模拟量和位置控制

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PLC

PLC综述可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC,是一种以微处理器为基础、带有指令存储器和输入输出接口、综合了微电子技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术的新一代工业控制装置。

它能够存储和执行指令，进行位置控制、逻辑控制、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC是电子技术、计算机技术与继电器逻辑自动控制系统相结合的产物。

它不仅充分发挥了计算机的优点，以满足各种工业生产过程自动控制的需要，同时又照顾一般电气操作人员的技术水平和习惯，采用梯形图或状态流程图等编辑方式，使PLC的使用始终保持大众化的特点。

PLC可以用于单台机电设备的控制，也可以用于生产流水线的控制。

使用者可根据生产过程和工艺要求编制控制程序。

程序运行后，PLC就根据现场输入信号（按钮、行程开关、接近开关或其他传感信号）按照预先编入的程序对执行机构（如电磁阀、电动机等）的动作进行控制。

一、PLC简介及其特点：1、PLC简介:可编程控制器（Programmable Logic Controller ，简称PLC，下同）是电气自动控制的新技术，目前公开发行适用于技校的教材较少，给广大师生的学习带来诸多不便。

本文介绍PLC的编程设计方案，使电气工程技术人员特别是初学者对PLC技术加深了解和认识；同时帮助学生更好地解决学习PLC技术中最难掌握的编程难题，达到能够牢固掌握、熟练运用、提高应用设计能力和加快推广应用的目的。

程序设计是整个系统设计的关键环节，在PLC程序设计中，可采用梯形图、指令表、SFC（程序流程图）进行编程。

2、可编程控制器的主要功能这是PLC的基本功能，也是最广泛的应用，如机车的电气控制、包装机械的控制、电梯的控制等（1）用于模拟量的控制：PLC通过模拟量I/O模块，实现模数转换，并对模拟量进行控制。

如闭环系统的过程控制、位置控制和速度控制（2）用于工业机器人的控制：PLC作为一种工业控制器，适用于工业机器人。

第5章习题解答

第五章可编程序控制器及其工作原理5-1 可编程序控制器具有哪些特点？答：可编程序控制器特点：1）抗干扰能力强，可靠性高；2）控制系统结构简单、通用性强、应用灵活；3）编程方便，易于使用；4）功能完善，扩展能力强；5）PLC控制系统设计、安装、调试方便；6) 维修方便，维修工作量小；7) 体积小、重量轻，易于实现机电一体化。

5-2 整体式PLC、组合式PLC由哪几部分组成？各有何特点？答：整体式结构的PLC是将中央处理单元（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、电源、通信端口、I∕O扩展端口等组装在一个箱体内构成主机。

另外还有独立的I/O扩展单元等通过扩展电缆与主机上的扩展端口相连，以构成PLC不同配置与主机配合使用。

整体式结构的PLC结构紧凑、体积小、成本低、安装方便。

小型机常采用这种结构。

组合式结构的PLC是将CPU、输入单元、输出单元、电源单元、智能I∕O单元、通信单元等分别做成相应的电路板或模块，各模块可以插在带有总线的底板上。

装有CPU的模块称为CPU模块，其他称为扩展模块。

组合式的特点是配置灵活，输入接点、输出接点的数量可以自由选择，各种功能模块可以依需要灵活配置。

5-3 PLC控制与继电器控制比较，有何相同之处？有何不同之处？答：PLC控制与继电器控制的比较见下表：5-4 PLC的硬件指的是哪些部件？它们的作用是什么？答：PLC的基本结构由中央处理器（CPU），存储器，输入、输出接口，电源，扩展接口，通信接口，编程工具，智能I/O接口，智能单元等组成。

1）中央处理器（CPU）中央处理器（CPU）其主要作用有①接收并存储从编程器输入的用户程序和数据。

②诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误。

③用扫描的方式通过I∕O部件接收现场的状态或数据，并存入输入映像存储器或数据存储器中。

④PLC进入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，解释并按指令规定的任务进行数据传送、逻辑或算术运算等；根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映像存储器的内容，再经输出部件实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。

