PLC控制伺服定位原理以及程序
PLC的定義
PLC主要是指數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)的可編程邏輯控制器，用于控制機(jī)械的生產(chǎn)過程。PLC的特點(diǎn)是性能穩(wěn)定可靠，一般由大公司如三菱，LG、臺(tái)達(dá)、西門子等生產(chǎn)制造，質(zhì)量可靠，使用壽命長(zhǎng)，其次PLC的擴(kuò)展性好，一般可通過簡(jiǎn)單方法實(shí)現(xiàn)多種專業(yè)的功能，如AD／DA功能，波形輸出功能，PID模糊控制功能等。PLC可采用代碼編程或者梯形圖編程，邏輯清楚，編程簡(jiǎn)單，適合于初學(xué)者學(xué)習(xí)和使用，因此用途廣泛。目前PLC已經(jīng)在世界各地的重要控制系統(tǒng)中發(fā)揮了重要的作用。大到航天航海，小到普通家用電器，都有它的身影，特別是制造工廠，更是得到了大量的使用。
伺服電機(jī)定義
伺服電機(jī)主要靠脈沖來定位，基本上可以這樣理解，伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移，因?yàn)椋欧姍C(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來，系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時(shí)又收了多少脈沖回來，這樣，就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)精確的定位，可以達(dá)到0.001mm。伺服電機(jī)在要求精密控制的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用，他的閉環(huán)控制功能，是步進(jìn)電機(jī)無法比擬的。在一些場(chǎng)合，由于步進(jìn)電機(jī)沒有反饋，因此當(dāng)步進(jìn)電機(jī)卡死或打滑會(huì)出現(xiàn)丟步的情況，從而大大影響設(shè)備使用精度，因此步進(jìn)電機(jī)一般用于純粹的轉(zhuǎn)動(dòng)過程，或者用于對(duì)精度要求不高的使用場(chǎng)合。
如何采用PLC控制伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)
文中采用了LG品牌PLC，伺服電機(jī)采用英邁克的伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器。
①PLC引腳說明。
PLC引腳P00為電機(jī)運(yùn)行啟動(dòng)信號(hào)；PLC引腳P40屬于LG PLC的專用高速脈沖通道，用于控制伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。P41屬于LG PLC專用方向脈沖通道；P屬于高速脈沖通道的專用高電平端，當(dāng)高速脈沖通道為低電平時(shí)，電流從P流向高速脈沖通道，從而伺服電機(jī)收到高速脈沖，并執(zhí)行相關(guān)控制，如轉(zhuǎn)動(dòng)和換向。P04和P05屬于LG PLC的專用原點(diǎn)定位信號(hào)，P04為減速信號(hào)，P05為到位信號(hào)。
原點(diǎn)定位原理如下：原點(diǎn)是為位置控制中的基準(zhǔn)點(diǎn)，當(dāng)原點(diǎn)位置設(shè)置好了后，后面的位置控制才有意義，因此在定位脈沖發(fā)送前必須進(jìn)行原點(diǎn)控制。當(dāng)發(fā)送原點(diǎn)定位POSORG命令后，電機(jī)開始按參數(shù)設(shè)定的速度加速，然后勻速直到P04光電被感應(yīng)，然后以一個(gè)比較低的速度繼續(xù)運(yùn)行，直到P05光電也被感應(yīng)，此時(shí)原點(diǎn)位置被自動(dòng)記錄在PLC中，以后的位置控制指令，都由這個(gè)原點(diǎn)坐標(biāo)作為參考。
②電機(jī)驅(qū)動(dòng)器引腳說明。
伺服使能：該引腳為24＋高電平時(shí)，伺服電機(jī)進(jìn)人工作狀態(tài)，否則處于參數(shù)設(shè)置狀態(tài)。
DCl2-24：該引腳需要和PLC的24-連接，獲取相同的低電位。
PURSE32：該引腳為位置脈沖發(fā)送的高電位，直接通過一個(gè)2K電阻連接到PLC的P端
PURSE31：該引腳接受PLC的P40發(fā)出的位置信號(hào)低電平，作為控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的位置信號(hào)。
PURSE34：該引腳為方向脈沖發(fā)送的高電位，直接通過一個(gè)2K電阻連接到PLC的P端
PURSE33：該引腳接受PLC的P40發(fā)出的位置信號(hào)低電平，作為控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的方向信號(hào)。
CZ信號(hào)：可作為運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù)的反饋信號(hào)，電機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，該通道會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖。
③電機(jī)引腳說明。
由于電機(jī)直接于伺服有相關(guān)配套的連接，無須知道接線過程，因此不具體說明。
2、PLC控制伺服電機(jī)流程
第一步：原點(diǎn)定位，發(fā)送POSORG命令。
第二步：位置運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)送POSDST命令，控制電機(jī)每次轉(zhuǎn)動(dòng)制定的角距。
3、PLC梯形圖
PLC梯形圖如圖2所示。當(dāng)PO開關(guān)閉合時(shí)，開始執(zhí)行原點(diǎn)定位命令，此時(shí)電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，直到P04光電被感應(yīng)，此時(shí)電機(jī)減速，當(dāng)p05光電被感應(yīng)時(shí)，此時(shí)電機(jī)原點(diǎn)定位結(jié)束，并產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)志位F0283，并執(zhí)行D M001命令，該命令將在只在本段程序內(nèi)產(chǎn)生一次t0001閉合信號(hào)，因?yàn)樵c(diǎn)結(jié)束標(biāo)志F283會(huì)一直存在，為避免頻繁發(fā)送定位命令，因此這里用了D M001命令，此時(shí)電機(jī)定位開始執(zhí)行，posds／表示從當(dāng)前位置開始向后按制定的速度運(yùn)轉(zhuǎn)制定的角度。
