基于三菱PLC控制的交流伺服电动机位置控制系统研究
基于PLC的伺服系统的运动控制系统设计毕业论文设计
南京化工职业技术学院毕业论文设计题目：基于PLC的伺服系统的运动控制系统设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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基于三菱PLC的伺服电机控制系统设计
基于三菱PLC的伺服电机控制系统设计作者：胡志刚来源：《价值工程》2017年第05期摘要：设计了一种基于三菱PLC的伺服电机控制系统，详细介绍了该控制系统的电气原理图设计、触摸屏控制界面制作、伺服驱动器的参数设置、PLC的程序设计等。
实践表明，用PLC直接控制伺服电机具有系统结构简单、运行可靠、扩展性强，具有较好的实用价值。
Abstract： The design of a servo motor control system is based on MITSUBISHI PLC， and this paper introduces the electrical principle diagram design， the touch screen control interface making，servo driver parameters， PLC program design. The practice shows that the direct control of the servo motor with PLC has the advantages of simple structure， reliable operation， strong expansibility and good practical value.关键词：三菱PLC；伺服电机控制系统；触摸屏Key words： MITSUBISHI PLC；servo motor control system；touch screen中图分类号：TH138 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）05-0080-020 引言随着PLC技术、变频技术和伺服控制技术的迅猛普及和推广，以步进电机和伺服电机为执行元件的定位控制技术在工业生产中得到了越来越广泛的应用。
伺服电机不但能够实现精准的速度控制，而且能够实现精准的角度（位置）控制，具有较强的动态特点[1]。
基于三菱PLC的伺服电机控制系统设计
• 80•价值工程基于三菱PLC的伺服电机控制系统设计Design of Servo Motor Control System Based on MITSUBISHI PLC胡志刚H U Z hi-gang(天津职业技术师范大学自动化与电气工程学院，天津300222;江苏工程职业技术学院，南通226007)(Automation Department,Tianjin University of Technology and Education,Tianjin300222, China；Jiangsu College of Engineering and Technology，Nantong226007，China)摘要：设计了一种基于三菱PLC的伺服电机控制系统,详细介绍了该控制系统的电气原理图设计、触摸屏控制界面制作、伺服驱 动器的参数设置、PLC的程序设计等。
实践表明，用PLC直接控制伺服电机具有系统结构简单、运行可靠、扩展性强，具有较好的实用价值。
Abstract:The design of a servo m otor control system is based on M ITSUBISHI PLC,and this paper introduces the electrical principle diagram design,the touch screen control interface making,ser^^o driver parameters,PLC program design.The practice shows that the direct control of the ser^^o m otor with PLC has the advantages of simple structure,reliable operation,strong expansibility and good practical value.关键词：三菱PLC;伺服电机控制系统;触摸屏Key words:M ITSUBISHI PLC;servo m otor control system;touch screen中图分类号:TH138 文献标识码:A文章编号：1006-4311(2017)05-0080-02〇引言随着PLC技术、变频技术和伺服控制技术的迅猛普 及和推广，以步进电机和伺服电机为执行元件的定位控制 技术在工业生产中得到了越来越广泛的应用。