第章三菱PLC的特殊模块

端口 (地址)
数字信号 0～4095 0～1023 ……
工程化反变换
工程量 0～100％ ……
CPU
软件实现
4．模拟量输出模块FX-2DA
FX-2DA为2通道12位D/A转换模块，每个通道可独立设置电压或电流输出。FX-2DA是一种与F2-6A相比具有高精确度的输出模块。
C O M X 0 X 1 X 2 X 3 X 4 X 5 X 6 C O M 2 Y 2 Y 3 C O M 1 Y 0 Y 1 C O M 1 Y 0 C O M 2 Y 1 C O M 3 Y 2 C O M 4 Y 3
第10章
三菱PLC的特殊模块
一、模拟量控制
模拟量输入/输出单元 A/D转换、D/A转换
二、位置控制
脉冲输出单元运动控制模块
一、模拟量输入/输出单元
入输出单元模块的有关性能： F2-6A是三菱公司F1、F2系列PLC的扩展单元，为8位4通道输入、2通道输出的模拟量输入输出单元模块。 F2-6A模块与F1、F2系列PLC连接示意图如下： B C D B I N
输入信号1 多路转换前置放大采样保持内、外补偿 ADC 光电隔离数据驱动锁存数据总线
输入信号n
控制总线控制单元
A/D转换通常有二种方式：① 逐次比较型 ② 双积分型
1．模拟量输入模块FX-4AD
FX-4AD为4通道12位A/D转换模块，根据外部连接方法及PLC指令，可选择电压输入或电流输入，是一种与F2-6A相比具有高精确度的输入模块。
F2-30GM应用系统方框图
2．脉冲输出模块FX-1PG（FX2、FX2C用）
FX-1PG 脉冲输出模块是一种根据 FROM/TO 指令进行与FX2、FX2C系列PLC数据交换的特殊功能模块。用一台FX-1PG独立进行一轴定位控制，而一台PLC则最多可连8台FX-1PG。

伺服电机的三种控制方式有哪些

伺服电机是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。

在不同场景下，伺服电机的控制方式各有不同，在进行选择之前你需要先了解伺服电机是三种控制方式各有其特点，下面小编就给大家介绍一下伺服电机的三种控制方式。

伺服电机控制方式有脉冲、模拟量和通讯控制这三种1、伺服电机脉冲控制方式在一些小型单机设备，选用脉冲控制实现电机的定位，应该是最常见的应用方式，这种控制方式简单，易于理解。

