基于PLC的两轴云台控制系统的设计与实现

摘要

云台是一种光机电一体化设备，不仅仅指用来运载摄像头等仪器的设备，还可以指两电机按照水平方向和俯仰方向旋转而组成的安装平台。云台作为一种高精密设备应用十分广泛。
　　目前，很多云台控制系统采用的是PC机+运动控制卡的控制系统，缺乏兼容性和通用性，随着工业环境多样性的要求越来越高，越来越难满足需求。
　　本文研究设计了一种基于PLC控制器的两轴云台控制系统，采用集成运动控制功能的PLC主机，无需另外加上第三方的驱动软件，大大缩短开发工期与成本，应用前景广泛。根据本文将两轴云台应用于太阳光伏发电系统的功能要求，设计了两轴云台的机械结构，以及采用伺服控制器、伺服电机、太阳能电池板、太阳能控制器和PLC控制器的控制驱动一体化太阳能光伏发电系统总体实现方案。论文的主要内容包括:
　　第一根据课题的需要，给出了两轴云台的机械结构设计的整体方案，其中详细介绍了云台的关键部分的设计。
　　第二介绍了控制系统硬件设计的总体方案，详细分析了硬件电路中的各个模块及具体选型，并且设计整个控制系统的布局及电气设计。
　　第三介绍了两轴云台控制系统软件实现的总体方案和具体方法，详细分析了运动控制程序的设计思想及实现方法，而且详细阐述了上位机监控系统的软件设计。
　　第四根据设计要求，对两轴云台控制系统进行了相关的硬件测试和软件测试。试验验证了两轴云台控制系统运动平稳，满足设计要求。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题的研究背景和意义

1．2 两轴云台的研究现状和发展水平

1．3 论文的工作及总结

第二章 两轴云台机械结构设计

2．1 两轴云台结构类型

2．2 两轴云台结构的设计

2．3 机械驱动结构的设计

2．4 本章小结

第三章 控制系统硬件设计

3．1 控制系统总体结构设计

3．2 设备选型

3．3 硬件电路设计

3．4 系统面板布局设计

3．5 系统硬件I／O分配

3．6 本章小结

第四章 控制系统软件设计

4．1 系统的总体控制流程图

4．2 运动控制程序设计

4．3 通信程序设计

4．4 本章小结

第五章 监控界面的实现

5．1 台达PLC人机界面的概述

5．2 正常运行模式的实现

5．3 系统维护模式的实现

5．4 报警模式的实现

5．5 本章小结

第六章 基于两轴云台控制系统的智能追日系统设计与调试

6．1 太阳能追日控制方式的选择

6．2 运动控制程序设计

6．3 综合调试

6．4 系统运行评价

6．5 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

参考文献

致谢

附录