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如何準確定位PLC控制的伺服電機

時間:2018-12-13來源:廣州樂行機器視覺設備技術有限公司瀏覽次數:

在自動化生產、加工和控制過程中,經常需要對工件的尺寸或機械設備的移動距離進行精確的定位和控制,這種定位控制只需要控制對象按照指令進入指定位置,沒有特殊要求。對運動速度的要求,如生產過程中的點控制(比較典型的如臥式鏜床、坐標鏜床、數控機床等)在刀具定位之前,輸送帶在存儲系統中的定位控制,機械手的軸定位控制等。在定位控制系統中,通常采用同步電機等驅動或控制元件,實現定位控制的關鍵是對位控制,可編程控制器(PLC)是為工業環境應用而設計的工業控制計算機,具有抗干擾能力強、抗干擾能力強等顯著優點??煽啃?、小型化等。闡述了通過控制實現精確定位的方法,介紹了控制系統設計與實現中需要認識和解決的一些問題,給出了控制系統的參考方案和軟件的設計思想。硬件結構。對實現工業生產中的定位控制具有很高的實用和參考價值。
    
     在現代工業生產自動控制中,高速計數器指令與PLC的編碼器相結合,可以實現精確的定位和長度測量。目前,大多數PLC都具有高速計數器功能,如西門子S7-200系列CPU226 PLC有六個高速計數器,高速計數器可以精確地計數hi。脈沖寬度小于PLC上位機掃描周期的高速脈沖,可以處理頻率高達幾十或幾百kHz的脈沖信號,無需增加專門的功能單元,旋轉編碼器可以將電機軸的角位移轉換成脈沖值。
    
     利用PLC的高速計數器和編碼器指令,實現了三相交流異步電動機的精確定位控制系統。其原理是利用與電機同軸連接的光電旋轉編碼器將電機的角位移轉換成脈沖值,利用PLC的高速計數器對編碼器發出的脈沖數進行計數,從而實現定位控制。
    
     以傳動帶位置控制設計為例,說明用輸送帶運輸貨物的必要性。從起點到指定位置(終點)的距離是10cm?,F在要求當輸送帶上的貨物運行10cm時,輸送帶上的電機停止運行。系統的硬件設置主要包括西門子S7-200CPU226 PLC、傳動帶電機(三相交流異步電機)、OMRON。E6A2-CW5W光電旋轉編碼器、松下VFO系列BFV00042GK變換器等。系統的工作原理是光電編碼器的機械軸與傳動輥同軸連接(三相交流異步電機驅動)。光電編碼器的機械軸由傳動輥驅動,旋轉并輸出脈沖信號。編碼器產生的脈沖數(使用相位A脈沖)由PLC的高速計數器的指令計數。當高速計數器的電流值與預設值相等時,產生電流值,中斷后,由變頻器控制電機停止運行,從而實現傳動帶運行距離的精確定位控制。l系統設定PLC高速計數器的預設值,即傳輸帶運行10cm時光電編碼器產生的脈沖數,該脈沖數與皮帶的工作距離、光電編碼器每圈脈沖數和驅動輥直徑有關。脈沖數可以通過實驗或計算來測量,與傳動帶的10cm工作相對應的脈沖數計算如下:
    
     在子程序中,高速計數器HSC0被設置為模式1,即由單個脈沖的內部方向輸入控制的增減計數器。沒有啟動輸入,使用復位輸入。當系統開始運行時,調用子程序HSC_INIT來初始化HSC0,將其控制字節SMB37設置為16#F8,寫入當前val值。ue和預設值連接到高速計數器,并將中斷事件12(即,高速計數器的當前值等于預設值中斷)與中斷服務COUNT_EQ連接,并執行ENI指令。值,執行中斷服務程序,將SMD42的值清除為零,再次執行HSC指令將當前值和預設值寫入高速計數器,并設置M0.0,電機停止運行。
    
     步進電機結構簡單、控制方便、轉動慣量小、定位精度高、無累積誤差、成本低,已成為工業控制尤其是精密定位場合的主要執行機構,在工業生產中,步進電機與生產機械之間有著多種連接。常見的是步進電機與螺桿的連接,將步進電機的旋轉運動轉化為工作臺的直線運動,當需要控制工作臺的移動距離時,只需控制步進電機的速度和角位移。步進電機的轉速和角位移只與脈沖的頻率和數量有關,輸出的角位移與脈沖的輸入數量成正比,速度與脈沖的頻率成正比,通過改變繞組通電的相序可以反轉步進電機。
    
     目前,世界上主要的PLC生產廠家都有專門的高速脈沖輸出指令,可以方便地構成步進電機的運動定位控制系統,而由PLC的高速脈沖指令控制的步進電機的精確定位的實質是PLC通過高速p輸出高速脈沖信號。輸出指令PTO/PWM,通過步進電機的脈沖細分驅動器控制步進電機的運行,從而將工作臺推到指定位置,實現精確定位。
    
     在公式中:N是由PLC發出的控制脈沖的數目;n是步進電機驅動器的脈沖細分的數目(如果步進電機驅動器有脈沖細分);對于步進電機的分配角,即步進電機接收的每個脈沖變化的軸的旋轉角;D是跳動的螺距。d螺釘,它確定工作臺前每個轉彎中絲杠的距離;對于脈沖當量(定位)。精度;I是傳動速度比;L是工作臺移動的距離。
    
     顯然,用PLC控制步進電機實現精確定位的關鍵是設定PLC產生的脈沖數,脈沖數與脈沖當量、傳動比、步進電機驅動器的驅動比和脈沖頻率有關。
    
    

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