、若干个中间继电器、三个交流伺服电机驱动器，所述触摸屏通过串口通信电缆与PLC控制器相连接，所述增量式电机编码器、若干个按钮开关、若干个中间继电器、三个交流伺服电机驱动器分别通过控制电缆与PLC控制器相连接，各中间继电器还与指示灯相连接，增量式电机编码器分别与编码器分度盘、交流伺服电机驱动器相连接，各交流伺服电机驱动器对应连接有交流永磁电机，各交流永磁电机的输出轴还分别与电机分度盘进行连接。[0006]前述的基于PLC运动控制系统的开发模拟平台，其中，还包括分别与PLC控制器相连接的电气保护路和开关电路。前述的基于PLC运动控制系统的开发模拟平台，其中，所述按钮开关的数量为36个。前述的基于PLC运动控制系统的开发模拟平台，其中，所述按钮开关为带自锁功能的按钮开关。前述的基于PLC运动控制系统的开发模拟平台，其中，所述中间继电器的数量为18个。前述的基于PLC运动控制系统的开发模拟平台，其中，所述指示灯的工作电压为24V。前述的基于PLC运动控制系统的开发模拟平台，其中，所述编码器分度盘和电机分度盘均为转盘装置，转盘装置上标有转盘的角度信息，并通过指示箭头，显示当前交流永磁电机或者增量式电机编码器所转动过的角度。借由上述技术方案，本实用新型基于PLC运动控制系统的开发模拟平台至少具有下列优点:本实用新型的基于PLC运动控制系统的开发模拟平台，提供工业运动控制程序所需的多种被控对象和各种传感器信号，便于PLC工业运动控制系统的开发和调试,有利于缩短程序开发周期，进行程序的前期逻辑和功能验证，保证产品开发质量，具有以下功能:(I)本发明的开发模拟平台解决了工业运动控制系统调试过程中，缺少必要的开发平台，提高了产品的质量，缩短了项目开发周期和开发人员的调试时间；(2)本发明的开发模拟平台外设配置齐全，性能稳定，精度高，并且抗干扰能力强，结构紧凑，成本低廉，器件之间相互独立运行互不干扰；(3)本发明的开发模拟平台不仅适用于工业运动控制项目开发公司的研发使用，同时也可作为高等学校机电一体化，电气自动化等专业的生产实习、课程设计和实验研究所用，包括交流伺服控制、PLC编程、触摸屏控制、编码器控制，都有很好的使用价值；(4)本发明的开发模拟平台能够完成一次元、二次元、三次元、Y轴并联二次元和电子齿轮同步功能，满足工业运动控制系统的开发。综上所述，本实用新型特殊结构的基于PLC运动控制系统的开发模拟平台，其具有上述诸多的优点及实用价值，从而更加适于实用。上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
图1是本实用新型的基于PLC运动控制系统的开发模拟平台的系统框图。图2是本实用新型的基于PLC运动控制系统的开发模拟平台的接线图。图3是本实用新型的基于PLC运动控制系统的开发模拟平台的俯视图。图4是本实用新型的开关量安装板的结构图。图5是本实用新型的电机安装板的结构图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，
以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型的具体实施方式
详细说明如后。如图1及图2所示，本实用新型的基于PLC运动控制系统的开发模拟平台，开发模拟平台安装在可移动的支架型平台上，方便移动，包括PLC控制器(选取)、触摸屏、增量式电机编码器、若干个按钮开关、若干个中间继电器、三个交流伺服电机驱动器，所述触摸屏通过串口通信电缆与PLC控制器相连接，所述增量式电机编码器、若干个按钮开关、若干个中间继电器、三个交流伺服电机驱动器分别通过控制电缆与PLC控制器相连接，增量式电机编码器与编码器分度盘、交流伺服电机驱动器相连接，各交流伺服电机驱动器对应连接有交流永磁电机，各交流永磁电机的输出轴还分别与电机分度盘进行连接，还包括分别与PLC控制器相连接的电气保护路和开关电路，电气保护路和开关电路能够提供开发模拟平台的稳定性，抗干扰性。所述触摸屏的开发环境为MCGS (监视与控制通用系统)开发软件，通过对主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库、运行策略的组态编程，可以实现工业运行控制系统中的数据和流程的可视化，触摸屏通过RS-422串口通信线与PLC控制器进行数据交换，实现人机交互功能，将外部信号的动作状态以动画的形式显示，又可以接收操作人员的指令，通过PLC控制器的外部设备的动作；所述按钮开关的数量为36个，均为带自锁功能的按钮开关，用来模拟限位开关等传感器的信号；所述中间继电器的数量为18个，每个中间继电器还与指示灯相连接，指示灯的工作电压为24V，指示灯用于指示中间继电器的吸合动作，从而模拟气缸电磁阀的动作；所述编码器分度盘和电机分度盘均为转盘装置，转盘装置上标有转盘的角度信息，并通过指示箭头，显示当前交流永磁电机或者增量式电机编码器所转动过的角度。