基本的控制思路：脉冲总量确定电机位移，脉冲频率确定电机速度。

都是脉冲控制，但是实现方式并不一样：第一种，驱动器接收两路(A、B路)高速脉冲，通过两路脉冲的相位差，确定电机的旋转方向。

如上图中，如果B相比A相快90度，为正转；那么B相比A相慢90度，则为反转。

运行时，这种控制的两相脉冲为交替状，因此我们也叫这样的控制方式为差分控制。

具有差分的特点，那也说明了这种控制方式，控制脉冲具有更高的抗干扰能力，在一些干扰较强的应用场景，优先选用这种方式。

但是这种方式一个电机轴需要占用两路高速脉冲端口，对高速脉冲口紧张的情况，比较尴尬。

第二种，驱动器依然接收两路高速脉冲，但是两路高速脉冲并不同时存在，一路脉冲处于输出状态时，另一路必须处于无效状态。

选用这种控制方式时，一定要确保在同一时刻只有一路脉冲的输出。

两路脉冲，一路输出为正方向运行，另一路为负方向运行。

和上面的情况一样，这种方式也是一个电机轴需要占用两路高速脉冲端口。

第三种，只需要给驱动器一路脉冲信号，电机正反向运行由一路方向IO信号确定。

这种控制方式控制更加简单，高速脉冲口资源占用也最少。

在一般的小型系统中，可以优先选用这种方式。

2、伺服电机模拟量控制方式在需要使用伺服电机实现速度控制的应用场景，我们可以选用模拟量来实现电机的速度控制，模拟量的值决定了电机的运行速度。

模拟量有两种方式可以选择，电流或电压。

电压方式，只需要在控制信号端加入一定大小的电压即可。

实现简单，在有些场景使用一个电位器即可实现控制。

伺服电机接口标准

伺服电机接口标准一、物理接口伺服电机接口标准包括物理接口，这是连接伺服电机和控制器之间的硬件接口。

通常，物理接口包括电源接口、模拟量输入接口、数字输入接口、模拟量输出接口和数字输出接口等。

二、通信协议通信协议是伺服电机接口标准中重要的组成部分，它定义了控制器和伺服电机之间的通信规则和数据格式。

常见的通信协议包括CAN总线等。

这些通信协议都具有高效、稳定、可靠的特点。

三、控制信号伺服电机接口标准还包括控制信号的定义。

控制信号是控制器发送给伺服电机的指令，用于控制电机的运动状态。

控制信号通常包括位置控制信号、速度控制信号和转矩控制信号等。

四、位置控制位置控制是伺服电机控制系统中的基本控制方式之一。

通过位置控制，控制器可以精确地控制电机的旋转位置。

伺服电机接口标准中，位置控制信号通常采用脉冲信号或者模拟量信号的形式进行传输。

五、速度控制速度控制是伺服电机控制系统中的另一种基本控制方式。

通过速度控制，控制器可以精确地控制电机的旋转速度。

伺服电机接口标准中，速度控制信号通常采用模拟量信号的形式进行传输。

六、转矩控制转矩控制是伺服电机控制系统中的另一种重要控制方式。

通过转矩控制，控制器可以精确地控制电机的输出转矩。

伺服电机接口标准中，转矩控制信号通常采用模拟量信号的形式进行传输。

七、故障诊断故障诊断是伺服电机控制系统中的重要功能之一。

通过故障诊断，控制器可以检测伺服电机的运行状态，发现故障并进行报警提示。

伺服电机接口标准中，故障诊断通常采用数字输出信号的形式进行传输。

同时，伺服电机内部也会设置故障检测电路，用于检测电机的温度、电流等参数是否正常，并将检测结果传输给控制器。

安川Σ-Ⅱ简易手册

速度控制模式中的重要参数
参数
PN000——控制方式选择：出厂值为0000，默认为速度控制模式 0000， PN000 0000 PN300——速度指令输入增益：表示以额定转速运行伺服电机所需 PN300 的速度指令（V-REF)的模拟量电压电平，单位为0.01V/ PN=1000时10V 额定速度，出厂值为600，表示设定 PN=600 时 6V 输入外部使能为使用的电机额定速度。 PN50A——此参数用于I/O口的分配，出厂值为2100 第三位上的0表示外部使能。即只有当CN1口的40和47脚之间有24V电压时，电机才处于使能状态。此时CN1口的5和6脚之间有模拟电压输入。此时电机可以旋转。如果将第三位上的0改为7， 2170 则一上电电机就处于使能状态。 2100
PN000——控制方式选择：将出厂值的第三位0改为1即可 0010 0000 位置控制模式速度控制模式
PN200——位置控制指令形态选择：出厂值为0000，通过改变第四位，可以选择是正负脉冲还是脉冲加方向，也可以选择正负逻辑。 PN401——扭矩指令滤波器时间尝试：当使用滚珠丝等时，会发生扭转震动。（一般情况下，震动音变高。）此时，增大扭转指令滤波器的时间常数，可消除震动。但该滤波器也与纠纷时间常数一样，对于伺服系统来说为迟延因素，因此在不必要时，请不要增大。 PN100——速度环增益 PN101——位置环增益
四、调谐
1、自动调谐
在使用自动调谐功能以后，若结果不满意，可使用“定位时间缩短功能” 进行调整，还不满意则使用“减震功能”进行补偿。
定位时间缩短功能
减震功能
手动调谐步骤内容
1. 先较低地设定上级装置的位置环增益，在不发生异常声音和震动的范围内，增大速度环增益 (Pn100)。 2. 减小速度环增益值，使其小于上述 1 的值，在不发生超程和震动的范围内，增大上级装置的位置环增益。 3. 请在注意定位调整时间、机械系统震动情况的同时，决定速度环积分时间常数(Pn101)。过大时会引起定位调整时间变长。 4. 当机械系统没有发生轴扭转震动时，将扭矩指令滤波器 (Pn401) 设小。当机械系统发出较高地震动声时，可能是发生了轴扭转震动，请将扭矩指令滤波器时间常数的值 (Pn401) 增大，以减小震动声。 5. 最后，请进行阶梯响应等，对增益 ( 位置、速度环 )、积分时间常数等进行微调，以找出最佳位置。