PLC控制伺服电机实现定位控制
PLC控制伺服电机实现定位控制【摘要】随着科学技术的不断发展，各种机械已逐渐得到广泛的应用。
PLC 在机械的运用中越来越普遍，尤其是在伺服电机的定位控制中。
本文主要介绍利用PLC控制伺服电机实现定位的几种方法，并通过深入分析控制系统在实施过程中需要注意的问题，从而提出了控制系统的设计思路及参考方案，为工业生产中定位控制的实现提供了较高的参考价值。
【关键词】PLC；伺服电机；定位控制0.引言在工业自动化的生产及加工过程中，通常要准确定位控制机械设备的移动距离或生产工件的尺寸。
在定位控制中，关键便是实现对伺服电机的控制。
由于PLC体积小，可靠性高，抗干扰能力强，是一种专门应用于工业的控制计算机，因而其能有效实现机电一体化的控制。
PLC的有效运用，给工业带来了巨大的经济效益的同时，也为工业技术的发展奠定了良好的基础。
1.PLC旋转编码器及高速计数器指令控制三相交流异步伺服电机实现定位控制1.1 控制系统的工作原理PLC的旋转编码器与高速计数器的联合运用能有效进行长度测量和精确定位控制，其中，高速计数器在不增加特殊功能单元的情况下，就能准确计算出小于PLC主机扫描周期脉宽的高速脉冲，而PLC的旋转编码器则可以将电机轴上的角位移有效转换成脉冲值。
在此种控制系统中，其原理为利用光电旋转编码器将电机角位移转换成脉冲值后，高速计数器将编码器发出的脉冲个数进行统计，进而达到定位控制的目的[1]。
1.2 控制系统的设计方案本文以定位电机传输带的控制设计为例。
假设传输带现要将货物运送到距离为20cm的终点，且货物到达终点后，电机停止工作。
在此系统中，硬件设施主要包括PLC、三相交流异步伺服电机、光电旋转编码器以及变频器等，其工作原理是将光电旋转编码器的机械轴连接由三相交流异步伺服电机拖动的传动辊，通传动辊的转动，带动机械轴转动，从而将脉冲信号输出，并利用PLC的高速计数器指令计数产生的脉冲个数，此时，如果计数器的值与预置值相等时，电动机便由变频器控制停止工作，进而准确定位控制传输带的运行距离。
实现三菱PLC触摸屏控制伺服电机完整版
实现三菱P L C触摸屏控制伺服电机HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】实现三菱PLC触摸屏控制伺服电机在plc行业中一直坚持高规格、高性能，得到很多技术人员的青睐，同时，在与伺服电机中也有很好的应用，下面以作为控制元件，GT1155-QFBD-C作为操作元件直接控制三菱伺服电机的具体程序设计伺服电机又称执行电机，它是控制电机的一种。
它是一种用电脉冲信号进行控制的，并将脉冲信号转变成相应的角位移或直线位移和角速度的执行元件。
根据控制对象的不同，由伺服电机组成的伺服系统一般有三种基本控制方式，即位置控制、速度控制、力矩控制。
本系统我们采用位置控制。
PLC在自动化控制领域中，应用十分广泛。
尤其是近几年PLC在处理速度，指令及容量、单轴控制方面得到飞速的发展，使得PLC在控制伺服电机方面也变得简单易行。
1控制系统中元件的选型的选型因为伺服电机的位移量与输入脉冲个数成正比，伺服电机的转速与脉冲频率成正比，所以我们需要对电机的脉冲个数和脉冲频率进行精确控制。
且由于伺服电机具有无累计误差、跟踪性能好的优点，伺服电机的控制主要采用开环数字控制系统，通常在使用时要搭配伺服驱动器进行控制，而伺服电机驱动器采用了大规模集成电路，具有高抗干扰性及快速的响应性。
在使用伺服驱动器时，往往需要较高频率的脉冲，所以就要求所使用的PLC能产生高频率脉冲。
三菱公司的FX3U晶体管输出的PLC可以进行6点同时100 kHz高速计数及3轴独立100 kHz的定位功能，并且可以通过基本指令μs、PCMIX值实现了以倍的高速度，完全满足了我们控制伺服电机的要求，所以我们选用FX3U-48MT-ES-A型PLC。
伺服电机的选型在选择伺服电机和驱动器时，只需要知道电机驱动负载的转距要求及安装方式即可，我们选择额定转距为 N·m，额定转速为3 000 r/min，每转为131 072 p/rev分辨率的三菱公司HF-KE73W1-S100伺服电机，与之配套使用的驱动器我们选用MR-E-70A-KH003伺服驱动器。
基于PLC控制的交流伺服系统
1.电动机无电刷和换向器，工作可靠，维护和保养简单；
2.定子绕组散热快；
3.惯量小，易提高系统的快速性；
4.适应于高速大力矩工作状态；
5.相同功率下，体积和重量较小，广泛的应用于机床、机械设备、搬运机构、印刷设备、装配机器人、加工机械、高速卷绕机、纺织机械等场合，满足了传动领域的发展需求。
1.3.2永磁交流伺服的国内外研究状况及发展
