Điều khiển pid tay máy

MỤC LỤC Phần 1: LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 4 I. Giới thiệu về động cơ điện một chiều 4 1. Cấu tạo 4 2. Nguyên lý hoạt động 4 3. Phân loại 4 4. Phương trình cơ bản của động cơ điện 1 chiều 5 5. Encoder 5 6. Động cơ được sử dụng trong mô hình 6 II. Giới thiệu về Xy-lanh, Van khí nén: 7 1. Xy lanh 7 1.1 Loại một chiều 7 1.2 Loại hai chiều 7 2. Các loại valse khí 8 2.1. Valse (3/2) 3 cửa, 2 vị trí (loại 1 cuộn dây) 8 2.2. Valse (3/2) 3 cửa, 2 vị trí (loại 2 cuộn dây) 9 3. Truyền động bánh răng 9 III. Giới thiệu PLC S7-200 11 1. Sơ đồ khối cấu tạo của PLC 12 2. Ứng dụng xuất xung tốc độ cao 12 2.1. Điều rộng xung 50% (PTO) 13 2.2 Điều rộng xung theo tỉ lệ (PWM) 13 3. Đọc xung tốc độ cao (High Speed Counter - HSC) 14 4. Bộ điều khiển PID 21 IV. Giới thiệu WinCC (Windows Control Center) 27 1. Cài đặt Driver kết nối PLC 27 2.1 Biến nội 28 2.2. Biến ngoại: Sử dụng PC Access 29 1. Tạo và soạn thảo một giao diện người dùng 31 2. Cài đặt thông số cho WinCC Runtime 32 3. Lâp trình C cho WinCC 33 5.1. Một số lệnh thường dùng trong chương trình 35 5.2. Các hàm điều khiển thường dùng 36 6. Hiển thị các giá trị quá trình và vẽ đồ thị trong WinCC 38 6.1. Mở Tag Logging 38 6.2. Cấu hình bộ định thời (Timer) 38 6.3. Tạo vùng lưu trữ (Archive) 38 6.4. Tạo bảng biểu(Table) 39 6.5. Tạo bảng đồ thị 41 8.6. Thiết lập thuộc tính chạy thực (Runtime) 41 Phần 2: THỰC HIỆN ĐỒ ÁN 43 I. Mục đích – yêu cầu của đề tài 43 1. Mục đích 43 2. Yêu cầu 43 II. Phân tích – thi công – thiết kế và điều khiển 43 1. Phân tích 43 2. Tính toán thiết kế - thi công mạch 43 2.1 Thiết kế 43 2.2 Thi công 44 2.2.1 Trình tự thi công 44 2.2.2 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ mạch in 44 2.2.3. Số xung Encoder 47 1. Khâu 2 49 2. Khâu 3 (tay kẹp) 51 3. Tay kẹp quay trái, phải 51 III. Giao tiếp 53 1. Định nghĩa các vùng nhớ 53 2. Kết nối với PLC 54 2.1. Kết nối với ngõ ra 54 2.2. Kết nối với đầu vào 55 IV. Khảo sát đáp ứng của bộ điều khiển PID 56 V. Lưu đồ giải thuật chương trình 57 1. Lưu đồ giải thuật chương trình điều khiển động cơ 58 2. Lưu đồ giải thuật chương trình con High Speed Counter 60 3. Lưu đồ giải thuật chương trình con PWM (điều xung) 60 4. Giải thuật chương trình xung sang góc 61 5. Giải thuật chương trình góc sang xung 61 6. Lưu đồ giải thuật chương trình cài đặt thông số PID 62 7. Lưu đồ giải thuật chương trình con PID 62 8. Lưu đồ giải thuật chương trình ngắt 63 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC 66 1. Sơ đồ mạch in 66 2. Giao diện Màn hình giao tiếp 68 3. Code chương trình Step 7 Micro Win. 69 4. Code chương trình WinCC 77