伺服电机三环控制系统调节方法

伺服电机三环控制系统调节方法
随着工业自动化程度的不断提高，伺服控制技术、电力电子技术和微电子技术的快速发展，伺服运动与控制技术也在不断走向成熟，电机运动控制平台作为一种高性能的测试方式已经被广泛应用，人们对伺服性能的要求也在不断提高。

一、三环控制原理
1、首先是电流环，此环完全在伺服驱动器内部进行，通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流，负反馈给电流的设定进行PID调节，从而达到输出电流尽量接近等于设定电流，电流环就是控制电机转矩的，所以在转矩模式下驱动器的运算最小，动态响应最快。

2、第二环是速度环，通过检测的伺服电机编码器的信号来进行负反馈
PID 调节，它的环内PID 输出直接就是电流环的设定，所以速度环控制时就包合了速皮环和电流环，换句话说任何棋式都必须使用电流环，电流环是控制的跟本，在速度和位置控制的同时系统实际也在进行电流（转矩）的控制以达到对速度和位置的相应控制。

3、第三环是位置环，它是最外环，可认在驱动器和伺服电机编码器间构建也可以在外部控制器和电机编码器或最终负载间构建，要根据实际情况来定。

由于位置控制环内部输出就是速度环的设定，位置控制模式下系统进行了所有 3 个环的运算，此时的系统运算量最大，动态响应速度也最慢。

伺服的三种控制方式

一般伺服都有三种控制方式:速度控制方式,转矩控制方式,位置控制方式 .1、转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为例如10V对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm 时电机正转，外部负载等于2.5Nm时电机不转，大于2.5Nm时电机反转（通常在有重力负载情况下产生）。

可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。

应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如饶线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。

2、位置控制：位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。

由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。

3、速度模式：通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。

位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加整个系统的定位精度。

4、谈谈3环，伺服电机一般为三个环控制，所谓三环就是3个闭环负反馈PID调节系统。

最内的PID环就是电流环，此环完全在伺服驱动器内部进行，通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流，负反馈给电流的设定进行P ID调节，从而达到输出电流尽量接近等于设定电流，电流环就是控制电机转矩的，所以在转矩模式下驱动器的运算最小，动态响应最快。

第2环是速度环，通过检测的电机编码器的信号来进行负反馈PID调节，它的环内PID输出直接就是电流环的设定，所以速度环控制时就包含了速度环和电流环，换句话说任何模式都必须使用电流环，电流环是控制的根本，在速度和位置控制的同时系统实际也在进行电流（转矩）的控制以达到对速度和位置的相应控制。

PLC编程的三大量：开关量、模拟量、脉冲量讲解

PLC编程的3大量：开关量、模拟量、脉冲量讲解1、开关量也称逻辑量，指仅有两个取值，0或1、ON或OFF（开关量只有两种状态0/1，包括开入量和开出量，反映的是状态）。