由于在同步电动机中，用永磁体取代传统的电励磁磁体，能简化结构，消除转子的滑环、电刷，实现无刷结构，缩小转子体积。同时，省去了直流励磁电源，也就消除了励磁损耗及发热。这些特点使得永磁同步电机能满够足伺服系统一些高精度的要求。如低转速时为恒转矩控制，能高速运行，短时间内能实现加减速运行等。所以，目前在交流伺服领域中，绝大多数中小功率（千瓦级及千瓦以下级）的伺服系统已采用永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor简称PMSM）[3][5]，于此同时，科学技术的发展也大大推动了PMSM伺服控制系统的发展和应用。
总之，随着现代电机技术、电力电子技术、微电子技术、永磁材料技术、交流可调速技术以及先进的控制理论等技术的快速发展，永磁交流伺服系统取代直流伺服系统，尤其是在高精度、高性能要求的伺服驱动领域，成了现代电伺服驱动系统的一个发展趋势，也成为研究与应用的重要领域。
基于PLC的全数字交流伺服位置控制
基于PLC的全数字交流伺服位置控制
全数字交流伺服位置控制系统是一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的先进控制技术，它能够通过数字信号处理实现对交流伺服驱动器的位置控制。
该系统结合了PLC的灵活性和交流伺服的高性能，能够满足工业自动化领域对于高精度位置控制的需求。
1. 系统结构
全数字交流伺服位置控制系统主要由PLC控制器、交流伺服驱动器、编码器和传感器组成。
PLC控制器负责接收输入信号、进行逻辑运算和输出控制信号，交流伺服驱动器负责接收控制信号，并驱动电机实现位置控制，编码器和传感器用于反馈实际运动状态。
2. 工作原理
3. 优势
全数字交流伺服位置控制系统相比于传统的模拟控制系统有以下优势：
（1）精度高：系统采用数字信号处理，能够实现对位置信号的高精度采样和处理，从而实现对机械装置位置的精确控制。
（2）灵活性强：PLC控制器能够根据不同的工艺要求进行灵活调整，实现多种控制模式的切换，并能够方便地进行系统扩展和升级。
（3）稳定性好：系统采用闭环控制，能够实时对实际位置进行反馈修正，从而提高系统的稳定性和抗干扰能力。
（4）可靠性高：系统采用全数字信号处理，减少了外部干扰对控制系统的影响，提高了系统的可靠性和稳定性。
4. 应用领域
全数字交流伺服位置控制系统广泛应用于需要高精度位置控制和稳定性的工业自动化领域，如机床加工、自动化装配线、搬运设备等。
在这些领域，精确控制机械装置的位置和速度对产品质量和生产效率有着重要的影响，全数字交流伺服位置控制系统正是为了满足这些需求而设计的。
应用PLC控制交流伺服驱动来精准定位的探讨
应用PLC控制交流伺服驱动来精准定位的探讨现在伺服电机系统融合了电机、计算机、电力电子、自动控制、精密机械、新材料和新科技等多种高新技术。
伺服电机不同于一般的变频调速电机，它除了实现调速功能以外，还要实现位置、加速度、转矩的控制，而且动态特性也要常常高于一般变频调速电机。
数字化交流伺服系统是随自动控制理论、计算机控制技术和电机控制技术的发展而出现的新型机电一体化系统，是通过计算机控制的开环或闭环系统，克服了传统直流电机伺服系统缺点，获得的十分广泛的应用。
为了让高职学生能够掌握这门技术，要求学生在单个学会PLC编程与伺服驱动控制基础上从以下六个方面学习。
1.精准定位整体设计位置控制的根本任务就是使执行机构对位置指令精准跟踪，被控量一般是负载的空间位移，当给定量随机变化时，系统能使被控量无误地跟踪并反馈给定量，给定量可能是角位移或直线位移。
所以位置控制必然是一个反馈控制系统，组成位置控制回路。
该精准定位系统的整体结构是由触摸屏、可编程逻辑控制PLC、交流伺服驱动器、交流伺服电机，滚珠丝杆工作台构成一个闭环控制系统。
以实现丝杆精密进给。
在位置控制方式下，伺服驱动器接收PLC发出的位置指令信号脉冲方向，送入脉冲列形态，经电子齿轮分/倍频后，在偏差可逆计数器中与反馈脉冲信号比较后形成偏差信号。
反馈脉冲是由光电编码器检测到实际所产生的脉冲数，经四倍频后产生的。
位置偏差信号经位置环的复合前馈控制器调节后，形成速度指令信号。
速度指令信号与速度反馈信号、位置检测装置相同比较后的偏差信号经速度环比例积分控制器调节后产生电流指令信号，在电流环中经矢量变化后，由SPWM输出转矩电流，控制交流伺服电机运行。
位置控制精度由旋转编码器每转产生脉冲数来控制，本系统采用的是增量式光电编码器。
2.整个控制系统技术要求与指标整个系统要求具有以下功能：手动操作、自动操作、断电保护、可靠的故障诊断和字处理四项功能，技术指标是进给速度在50mm/s——150mm/s，较高的定位控制精度1μm。
浅析PLC对伺服电机的精确定位控制
浅析PLC对伺服电机的精确定位控制摘要：本文主要讨论了PLC（可编程逻辑控制器）在伺服电机精确定位控制方面的应用。
首先介绍了PLC的基本原理和优点，随后分析了PLC进行伺服电机精确定位控制的关键技术，包括PID控制算法、位置反馈系统、运动控制指令等。
文章还探讨了PLC精确定位控制在自动化工业中的重要性以及其应用案例。
关键词：PLC、伺服电机、精确定位控制、PID控制、位置反馈正文：PLC是一种应用广泛的工业自动化控制设备，其具有编程简单、操作灵活、可靠性高、适应性强等优点，广泛应用于现代化工业的自动化控制系统中。