·[0031]如图3、图4及图5所示，本实用新型的开发模拟平台还包括用于开启开发模拟平台的钥匙按钮1、用于紧急断电的急停按钮2、电源指示灯3、安装触摸屏的触摸屏安装板4、安装按钮开关和指示灯的在开关量安装板5，安装三个交流永磁电机的电机安装板6，三个交流永磁电机并排等间隔安装在电机安装板6上。本实用新型的PLC控制器采用三菱公司的FX3U-80M，该控制器内部主体脉冲输出功能增加到三个，分别为Y0、Yl、Y2，频率为ΙΟΟΚΗζ，且在使用脉冲输出指令或定位指令时，FX3U-80M的Y0、YU Y2可以同时有输出，通过Y0、YU Y2输出PWM的输出信号，控制三个交流伺服电机驱动器，从而驱动伺服电机按照指定的运动方式运动，FX3U-80M除之前的FX系列的定位指令ABS/ZRN/PLSV/DRVI/DRVA等指令外，还增加了 DSZR (带DOG搜索的原点回归)，DVIT (中断定位)，TBL (表格定位)，因此，可以控制交流伺服电机实现一次元运动控制、二次元运动控制、三次元运动控制、二次元Y轴并联运动控制等多种运动控制程序的调试和开发。本实用新型的工作原理具体如下，通过交流伺服电机所带的分度盘，又可以及时的观察电机转动的角度位置是否满足程序设计要求；通过增量式电机编码器自身所带的分度盘，能够精确的控制编码器转动的角度，因而PLC可以通过获得编码器的转动角度和位置信息；通过PLC控制器进而控制单轴伺服电机、两轴伺服电机或三轴伺服电机进行同步电机转动控制程序的调试和开发；通过自锁功能的按钮开关模拟位置传感器和限位开关的输入状态，从而为程序的逻辑控制提供模拟信号；气缸运动控制使用的电磁阀为24V开关量控制，因此本案通过中间继电器和指示灯来模拟气缸的运动状态，因而为程序的逻辑控制提供了直观而有效的信号显示。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.基于PLC运动控制系统的开发模拟平台，其特征在于:开发模拟平台安装在可移动的支架 型平台上，包括PLC控制器、触摸屏、增量式电机编码器、若干个按钮开关、若干个中间继电器、三个交流伺服电机驱动器，所述触摸屏通过串口通信电缆与PLC控制器相连接，所述增量式电机编码器、若干个按钮开关、若干个中间继电器、三个交流伺服电机驱动器分别通过控制电缆与PLC控制器相连接，各中间继电器还与指示灯相连接，增量式电机编码器分别与编码器分度盘、交流伺服电机驱动器相连接，各交流伺服电机驱动器对应连接有交流永磁电机，各交流永磁电机的输出轴还分别与电机分度盘进行连接。
2.根据权利要求1所述的基于PLC运动控制系统的开发模拟平台，其特征在于:还包括分别与PLC控制器相连接的电气保护路和开关电路。
3.根据权利要求1所述的基于PLC运动控制系统的开发模拟平台，其特征在于:所述按钮开关的数量为36个。
4.根据权利要求1所述的基于PLC运动控制系统的开发模拟平台，其特征在于:所述按钮开关为带自锁功能的按钮开关。
5.根据权利要求1所述的基于PLC运动控制系统的开发模拟平台，其特征在于:所述中间继电器的数量为18个。
6.根据权利要求1所述的基于PLC运动控制系统的开发模拟平台，其特征在于:所述指示灯的工作电压为24V。
7.根据权利要求1所述的基于PLC运动控制系统的开发模拟平台，其特征在于:所述编码器分度盘和电机分度盘均为转盘装置，转盘装置上标有转盘的角度信息，并通过指示箭头，显示当前交流永磁电机或者增量式电机编码器所转动过的角度。
专利摘要本实用新型公开了一种基于PLC运动控制系统的开发模拟平台，包括PLC控制器、触摸屏、增量式电机编码器、若干个按钮开关、若干个中间继电器、三个交流伺服电机驱动器，触摸屏通过串口通信电缆与PLC控制器相连接，增量式电机编码器、若干个按钮开关、若干个中间继电器、三个交流伺服电机驱动器分别通过控制电缆与PLC控制器相连接，各中间继电器还与指示灯相连接，增量式电机编码器分别与分度盘、交流伺服电机驱动器相连接，各交流伺服电机驱动器对应连接有交流永磁电机，各交流永磁电机的输出轴还分别与分度盘进行连接。本实用新型便于模拟PLC工业运动控制系统的开发和调试，缩短开发周期，有效的保证产品开发质量。
文档编号G05B19/05GK203164674SQ20132018464
公开日2013年8月28日 申请日期2013年4月12日 优先权日2013年4月12日
发明者张志胜, 伍春生, 黄其林, 朱建方 申请人:江苏浩峰汽车附件有限公司