基于PLC控制的绕线机系统的设计与检修.docx

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1、独立本科段毕业设计（论文毕业设计抡文基于P1C控制的绕线机系统的设计与检修助学院校：平顶山工业职业技术学院专业名称：机电设备管理河南理工大学高等教育自学考试学生姓名：指导教师：罗玉华河南理工大学高等教育自学考试2015年10月8日毕业设计论文）任务书助学院校平顶山工业职业技术学院年级专业13级机电设备管理学生姓名一、设计（论文）题目：基于P1C控制的绕线机系统的设计与检修二、设计（论文）任务与要求三、设计（论文时间：年月日至年月日指导教师罗玉华（签名河南理工大学自学考试中心盖章）毕业设计论文评定书助学院校年级专业学生姓名一、设计（论文题目：二、设计（论文）共页，附图张三、审阅意见及评语根据学院

2、教学管理的有关规定，同意不同意该生参加毕业辩论指导教师签名工作单位毕业设计论文）辩论委员会小组）决议助学院校年级专业学生姓名该生于年月日进行毕业设计（论文）辩论设计论文）题目：辩论委员会：主任委员组长）委员（成员）辩论学生向辩论委员会小组提交如下资料：设计论文说明书设计论文图纸指导教师评阅意见根据学生所提供的毕业设计论文材料和指导教师意见以及在辩论过程中学生答复以下问题的情况，毕业设计（论文辩论委员会（小组作出如下决议:一、毕业设计（论文的总评语二、毕业设计论文的总评成绩：毕业设计辩论委员会主席组长）（签名）委员（成员）（签名年月曰目录摘要6ABSTRACT6第一章课题概述711题目背景及目的

3、712国内外开展现状813论文的主要内容9第二章系统设计与说明92.1系统组成102. 2系统组成的硬件简介101. 2.1P1C可编程逻辑控制器)102. 2.2HMI人机界面)113. 2.3伺月艮系统(sevroSyStem)114. 2.4步进电机11第三章系统硬件选型及主要电路设计3. 1硬件选型123. 2系统主要电路设计12第四章软件设计133.1 主程序设计144. 2HMI功能设计15第5章P1C系统的程序调试及设备维护165. 1P1C系统的程序调试165.2步进电机的日常维护错误!未定义书签。5.2.1电机常见故障及处理195.2.2电机的保养及保护功能21结束语23致谢

4、24参考文献24摘要半定子绕线机主要效劳于塑封电机的生产，是塑封电机生产工艺中十分重要的一个环节，伴随着塑封电机生产技术的开展，半定子绕线机的机械硬件技术及控制技术也日趋完善，随着应用技术的提高及社会化大生产的要求，对半定子绕线机的品质要求也越来越高。本文设计了一种基于P1C+HMI+伺服+步进组成的半定子绕线机控制系统，从硬件和软件两方面阐述了此系统对半定子绕线机进行控制的设计方法。首先，本文介绍了半定子绕线技术的开展背景，半定子绕线的原理以及现在国内外的半定子绕线机控制系统的开展现状。其次，介绍了基于P1C+HMI+伺服+步进组成的半定子绕线机控制系的硬件设计。再次，介绍了该系统的软件设计

5、，包括HM1的画面组态。最后，进行了系统的仿真和测试。结果说明，该P1C+HMI+伺服+步进组成的控制系统能够对半定子绕线机进行各种控制，并能到达提高生产率的效果，因此该基于P1C+HMI+伺服+步进组成的控制系统设计到达了设计的要求。关键词：半定子绕线机，塑封电机，p1cabstractHa1fastatorwindingmachineservicesmain1yintheproductionofp1asticpackagemotor,isap1astic-sea1edmotorsareimportantintheproductionaspect,withthedeve1opmentofpr

6、oductiontechno1ogyofp1asticpackagemotor;ha1fastatorwindingmachineofmechanica1hardwaretechno1ogyandcontro1techno1ogybecomesmoreandmoreperfect,astechno1ogyimprovesandsocia1izedproductiondemands,increasing1yhighqua1ityrequirementsarestatorwindingmachineinha1f.DesignbasedonP1C+HMI+servos+stepconsistingo

7、fha1fastatorwindingmachinecontro1system,fromhardwareandsoftwareaspectsofthesystemdesignmethodofstatorwindingmachinecontro1inha1f.First,thispaperintroducesthedeve1opmentofsemi-statorwindingandstatorwindingprincip1eandnowha1fastatorwindingmachinecontro1systemdeve1opment.Second1y,itintroducestheP1C+HMI

8、+servo+stepconsistingofha1fastatorwindingmachinecontro1systemhardwaredesign.Oncemore,introducesthesoftwaredesign,inc1udingtheHMIscreenconfiguration.Fina11y,simu1ationandtestingofthesystem.Resu1tsshowthattheP1C+HMI+servo+stepcontro1systemconsistingofstatorwindingmachinecontro1inha1f,andcanachievethee

9、ffectofincreasedproductivity,sotheP1C+HMI+servo+step-basedcontro1systemconsistingofdesignmeetsthedesignrequirements.Keyword：Ha1fastatorwindingmachine,1aminationmachine,P1C第一章课题概述11题目背景及目的图1-1P1C绕线机图经过二十多年的开展，塑封电机如图1-1所示）生产工艺技术已经比拟成熟，其在家用电器中应用广泛，其最大优点是噪音低。塑封电机由塑封定子、轴、转子、轴承、端盖及热保护器、引出线、插座等组成。塑封电机的定子铁芯