PLC主要是指數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)的可編程邏輯控制器，用于控制機(jī)械的生產(chǎn)過程。PLC的特點(diǎn)是性能穩(wěn)定可靠，一般由大公司如三菱，LG、臺(tái)達(dá)、西門子等生產(chǎn)制造，質(zhì)量可靠，使用壽命長(zhǎng)，其次PLC的擴(kuò)展性好，一般可通過簡(jiǎn)單方法實(shí)現(xiàn)多種專業(yè)的功能，如AD／DA功能，波形輸出功能，PID模糊控制功能等。PLC可采用代碼編程或者梯形圖編程，邏輯清楚，編程簡(jiǎn)單，適合于初學(xué)者學(xué)習(xí)和使用，因此用途廣泛。目前PLC已經(jīng)在世界各地的重要控制系統(tǒng)中發(fā)揮了重要的作用。大到航天航海，小到普通家用電器，都有它的身影，特別是制造工廠，更是得到了大量的使用。
伺服電機(jī)定義
伺服電機(jī)主要靠脈沖來定位，基本上可以這樣理解，伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移，因?yàn)椋欧姍C(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來，系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時(shí)又收了多少脈沖回來，這樣，就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)精確的定位，可以達(dá)到0.001mm。伺服電機(jī)在要求精密控制的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用，他的閉環(huán)控制功能，是步進(jìn)電機(jī)無法比擬的。在一些場(chǎng)合，由于步進(jìn)電機(jī)沒有反饋，因此當(dāng)步進(jìn)電機(jī)卡死或打滑會(huì)出現(xiàn)丟步的情況，從而大大影響設(shè)備使用精度，因此步進(jìn)電機(jī)一般用于純粹的轉(zhuǎn)動(dòng)過程，或者用于對(duì)精度要求不高的使用場(chǎng)合。
如何采用PLC控制伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)
文中采用了LG品牌PLC，伺服電機(jī)采用英邁克的伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器。
①PLC引腳說明。
PLC引腳P00為電機(jī)運(yùn)行啟動(dòng)信號(hào)；PLC引腳P40屬于LG PLC的專用高速脈沖通道，用于控制伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。P41屬于LG PLC專用方向脈沖通道；P屬于高速脈沖通道的專用高電平端，當(dāng)高速脈沖通道為低電平時(shí)，電流從P流向高速脈沖通道，從而伺服電機(jī)收到高速脈沖，并執(zhí)行相關(guān)控制，如轉(zhuǎn)動(dòng)和換向。P04和P05屬于LG PLC的專用原點(diǎn)定位信號(hào)，P04為減速信號(hào)，P05為到位信號(hào)。
原點(diǎn)定位原理如下：原點(diǎn)是為位置控制中的基準(zhǔn)點(diǎn)，當(dāng)原點(diǎn)位置設(shè)置好了后，后面的位置控制才有意義，因此在定位脈沖發(fā)送前必須進(jìn)行原點(diǎn)控制。當(dāng)發(fā)送原點(diǎn)定位POSORG命令后，電機(jī)開始按參數(shù)設(shè)定的速度加速，然后勻速直到P04光電被感應(yīng)，然后以一個(gè)比較低的速度繼續(xù)運(yùn)行，直到P05光電也被感應(yīng)，此時(shí)原點(diǎn)位置被自動(dòng)記錄在PLC中，以后的位置控制指令，都由這個(gè)原點(diǎn)坐標(biāo)作為參考。
②電機(jī)驅(qū)動(dòng)器引腳說明。
伺服使能：該引腳為24＋高電平時(shí)，伺服電機(jī)進(jìn)人工作狀態(tài)，否則處于參數(shù)設(shè)置狀態(tài)。
DCl2-24：該引腳需要和PLC的24-連接，獲取相同的低電位。
PURSE32：該引腳為位置脈沖發(fā)送的高電位，直接通過一個(gè)2K電阻連接到PLC的P端
PURSE31：該引腳接受PLC的P40發(fā)出的位置信號(hào)低電平，作為控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的位置信號(hào)。
PURSE34：該引腳為方向脈沖發(fā)送的高電位，直接通過一個(gè)2K電阻連接到PLC的P端
PURSE33：該引腳接受PLC的P40發(fā)出的位置信號(hào)低電平，作為控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的方向信號(hào)。
CZ信號(hào)：可作為運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù)的反饋信號(hào)，電機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，該通道會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖。
③電機(jī)引腳說明。
由于電機(jī)直接于伺服有相關(guān)配套的連接，無須知道接線過程，因此不具體說明。
2、PLC控制伺服電機(jī)流程
第一步：原點(diǎn)定位，發(fā)送POSORG命令。
第二步：位置運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)送POSDST命令，控制電機(jī)每次轉(zhuǎn)動(dòng)制定的角距。
3、PLC梯形圖
PLC梯形圖如圖2所示。當(dāng)PO開關(guān)閉合時(shí)，開始執(zhí)行原點(diǎn)定位命令，此時(shí)電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，直到P04光電被感應(yīng)，此時(shí)電機(jī)減速，當(dāng)p05光電被感應(yīng)時(shí)，此時(shí)電機(jī)原點(diǎn)定位結(jié)束，并產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)志位F0283，并執(zhí)行D M001命令，該命令將在只在本段程序內(nèi)產(chǎn)生一次t0001閉合信號(hào)，因?yàn)樵c(diǎn)結(jié)束標(biāo)志F283會(huì)一直存在，為避免頻繁發(fā)送定位命令，因此這里用了D M001命令，此時(shí)電機(jī)定位開始執(zhí)行，posds／表示從當(dāng)前位置開始向后按制定的速度運(yùn)轉(zhuǎn)制定的角度。
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