在伺服电机控制中，精确定位控制是PLC应用的一个重要领域。
PLC精确定位控制主要涉及PID控制算法、位置反馈系统、运动控制指令等技术。
PID控制算法是伺服电机控制中最常用的控制算法之一，其可通过对电机速度、加速度等参数进行精确定位控制。
此外，在伺服电机的位置反馈系统中，编码器是常见的一种位置反馈设备，其可通过通过读取电机位置信息，并反馈至PLC，以实现精确控制。
针对不同的编码器型号，PLC还可以通过编写不同的驱动程序与硬件配置，实现自动检测、识别和校准等功能。
运动控制指令是PLC在对伺服电机进行精确定位控制时所必须具备的能力之一。
运动控制指令通常包括“加减速”，“定时触发”和“位置比较”等多种指令，通过对不同的指令进行组合，可实现对伺服电机的多种控制需求。
除此之外，PLC在自动化工业中精确定位控制方面也具有广泛的应用。
例如，在机械加工领域中，PLC控制伺服电机的精确定位，可将零件的加工精度提高到毫米级。
总而言之，PLC在伺服电机精确定位控制方面应用广泛，其优越的控制能力和广泛的应用领域在当今自动化工业中具有重要地位。
同时，PLC精确定位控制还可以应用在物流自动化、制造业自动化、冶炼等领域，实现对各种设备的精准控制。
通过PLC的精确控制，制造业可以实现更高质量的生产，提升生产效率，并极大地降低生产成本。
基于PLC的全数字交流伺服位置控制
基于PLC的全数字交流伺服位置控制PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制的设备，它广泛应用于各种生产线和机械设备中。
全数字交流伺服位置控制是指使用PLC控制器对交流伺服电机进行位置控制的一种方式。
本文将介绍基于PLC的全数字交流伺服位置控制的原理和实现方法。
全数字交流伺服位置控制的基本原理是通过PLC控制器对交流伺服电机的转速和位置进行精确控制。
在控制系统中，PLC控制器通过接口电路与伺服驱动器和伺服电机相连接，通过发送控制信号来控制电机的运动。
PLC控制器可以通过编程方式设定期望的位置和速度值，然后将这些指令发送给伺服驱动器，驱动器会根据指令控制电机的运动。
与传统的位置控制方式相比，全数字交流伺服位置控制具有更高的精度和可靠性。
实现全数字交流伺服位置控制的关键是使用适当的控制算法来进行电机的位置和速度计算。
PLC控制器中一般采用PID控制算法，PID控制算法是一种经典的控制算法，通过比较实际位置与期望位置之间的差异，来调整电机的运行。
控制器根据位置和速度的差异计算出控制信号，并将信号发送给伺服驱动器以实现电机的运动控制。
PLC控制器还具有实时性的特点，它可以实时监控电机的状态，及时调整控制信号以提高控制精度。
全数字交流伺服位置控制还可以结合传感器来实现闭环控制。
通过安装位置传感器，如编码器或霍尔传感器，可以实时测量电机的位置，并将测量值反馈给PLC控制器。
控制器通过比较反馈值与期望值之间的差异，实时调整电机的控制信号，从而实现对电机位置的闭环控制。
这样可以进一步提高控制精度和系统稳定性。
基于PLC的全数字交流伺服位置控制
基于PLC的全数字交流伺服位置控制随着工业自动化的发展，伺服系统在各种自动化设备中得到了广泛应用。
在伺服系统中，位置控制是其中一项重要的功能，而基于PLC的全数字交流伺服位置控制技术的应用，则成为了当前工业自动化领域中的研究热点。
本文将针对基于PLC的全数字交流伺服位置控制技术进行深入探讨，以及该技术的特点、优势、应用等方面进行详细介绍。
在基于PLC的全数字交流伺服位置控制技术中，常见的控制方式包括位置闭环控制和速度闭环控制。
位置闭环控制是通过对伺服电机的位置进行监测，并根据设定的目标位置来控制电机的运动，以达到精准的位置控制。
而速度闭环控制则是通过监测电机的速度，并根据设定的目标速度来控制电机的运动，从而实现对伺服系统速度的精准控制。
这两种控制方式可以根据具体的应用需求进行选择，以满足不同的控制要求。
基于PLC的全数字交流伺服位置控制技术的实现主要依赖于PLC的控制算法和通讯功能。
在控制算法方面，PLC可以通过编程实现各种不同的控制算法，例如PID控制算法、模糊控制算法等，以实现对伺服系统的精准控制。
而在通讯功能方面，PLC可以通过各种通讯接口与其他设备进行通讯，以实现对整个系统的监控和调试。
这些功能的实现使得基于PLC的全数字交流伺服位置控制技术具有了很高的可编程性和扩展性，从而可以满足各种不同的应用需求。
1. 高度可编程性：由于PLC是一个高度可编程的控制器，可以通过编程实现各种不同的控制算法和功能，因此可以实现对伺服系统的精准控制。
2. 通讯功能强大：PLC具有多种通讯接口，可以与上位机、下位机等设备进行通讯，从而方便了对整个系统的监控和调试。
3. 可靠性高：基于PLC的全数字交流伺服位置控制技术采用数字控制系统，具有较高的抗干扰能力，因此具有较高的可靠性。
1. 简化系统结构：基于PLC的全数字交流伺服位置控制技术可以减少控制系统中的硬件设备，简化系统结构，降低系统成本。