它是最常用的控制，对它进行控制是PLC的优势，也是PLC最基本的应用。

开关量控制的目的是，根据开关量的当前输入组合与历史的输入顺序，使PLC产生相应的开关量输出，以使系统能按一定的顺序工作。

所以，有时也称其为顺序控制。

而顺序控制又分为手动、半自动或自动。

而采用的控制原则有分散、集中与混合控制三种。

2、模拟量是指一些连续变化的物理量（数字量是不连续的。

反映的是电量测量数值），如电压、电流、压力、速度、流量等。

PLC是由继电控制引入微处理技术后发展而来的，可方便及可靠地用于开关量控制。

由于模拟量可转换成数字量，数字量只是多位的开关量，故经转换后的模拟量，PLC也完全可以可靠的进行处理控制。

由于连续的生产过程常有模拟量，所以模拟量控制有时也称过程控制。

模拟量多是非电量，而PLC只能处理数字量、电量。

所有要实现它们之间的转换要有传感器，把模拟量转换成数电量。

如果这一电量不是标准的，还要经过变送器，把非标准的电量变成标准的电信号，如4—20mA、1—5V、0—10V等等。

同时还要有模拟量输入单元(A/D)，把这些标准的电信号变换成数字信号。

模拟量输出单元(D/A)，以把PLC处理后的数字量变换成模拟量——标准的电信号。

所以标准电信号、数字量之间的转换就要用到各种运算。

这就需要搞清楚模拟量单元的分辨率以及标准的电信号。

例如：PLC模拟单元的分辨率是1/32767，对应的标准电量是0—10V，所要检测的是温度值0—100℃。

那么0—32767对应0—100℃的温度值。

然后计算出1℃所对应的数字量是327.67。

如果想把温度值精确到0.1℃，把327.67/10即可。

模拟量控制包括：反馈控制、前馈控制、比例控制、模糊控制等。

这些都是PLC内部数字量的计算过程。

PLC编程,模拟量的计算、脉冲量的计算方法总结

PLC编程，模拟量的计算、脉冲量的计算方法总结一、简述1、开关量也称逻辑量，指仅有两个取值，0或1、ON或OFF。

它是最常用的控制，对它进行控制是PLC的优势，也是PLC最基本的应用。

开关量控制的目的是，根据开关量的当前输入组合与历史的输入顺序，使PLC产生相应的开关量输出，以使系统能按一定的顺序工作。

所以，有时也称其为顺序控制。

而顺序控制又分为手动、半自动或自动。

而采用的控制原则有分散、集中与混合控制三种。

2、模拟量是指一些连续变化的物理量，如电压、电流、压力、速度、流量等。

PLC是由继电控制引入微处理技术后发展而来的，可方便及可靠地用于开关量控制。

由于模拟量可转换成数字量，数字量只是多位的开关量，故经转换后的模拟量，PLC也完全可以可靠的进行处理控制。

由于连续的生产过程常有模拟量，所以模拟量控制有时也称过程控制。

模拟量多是非电量，而PLC只能处理数字量、电量。

所有要实现它们之间的转换要有传感器，把模拟量转换成数电量。

如果这一电量不是标准的，还要经过变送器，把非标准的电量变成标准的电信号，如420mA、15V、010V等等。

同时还要有模拟量输入单元(A/D)，把这些标准的电信号变换成数字信号;模拟量输出单元(D/A)，以把PLC处理后的数字量变换成模拟量标准的电信号。

所以标准电信号、数字量之间的转换就要用到各种运算。

这就需要搞清楚模拟量单元的分辨率以及标准的电信号。

例如：PLC模拟单元的分辨率是1/32767，对应的标准电量是010V，所要检测的是温度值0100℃。

那么032767对应0100℃的温度值。

然后计算出1℃所对应的数字量是327.67。

如果想把温度值精确到0.1℃，把327.67/10即可。

模拟量控制包括：反馈控制、前馈控制、比例控制、模糊控制等。

这些都是PLC内部数字量的计算过程。

3、脉冲量是其取值总是不断的在0(低电平)和1(高电平)之间交替变化的数字量。

每秒钟脉冲交替变化的次数称为频率。

松下伺服驱动器速度模式和位置模式的区别

松下伺服驱动器速度模式和位置模式的区别2008-05-16 20:39:10| 分类：默认分类|字号订阅一般伺服都有三种控制方式：速度控制方式，转矩控制方式，位置控制方式。

