论文总字数：23667字

摘 要

回转支承为一类大型轴承，它可以承受综合载荷，即表明回转支承不但能经受的住大的轴向载荷，也能经受的住大的径向载荷与倾覆力矩。它是近60年，在世界范围内，随着机械工业的快速发展而渐渐发展起来的机器部件。回转支承在工业生产中有了越来越普遍的应用，为了提高了工作效率，对回转支承的控制优化尤为重要。2000年以后，基于科学技术的智能化运动控制系统，将渐渐代替以往人们所常使用的运动控制系统。伴随自动化运动控制设备的不断地应用在各个行业，它改变着机械行业的工作方式，提高工作效率。回转支承是工程机械、风力发电机等需要相对回转运动的大型装备的关键部件，其典型特点是惯量大，而回转支承的控制系统是其稳定可靠运行的关键。

运动类部件、执行类机构、传动型机构、驱动控制器等是作为传统的控制系统的必备构建部分，而且控制器会发出系统的所需要的运动指令，所以，控制器才是系统的中心所在。本课题的目标以机电一体化设计、电气控制与PLC、电工电子技术等课程知识为基础，设计回转支承运动控制电气系统，其基于伺服电机而运转。用软件绘制PLC、伺服控制器与编码器间的连线，用软件编绘PLC对伺服电机速度控制的程序。

关键词：回转支承 速度控制 伺服控制系统 PLC

Abstract

The rotary support is a kind of large bearing, which can bear the combined load, which indicates that the rotary bearing can not only withstand the large axial load, but also can withstand large radial load and overturning moment.Slewing bearing is a new type of machine parts which with the development of mechanical industry and gradually developed in the past 60 years around the world.In the 21st century will be a new era of the development of high and new technology which contain of globalization of the computer technology, communication technology, optic-mechanical integration, manufacturing mode and other technology . The application of automation control equipment constantly deep into various industries, also change the way the industry work, improve the work efficiency.Slewing bearing is engineering machinery, such as wind turbines need relative rotary movement of the key components of large equipment, are typically large inertia, control system is the key to its stable and reliable operation.

Typical motion control system is mainly composed of the moving parts, transmission mechanism, actuators, drives and motion controller, the system of sports instruction motion is given by the controller.The goal of this project such as mechanical principles, theoretical mechanics curriculum knowledge as the foundation, a dynamic model of rotary bearing mechanical motion system; In mechanical design, electrical and electronic technology, electrical control and PLC curriculum knowledge based design of rotary bearing electric motor control system based on servo motor.Made software PLC, servo controller and the attachment between the encoder and draw PLC software programming of the servo motor speed control procedures.

Keywords: slewing bearing,speed control,servo control system,Programmable Logic Controller

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 课题研究的背景和意义 1

1.2 国内外的回转支承外研究现状 1

1.3 运动控制电气系统的建立 2

1.4 研究技术和科学方法 4

1.5论文的主要结构 5

第二章 电气系统总体方案确定 6

2.1 电气控制系统的分类 6

2.2 运动控制系统的比较 6

2.3 回转支承运动控制系统总体方案确定 8

2.4本章小结 11

第三章 电气系统硬件设计 12

3.1 PLC的选用 12

3.1.1 PLC的结构与工作原理 12

3.1.2 PLC机型的选用 13

3.2 接触器、熔断器的选用 15

3.3伺服驱动器及电机的的选用 17

3.3.2 伺服放大器控制回路： 18

3.3.3伺服电机 19

3.3.4伺服系统控制电机主要特点 20

3.3.4 编码器种类与结构： 20

3.4系统整体模型 21

3.4.1 系统模型 21

3.4.2 主电路图 21

3.4.3 电气分布图 22

3.5 本章小结 22

第四章 电气系统软件设计 23

4.1 GX Works2 软件要求与安装 23

4.1.1 系统配置要求 23

4.1.2 GX works2软件 23

4.2 PLC程序的规则 23

4.3 GX works2 新建工程 24

4.4 程序分析 25

4.5 程序实现 25

4.5.1 I/O地址分配 25

4.5.2 顺序功能图 26

4.5.3 程序梯形图 27

4.6 本章小结 29

第五章 总结与展望 30

5.1 总结 30

5.2 展望 30

致谢 32

参考文献 33

第一章 引言

1.1 课题研究的背景和意义

回转支承，也常常被称为转盘支撑，为一类基础元常用于传力，它的两个组成成分能在承载径向负载，轴向负载和倾覆力矩的同时，也能相互间回转 ^[1]。随着回转支承越来越普遍的应用在机械工业生产中，保证系统工作效率，优化对回转支承的控制已是重中之重。2000年以来，计算机技术、电子通信技术、光机电一体化等新技术的发展迅猛。基于科学技术的智能化控制系统，将渐渐代替以往传统的机械运动控制系统，并渐渐作为了机械控制的砥柱。许多行业正普遍的使用于自动化的智能运动控制设备，它已然转换了机械行业的传统工作方式，提高了行业内的工作效率。回转支承是工程机械、风力发电机等需要相对回转运动的大型装备的关键部件，典型特点是惯量大，控制系统是其稳定可靠运行的关键。

图1.1 回转支承示意图

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