2. 提高控制精度：PLC具有高速高精度的计算能力，可以实现对伺服系统的精准控制，提高控制精度。
基于PLC的全数字交流伺服位置控制
基于PLC的全数字交流伺服位置控制随着工业自动化技术的不断发展，PLC已成为自动化系统中必不可少的组成部分。
自PLC问世以来，它在自动化控制系统中的应用已逐步扩展，出现了各种各样的控制系统。
在自动化生产中，对于位置精度比较高的要求，如机床加工、自动化仓储等，需要使用伺服系统进行控制。
伺服系统是指一种控制系统，该系统不仅可以控制执行器的位置和速度，而且还可以在一定程度上实现控制精度的提高和稳定性的维护。
为了更好地实现伺服系统的控制，需要一种高精度、可靠性高的位置控制方案，这就是本文介绍的内容。
一、伺服系统的控制原理伺服系统由执行机构、传感器和控制器三部分组成。
执行机构的速度和位置由控制器通过参考信号控制；传感器可以检测执行机构当前的位置和速度，并将这些信息通过反馈回路传送给控制器。
控制器的主要任务是根据反馈路径的信息调整控制信号的大小和相位，使得执行机构的位置和速度与参考信号保持一致。
控制器基本上由放大器和比较器组成。
放大器通过放大参考信号和反馈信号，将它们变为电压信号；比较器检查反馈信号与参考信号的差异，然后输出控制信号。
二、全数字伺服控制方案的实现1.信号采样和处理PLC是一种高速运算、大容量存储、现场编程的高级控制设备，可以对各种类型的输入信号进行数据采集和处理。
在伺服系统中，PLC可以采集执行机构的位置、速度和加速度等运动状态，使用PID控制算法进行计算，并输出控制信号，实现对执行机构的精确控制。
2.PLC 控制算法PLC控制算法有许多种，例如PID算法、自适应控制算法、模糊控制算法等。
其中，PID控制算法是最常见的控制方法，它基于误差的大小和变化率来进行控制。
PID控制器的输入部分是位移误差，在控制器计算的输出部分，需要加入比例放大器、积分放大器和微分放大器三个环节，也就是P I D三个环节。
输出信号经过放大后，与参考信号一起输入执行器，执行器便能够根据这个信号进行控制。
3. 信号输出在控制信号计算完成后，需要将控制信号转换为电流或电压信号，输出给执行机构，可以采用PWM调制技术或DAC转换技术来实现这一步骤。
基于PLC的全数字交流伺服位置控制
基于PLC的全数字交流伺服位置控制PLC（可编程逻辑控制器）是一种专用于工业控制系统的数字化电子设备。
它可以通过编程来控制各种工业过程，比如机械设备、生产线等。
在工业控制系统中，位置控制是一项重要的任务，特别是在伺服系统中。
本文将介绍基于PLC的全数字交流伺服位置控制。
全数字交流伺服位置控制采用数字信号直接控制伺服驱动器，通过编程来控制驱动器的开关状态和波形生成。
与传统的模拟控制相比，全数字控制可以提供更高的精度和更好的稳定性。
1. 系统硬件配置需要安装伺服驱动器和传感器等硬件设备。
伺服驱动器是控制伺服电机的核心设备，传感器用于测量电机的位置和速度。
2. 系统参数设置设置伺服驱动器的参数，包括电机类型、最大速度、最大加速度等。
这些参数决定了系统的运行性能。
3. 位置指令生成通过编写PLC程序，生成位置指令信号。
位置指令可以是固定值，也可以是根据实际应用需求动态生成的。
4. 位置反馈和误差计算通过传感器获取电机的实际位置反馈信号，并与位置指令进行比较，计算位置误差。
5. 控制信号生成根据位置误差，使用PID控制算法计算控制信号。
PID控制算法是一种常用的闭环控制算法，通过比较位置误差的大小来调整控制信号的大小和方向。
6. 控制信号输出生成控制信号后，将其输出给伺服驱动器。
伺服驱动器根据接收到的控制信号来调节电机的功率输出，使其按照位置指令进行运动。
通过以上步骤，PLC可以实现对全数字交流伺服位置控制系统的控制。
在实际应用中，还可以加入其他功能，如速度、加速度限制、位置限制等，以满足不同的应用需求。
基于PLC的全数字交流伺服位置控制可以实现高精度、高稳定性的位置控制，适用于各种工业应用场景。
它提供了灵活的编程方式和强大的控制功能，可以满足不同的应用需求。
基于PLC和伺服电机的工作台位移控制(毕业论文doc)
目录摘要 (2)Abstract (3)第一章课题简介 (4)第二章工作台的组成 (5)2.1PLC（S7-200） (5)2.1.1PLC介绍 (5)2.1.2PLC的选型 (6)2.2伺服驱动器 (7)2.2.1伺服驱动器原理 (7)2.2.2使用伺服驱动器的基本要求 (7)2.3伺服电机 (8)2.3.1伺服电机介绍 (8)2.3.2伺服电机工作原理 (9)2.3.3伺服电机与步进电机的性能对比 (9)2.3.4伺服电机的选择 (10)2.4工作台机械部件 (12)2.4.1滚珠丝杠螺母副 (12)2.4.2联轴器 (13)2.4.3传感器 (13)第三章 S7-200 可编程控制器 (16)3.1 S7-200的高速脉冲输出功能 (16)3.1.1 脉冲输出（PLS）指令 (16)3.1.2 用于脉冲输出（Q0.0或Q0.1）的特殊存储器 (16)3.1.3 对输出的影响 (18)3.1.4 PTO的使用 (18)3.2 S7-200中断功能 (19)3.2.1中断事件优先级 (19)3.2.2 本课题所用到的中断功能 (22)第四章控制系统的执行 (23)4.1 元器件的布置 (23)4.2 PLC控制程序 (24)4.3 触摸屏 (31)4.4 调试 (31)小结 (32)致谢 (33)参考文献 (34)摘要现代社会，随着科学的进步、自动化的不断发展，PLC已成为现代产业中必不可少的使用工具，我们应该尽可能的发挥出PLC的功能，使之能最大限度的满足被控对象的控制要求。