一、速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的。

二、位置控制是通过发脉冲（数字量）来控制的。

如果您对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。

如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。

如果上位控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点。

如果本身要求不是很高，或者，基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。

就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。

1、转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。

由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。

应用领域如数控机床、印刷机械等等。

位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。

(完整word版)伺服控制的三种模式

伺服控制的三种模式一般伺服都有三种控制方式:速度控制方式,转矩控制方式,位置控制方式，速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的.位置控制是通过发脉冲来控制的.具体采用什么控制方式要根据客户的要求,满足何种运动功能来选择. 如果您对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。

如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。

如果上位控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点。

如果本身要求不是很高，或者，基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。

就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。

对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整。

那么如果控制器本身的运算速度很慢（比如PLC，或低端运动控制器），就用位置方式控制。

如果控制器运算速度比较快，可以用速度方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的工作量，提高效率（比如大部分中高端运动控制器）；如果有更好的上位控制器，还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，这一般只是高端专用控制器才能这么干，而且，这时完全不需要使用伺服电机。

一般说驱动器控制的好不好，每个厂家的都说自己做的最好，但是现在有个比较直观的比较方式，叫响应带宽。

当转矩控制或者速度控制时，通过脉冲发生器给他一个方波信号，使电机不断的正转、反转，不断的调高频率，示波器上显示的是个扫频信号，当包络线的顶点到达最高值的70.7%时，表示已经失步，此时的频率的高低，就能显示出谁的产品牛了，一般的电流环能作到1000Hz 以上，而速度环只能作到几十赫兹。

换一种比较专业的说法：运动伺服一般都是三环控制系统，从内到外依次是电流环速度环位置环。

1、首先电流环：电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出，我们称为“电流环给定”吧，然后呢就是电流环的这个给定和“电流环的反馈”值进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给电机，“电流环的输出”就是电机的每相的相电流，“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件（磁场感应变为电流电压信号）反馈给电流环的。