10、系两个半圆铁芯拼合成一个整圆而制成。半圆型铁芯制成后用两个半圆形的绝缘护套分别从半圆型铁芯两端套上，然后再绕线，拼合，即可塑封。塑封时先把嵌好线圈的定子铁芯和引出线等装入注塑的金属模中，然后注塑成型。半圆型铁芯结构拼合方式有3种：日本东芝公司采用的焊接结构，两个半圆型铁芯绕完线后，采用氤弧焊焊接使两个半圆型铁芯形成整圆。注意须采用专用夹具以确保绕组不受损伤，以免引起匝间短路或击穿等。日本松下公司采用的分半铁芯扣合结构,就是扣合后注塑，使两个半圆成为一个整体。但要注意不能错位且塑料不得进入结合面处。日本草津电机株式会社采用压合结构，即在结合面上分别有相对应的凸凹部，把二者压合在一起，使之紧密配合

11、。要求冲片具有较高的加工精度，同时铁芯迭压精度要高。图1-2塑封电机实物图众所周知，电机的定子线圈的品质直接决定着电机的性能，所以对半定子绕线机性能的要求可谓日趋严格。半定子绕线机在机械工艺技术方面已经非常成熟的今天，其生产质量和效率主要取决于控制及执行机构系统，早期的半定子绕线机采用的所谓微机控制，实际就是单片机+液晶显示+直流无刷电机+步进电机架构如图1-3）控制，由于单片机的局限性和直流无刷电流机的精度等因素，此架构功能单一，控制精度低，配套功能有限，功能扩展不灵活，造成生产速度慢,成品合格率低，使生产效率大打折扣，并不能有效地满足产品的大规模生产以及绕线技术日益更新对绕线机系统升级的需

12、求。图1-3半定子绕线单机片机控制组成硬件实物图本课题即以上述半定子绕线技术控制问题为出发点，设计实现了基于P1C+触摸屏+伺服的控制架构，该系统在不增加控制本钱的前提下，不仅可以大大提高生产效率，而且控制系统稳定、功能扩展灵活；友好的人机界面，使用配方的编辑功能简单快捷，能够迅速转换生产不同产品的参数配置，更在绕线细节上支持在绕线过程中运动中根据线径和匝数更改排线的速度，使成品率大大提高。1.2 国内外开展现状塑封电机在八十年代初中期首先在美国研制成功并开展起来，随后在日本获得了广泛应用，特别是在家分体用空调行业。在日本生产塑封电机的有松下、三菱、芝浦、草津、日立等公司。伴随着塑封电机的高速

13、开展，其配套技术一一半定子绕线技术也日趋成熟，应用广泛。塑封电机在家用电器中应用较多，其最大优点是噪音低，因而它首先用在空调器上。在日本，分体式空调的室内风机已大多采用塑封电机，如松下分体式空调室内机轻载时噪声23分贝、运转时那么为34分贝。此外日本产的高档洗衣机为防潮及吸振减振也已开始采用塑封电机。松下在日本洗衣机行业中率先应用塑封电机，该塑封电机采用整体塑封结构在电机外部连轴承都无法见到。日本的同步电机和无刷直流电机也已开始采用塑封结构，如索尼公司1985年研制出塑封结构的HC型磁滞同步电机已用在盒式录像机上作主导轴电机。日立公司研制并投入生产的机电一体化的无刷直流塑封电机的本体和控制线路

14、被塑封成一个整体，可在200500rpm范围内无级变速，主要用在空调器、空气清洁器等产品上。美国生产的厨房用品上也较多采用塑封电机，如厨房垃圾粉碎机用的IOOW电机即为塑封结构等。我国研制塑封电机始于九十年代初，塑料封装技术在微电机中的应用曾被微特电机行业列为“八五期间重点推广应用工程。国内研制生产塑封电机的厂家多集中在沪、粤、苏、浙、闽等地。如宁波电器厂的YYS型全塑壳单相电容运转电机；上海日用电机厂的YYK-6-4DA型全塑壳单相电容运转异步电机，功率6W,噪声小于36分贝，用在分体壁挂式家用空调器上；浙江家用电机厂的YFN系列塑封电机也主要用在分体式空调上。塑封电机在我国的生产及应用目前

15、仍处于高速增长阶段，定子铁芯的塑封及绕组的绕线技术也得到了高速的开展，为近年来我国的塑封电机产能和品质的提高提供了有力技术支持；由于竞争剧烈，中国企业凭借着产品生产本钱优势，占据世界的半壁江山；目前国外厂家已几乎完全退出塑封电机产业的竞争，转由中国进口，同时，先进国家除了在高端产品应用的绕线技术外，用于一般大批量生产的定子绕线机技术几乎不再投入研发；纵观国内，却是另番景象，生产塑封电机的厂家众多，加上现在日本的同步电机和无刷直流电机也开始逐渐采用塑封结构，使得半定绕线机的市场前景广阔，为其控制技术提供极大的开展空间，这也是我们设计操作更简单、结构更合理、功能更强大、更经济的半定子绕线机控制系统推动力。1.3 论文的主要内容本设计在硬件选型方面选择了价格经济、技术成熟、功能强大、性能优越、扩展灵活的P1C为主要控制器，通过人机界面HMI）和伺服系统和步进系统的配合，在软件开发的过程中，尽可能的采用模块化的设计思想设计，以便于系统日后的维护、升级和操作。整个系统是有进行仿真的。第二章介绍了系统的硬件设计，包括系统的控制器、主要执行部件伺服及步进），界面显示HMI）方面等的器件选择和电路原理图。第三章介绍了系统硬件选型和主要电路设计，