本设计中为了能满足工作台的移动要求，我选用西门子PLC 做伺服电机的控制核心，用触摸屏来实现对伺服电机的控制，以便做到能使工作台能够在我的控制下实现自由来回的位移。
本文主要介绍了PLC控制系统总体方案设计、设计过程、组成、列出的梯形图，并给出了系统组成框图，分析电梯逻辑关系，提出PLC的编程方法。
关键词：PLC 伺服电机控制触摸屏AbstractModern society, with the progress of science, the continuous development of the automation, PLC has become essential in modern industry the use of tools, we should try to play a function of the PLC, so that it can maximize the satisfaction of the controlled object controlrequirements. This design in order to meet the mobile requirements of table, I chose to use Siemens PLC to do the core of the servo motor control, servo motor control, touch screen, make the table in order to achieve freedom back and forth under my control displacement.This paper describes the overall design of the PLC control system design process, components, listed in the ladder, and gives the system block diagram, analysis of the elevator logical relationship proposed PLC programming method.Keywords:PLC ，servo motor ，control ，the touch screen第一章课题简介三年大学时光我们学习了很多知识，其中机床的运动最让我们印象深刻，因此我决定设置一个简单的可以控制位移大小的工作台来作为我的毕业设计。
基于PLC的全数字交流伺服位置控制
基于PLC的全数字交流伺服位置控制一、引言随着科技的不断进步和发展，伺服技术在工业自动化控制领域中得到了广泛的应用。
而在伺服控制系统中，位置控制是其中最为重要的一部分。
传统的伺服位置控制系统大多采用的是模拟控制方式，其控制精度和稳定性都难以满足现代工业生产中对于高性能、高精度的要求。
全数字交流伺服位置控制技术应运而生，它不仅提高了控制精度和稳定性，同时也极大地简化了系统的调试与维护。
本文将结合PLC作为控制器、交流伺服电机作为执行器，探索基于PLC的全数字交流伺服位置控制方案，包含了该方案的工作原理、系统结构、控制策略等内容，为相关领域的工程师和研究人员提供参考。
二、全数字交流伺服位置控制原理1. 交流伺服电机交流伺服电机是一种适用于高精度、高性能控制系统的电机，其与传统的直流伺服电机相比，具有响应速度快、转矩密度高、惯量小等优点。
交流伺服电机由交流伺服电机本体和驱动器两部分组成，通过电机控制器控制电机的转速和位置，从而实现对负载的精确控制。
2. 全数字控制全数字化控制是指通过数字信号对系统的各个部分进行控制，从而实现对系统的全面数字化管理。
在全数字交流伺服位置控制系统中，通过编码器等传感器采集电机的位置信息，经过PLC进行处理和分析，再通过交流伺服电机的驱动器对电机进行准确的位置控制。
相比传统的模拟控制方式，全数字控制能够提高系统的控制精度和稳定性。
基于PLC的全数字交流伺服位置控制系统通常由以下几个部分组成：1. PLC控制器：作为整个系统的控制核心，负责接收传感器采集的电机位置信号，实时进行控制算法的计算，并通过数字输出端口向交流伺服电机的驱动器发送控制信号。
2. 传感器：一般采用编码器等传感器，用于实时采集电机的位置信息。