伺服控制的三种模式

如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。

如果上位控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点。

如果本身要求不是很高，或者，基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。

就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。

对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整。

那么如果控制器本身的运算速度很慢（比如PLC，或低端运动控制器），就用位置方式控制。

一般说驱动器控制的好不好，每个厂家的都说自己做的最好，但是现在有个比较直观的比较方式，叫响应带宽。

换一种比较专业的说法：运动伺服一般都是三环控制系统，从内到外依次是电流环速度环位置环。

PLC的用途

PLC的用途目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。

1、开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。

如注塑2、模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。

为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。

PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。

3、运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。

从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。

如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。

世界上各主要PLC 厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。

4、过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。

作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。

PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。

大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。

PID处理一般是运行专用的PID子程序。

过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。

5、数据处理现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。

这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。

数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

PLC的模拟量控制

详细描述
PLC是一种基于微处理器的工业自动化控制装置，通过编程实现各种逻辑控制、顺序控制、定时控制等功能。它具有结构简单、编程方便、可靠性高、抗干扰能力强等优点，广泛应用于工业自动化领域。
PLC的基本结构和工作原理
总结词
PLC的基本结构包括输入输出接口、中央处理单元、存储器、电源等部分，工作原理是通过扫描输入状态，执行用户程序，刷新输出状态来实现控制功能。
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模拟量输出模块
模拟量输出模块用于将PLC的数字信号转换为模拟信号，以驱动执行机构或其他模拟设备。
常见的模拟量输出模块有电压输出模块、电流输出模块和电阻输出模块等，根据需要驱动的设备选择相应
的输出模块。
模拟量输出模块具有信号驱动功能，可以提供足够的电流或电压以驱动设备，同时具有保护功能，防止过
02
模拟量控制基础知识
模拟量的概念和特点
模拟量
在连续时间或空间中变化的物理量，如温度、压力、速度等。
特点
连续性、非离散性、物理量之间存在直接关系。
模拟量控制系统的组成
传感器
用于检测被控对象的物理量，并将物理量转换为电信号。
变送器
将传感器输出的电信号转换为标准信号，如4-20mA或0-10V。
PLC的编程语言和编程工具
总结词
PLC的编程语言包括指令表（IL）、梯形图（LD）、结构化文本（ST）等，常用的编程工具有西门子的TIA Portal、三菱的GX Works等。
详细描述
PLC的编程语言有多种，其中最常用的是指令表（IL）和梯形图（LD）。指令表是一种类似于计算机汇编语言的文本编程语言，而梯形图则是一种图形化的编程语言，易于理解和使用。此外，还有一些结构化文本（ST）等编程语言可供选择。为了方便编程和调试，许多PLC厂商都提供了各自的编程工具软件，如西门子的TIA Portal、三菱的GX Works等。这些软件提供了友好的用户界面和丰富的功能，使得PLC的编程更加简单和高效。

模拟量控制和位置控制

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运动控制模块
1．角位控制开关F2-32-RM-SET
2．A系列的运动控制模块（1）位置控制功能模块AD71和AD72 （2）实现运动控制和顺控一体化的A73CPU 模块
Date: 2014-5-1
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1．角位控制开关F2-32-RM-SET
F2-32RM-SET可编程轮开关集CPU、电源、输入、输出编程器于一体，可通过简单的键操作，替代32个凸轮开关，进行32个输出动作，实现角位置控制。
脉冲输出单元F2-30GM与步进电机或伺服电机驱动器相接，可驱动步进电机或伺服电机实现位置控制。
Date: 2014-5-1
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F2-30GM应用系统方框图
Date: 2014-5-1
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2．脉冲输出模块FX-1PG（FX2、FX2C用）
FX-1PG 脉冲输出模块是一种根据 FROM/TO 指令进行与FX2、FX2C系列PLC数据交换的特殊功能模块。用一台 FX-1PG独立进行一轴定位控制，而一台PLC则最多可连 8台FX-1PG。
以a73cpu为核心的三菱多轴定位系统以a73cpu为核心的三菱多轴定位系统将伺服控制功能和顺控逻辑控制等功能以最佳方式结合在一起以适应工厂自动化所必须满足的多品种小批量生产的要求达到生产的高度灵活性和可靠性的统一
第十一章
PLC用于模拟量和位置控制
一、模拟量控制
模拟量输入/输出单元 A/D转换、D/A转换
Date: 2014-5-1
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A/D转换、D/A转换
模数转换（A/D）模块：将现场仪表输出的（标准）模拟量信号0-10mA、4-20mA、1-5VDC等转化为计算机可以处理的数字信号数模转换（D/A）模块：将计算机内部的数字信号转化为现场仪表可以接收的标准信号4-20mA 等。如：12位数字量（0-4095）→ 4-20mA 2047 对应的转换结果： 12mA

伺服电机的驱动原理

伺服电机的驱动原理伺服电机是可以精确控制角位移和转速的电机。

工作原理:伺服电机内部一般用永磁体做转子，由驱动器控制三相电流形成旋转变化的电磁场，转子在磁场的作用下旋转。

通过电机后端自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值和目标值进行比较，形成闭环控制，从而精确控制电机转动的角度。