3. 交流伺服电机驱动器：接收PLC发送的控制信号，对电机进行精确的位置控制。
1. 闭环控制全数字交流伺服位置控制系统采用闭环控制方式，通过编码器等传感器实时反馈电机的位置信息，与PLC计算的目标位置进行比较，实现对电机位置的精确控制。
基于PLC-伺服驱动的位置控制系统设计
基于PLC-伺服驱动的位置控制系统设计MINAS A系列交流伺服驱动器是日本松下电器公司生产的全数字化交流伺服装置，具有响应快、精度高、体积小，共振抑制、多闭环控制功能和控制方式多样化、保护措施齐全等特点。
目前已广泛应用于数控机床、机器人、轻工机械、纺织机械、医疗器械、自动化生产线、半导体生产等各种有精确调速、定位要求的场合；利用PLC(可编程控制器)强大的编程、运算与控制功能，本文提出了PLC与伺服驱动相结合的位置控制模式，并给出了数控机床两轴联动位置控制系统的设计与实现方法。
1 系统原理与组成原理：PLC发出的指令脉冲数与编码器检测的位置反馈脉冲数同时送入伺服驱动器进行比较并确定偏差，按一定控制规律运算后得到的校正信号作为速度控制器的给定，再经电流调节与功率放大，使电机和机床工作台朝消除偏差的方向运动。
由于位置指令是经常变化的随机变量，要求输出量准确跟踪给定量的变化，因此，输出响应的快速性、灵活性、准确性成为位置随动系统的主要性能指标。
为满足这些指标要求，采取由位置环、速度环和电流环构成三环控制系统，控制方框图如图1所示，各环节的功能说明如下：图1三环控制位置伺服系统位置环：是位置随动系统的主要结构特征，采用P调节，增益设定愈高，定位时间愈短，获得快速定位响应特性。
同时，保证系统的稳态精度。
速度环：转速构成的负反馈内环采用PI调节，通过调整其增益与积分时间常数，抑制振荡，减少超调，提高系统的快速性。
电流环：起电流跟随、过流保护和及时抑制电压扰动的作用；电流环增益随型号而定，不能调节。
此外，还可以建立速度前馈控制与反馈控制相结合的复合控制，以减少速度的超调、失调和到位信号的抖动，使位置偏差接近0，以及设置其他相关参数，降低躁声，抑制谐振等，进一步改善系统稳态和动态品质指标。
2 硬件设计系统硬件由FX2N-80MT PLC、交流伺服驱动器MSDA043AIA、交流伺服电机MSMA042A1G(400W)及1 1线增量式编码器(脉冲数2500P／r，分辨率10000)组成。
基于PLC的全数字交流伺服位置控制
信息化工业科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald11①作者简介：蔡广飞（1963—），男，汉族，江苏南通人，本科，讲师，研究方向：测量与控制自动化。
DOI：10.16660/ki.1674-098X.2019.12.011基于PLC的全数字交流伺服位置控制①蔡广飞(江苏商贸职业学院 江苏南通 226011)摘 要：科技水平的不断提高，智能制造业的不断发展，运动控制系统也有了长足的进步。
过去的运动控制系统结构非常封闭、对于控制软件的要求极高、很多软件都不能控制、还要很多都不能使用网络功能，已经无法应对当下的要求了。
而现代的运动控制系统是将计算机、传感、电力等技术完美融合的产物，具有过去系统不具有的网络功能，智能化程度更高，对于机械的传动传递的更及时，进而取得良好的控制效果。
关键词：PLC系统 数字化 交流伺服 位置控制中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)04(c)-0011-02由于我国的经济处于中高速增长中，科学技术不断提高，现代机电一体化设备自动化生产线数字化，网络化，智能化水平逐步提高促进了工作的质量提升，生产效率也有一定的提升。
现代机电一体化技术在自动控制、机械、信息处理等方面都有所涉及，包含的种类非常多。
现阶段，通用运动控制技术已经变成一种非常成熟的技术，集结了新型传感器、电力电子、计算机等多种技术，将多种技术的优点能够完美发挥。
伺服机械传动是伺服系统的一个重要部分，已经成为现阶段很多领域中使用的重要部位。
1 伺服电机控制模式转矩控制方法是通过外部模拟输入或直接地址分配来设置电机轴的输出转矩。
通过实时改变模拟量的设置，或通过通信改变相应地址的值可以改变转矩。
通常，位置控制模式通过外部输入脉冲的频率确定旋转速度，并通过脉冲数确定旋转角度。
一些伺服系统可以通过通信直接分配速度和位移。
这种方法非常的好，可以特别准确的将速度确定，对于位置的确定也非常的可靠，所以在现阶段中，一般都会成为常用的方式去确定速度和位置。
PLC控制伺服电机准确定位的方法
PLC控制伺服电机准确定位的方法在自动化生产、加工和控制过程中，经常要对加工工件的尺寸或机械设备移动的距离进行准确定位控制。
这种定位控制仅仅要求控制对象按指令进入指定的位置，对运动的速度无特殊要求，例如生产过程中的点位控制(比较典型的如卧式镗床、坐标镗床、数控机床等在切削加工前刀具的定位)，仓储系统中对传送带的定位控制，机械手的轴定位控制等等。
在定位控制系统中常使用交流异步电机或步进电机等伺服电机作为驱动或控制元件。