伺服电机的精度取决于编码器的精度，编码器上有均匀分布的缝，一个缝为一线，线数越多，编码器精度越高，伺服电机精度也就越高。

伺服电机工作时，每转动一个角度就会发出一个脉冲，这样驱动器发出的脉冲和编码器接收的脉冲可以形成呼应。

伺服电机可以实现很高的转速，日系伺服电机可达3000r/min，欧系可达6000r/min，而步进电机最高转速一般为500-600r/min。

伺服电机启动非常平稳，可以实现很大的加速度，启动迅速，一般只需几毫秒，而步进电机一般需要几百毫秒。

交流伺服电机还具有共振抑制功能。

伺服电机：是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。

主要作用：在封闭的环里面使用，随时把信号传给系统，同时把系统给出的信号来修正自己的运转。

伺服电机和其他电机（如步进电机）相比优点：1、精度：实现了位置，速度和力矩的闭环控制；克服了步进电机失步的问题。

2、转速：高速性能好，一般额定转速能达到2000～3000转。

3、适应性：抗过载能力强，能承受三倍于额定转矩的负载，对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用。

4、稳定：低速运行平稳，低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象。

适用于有高速响应要求的场合。

5、及时性：电机加减速的动态相应时间短，一般在几十毫秒之内。

6、舒适性：发热和噪音明显降低。

这个问题实在有点偏，估计能够完整阅读的不会超过10个人，能够回答并且愿意回答的人数估计只有我1人。

虽然我知道这是免费回答，没有红包，不过我还是愿意为你解答，毕竟搞了那么多年设计，总算有个嘚瑟的机会了，而且大部分文字是搬移的。

伺服驱动器的控制方式

书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
伺服驱动器的控制方式
【中国技术前沿】一般伺服都有三种控制方式：位置控制方式、转矩控制方式、速度控制方式。

伺服驱动器的控制方式
1、位置控制：位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来
确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值，由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。

2、转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地
址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。

应用主要在对材质的手里有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如
绕线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。

3、速度模式：通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速
度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。

位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。

如果对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然
是用转矩模式。

专注下一代成长，为了孩子。

变频器如何实现模拟量控制

变频器如何实现模拟量控制变频器是一种用于改变电动机运行速度的设备，它通过调节输出频率来实现对电动机的控制。

在工业控制中，有时需要通过模拟量信号来控制变频器的输出频率，以实现更精密的控制。

下面将详细介绍变频器如何实现模拟量控制。

1.模拟量输入通道变频器通常具有模拟量输入通道，用于接收来自传感器或控制设备的模拟量信号。

这些信号可以是电压信号或电流信号，且通常具有特定的量程范围。

变频器将根据这些信号的变化来调整输出频率。

2.模拟量输入类型设置为了正确解读模拟量输入信号，变频器需要知道输入信号的类型。

所以，在进行模拟量控制之前，需要设置变频器的模拟量输入类型。

通常可选择的模拟量输入类型有电压、电流、频率、温度等。

根据具体的应用需求，选择与输入信号类型相匹配的输入类型。

3.模拟量输入信号变频器通过模数转换器将模拟量输入信号转换为数字信号，以便于处理和控制。

模数转换器通常具有一定的精度和分辨率，决定了变频器对于输入信号的解析能力。

高精度的模数转换器可以提供更精确的模拟量控制。

4.信号处理和校正变频器接收到模拟量输入信号后，会进行一些信号处理和校正。

这些处理包括采样、滤波、放大和标定，在保证输入信号质量的同时进行适当的调整。

例如，一些输入信号可能需要倍增或衰减，以适应变频器的输入范围。

5.输出频率计算在对模拟量输入信号进行处理和校正之后，变频器将根据这些信号计算输出频率。

通常，变频器具有一个内部的控制算法，用于根据输入信号和设定的参数来计算输出频率。

输出频率将决定电动机的运行速度，从而实现对电动机的控制。

6.反馈控制为了确保输出频率与实际运行速度的一致性，变频器通常采用反馈控制。

它通过连接电动机的编码器或传感器来获取电动机的实际运行速度，并将反馈信号与设定的输出频率进行比较。

如果反馈信号与设定值不一致，变频器将根据差异调整输出频率，以实现精确的控制。

7.输出信号变换最后，变频器将计算得到的输出频率转换为对应的输出信号。