实现定位控制的关键则是对伺服电机的控制。
由于可编程控制器(PLC)是专为在工业环境下应用而设计的一种工业控制计算机，具有抗干扰能力强、可靠性极高、体积小等显著优点，是实现机电一体化的理想控制装置。
本文旨在阐述利用PLC控制伺服电机实现准确定位的方法，介绍控制系统在设计与实施中需要认识与解决的若干问题，给出了控制系统参考方案及软硬件结构的设计思路，对于工业生产中定位控制的实现具有较高的实用与参考价值。
1 利用PLC的高速计数器指令和旋转编码器控制三相交流异步电机实现的准确定位1.1 系统工作原理PLC的高速计数器指令和编码器的配合使用，在现代工业生产自动控制中可实现精确定位和测量长度。
目前，大多数PLC都具有高速计数器功能，例如西门子S7-200系列CPU226型PLC有6个高速计数器。
高速计数器可以对脉宽小于PLC主机扫描周期的高速脉冲准确计数，不需要增加特殊功能单元就可以处理频率高达几十或上百kHz的脉冲信号。
旋转编码器则可以将电动机轴上的角位移转换成脉冲值。
利用PLC的高速计数器指令和编码器控制三相交流异步电机实现的准确定位控制系统，其原理是通过与电动机同轴相连的光电旋转编码器将电机角位移转换成脉冲值，经由PLC的高速计数器来统计编码器发出的脉冲个数，从而实现定位控制。
1.2 设计与实施以对传输带的定位控制设计为例加以说明。
现需要用传输带运送货物，从货物运送起点到指定位置(终点)的距离为10 cm。
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基于三菱PLC控制的交流伺服电动机位置控制系统研究
摘要：以某厂铝电解电容器生产过程中的一道关键工序——电容器套管自动烫印裁切为例，从系统参数分析计算入手，设计了基于三菱FX2N系列的PLC控制交流伺服电动机的位置控制系统，给出了定长及速度控制的算法和软件编程思路。
关键词：PLC 交流伺服电动机位置控制算法
可编程控制器（PLC）是采用微机技术的通用工业自动化装置，是面向用户的专业控制计算机。
它可靠性高，抗干扰能力强，编程直观、简单，适应性好，功能完善，接口功能强，通讯联网能力也越来越强。
随着微处理器和微计算机技术的发展，PLC不再仅有逻辑判断功能，同时还具有数据处理、PID调节和数据通讯功能，已广泛应用于机械、电子、纺织等各行各业。
某电容器制造厂有一道关键工序——电容器套管自动烫印裁切，该工序要求电容器套管间隙性定长送进，完成自动烫印及裁切。
图1为电容器套管定长控制与裁切示意图。
该系统中交流伺服放大器驱动伺服电动机，通过减速器带动一对滚轮旋转，从而实现电容器套管带料的定长送进。
下面将从系统参数分析计算入手，设计了基于三菱FX2N系列的PLC控制交流伺服电动机运动系统，并给出了定长及速度控制的算法和软件编程思路。
1 系统硬件设计及系统参数计算
1.1 硬件设计
位置控制系统中交流伺服放大器选用三菱公司的MR-J2S-40A，其属于通用交流伺服系统MELSERVO-J2-SUPER系列，具有位置控制、速度控制和转矩控制3种模式，本系统采用位置控制。
交流伺服电动机选用三菱公司的HC-KFS-43，其编码器的分辨率Pt=131 072脉冲/r，具有很高的控制精度。
本系统中采用的PLC选用三菱公司的FX2N-48MR，脉冲输出模
块采用FX2N-1PG。
对于FX2N系列PLC，本身不具备内置定位指令，但可以通过FROM/TO指令与扩展单元FX2N-1PG脉冲输出模块进行数据交换，向伺服放大器发送指定数量的脉冲串，从而完成对伺服电动机的简单定位控制，其最高波特率为100 K，1台FX2N系列的可编程控制器可以连续多达8个FX2N-1PG脉冲输出模块，从而最多可实现8轴的运动控制。
PLC的输入继电器X0用于控制电动机的停止，X1用于控制电动机的正向启动，X2用于控制电动机的反向启动；脉冲输出模块的FP输出前向脉冲；伺服放大器I/O接口CNIA的PP/NP分别用于接收正反向脉冲串。
1.2 系统参数计算
电容器套管带料的送进长度L取决于伺服放大器接收的脉冲数n，而送进速度v则取决于伺服放大器接收的脉冲频率f，设定：
如若设电容器套管带料的单位送进长度为1 mm，则公式（2）可计算出向伺服放大器发送的脉冲数为149。
对于电容器套管带料的单位送进速度为1 mm/s，则公式（2）可计算出向伺服放大器发送的脉冲频率为149 Hz。
套管带料的送进长度和速度可由发送的脉冲数和脉冲频率得到。
2 控制系统的程序编制思路
PLC扩展特殊单元时，依照扩展顺序将各特殊单元按NO.0、NO.1、NO.2等顺序编号，PLC特殊功能单元通信时，必须指明特殊单元编号，特殊单元中的缓冲寄存器BFM用于存储有关数据。
FROM
指令用于将特殊功能模块缓冲寄存器中的内容读入PLC，TO指令用于从PLC对特殊功能单元的缓冲寄存器写入数据。
特殊功能模块的缓冲寄存器，同样需要进行编号，不同编号的缓冲寄存器存放不同用途的数据。
其中，设置位置值的范围为0～999 999，即其最大输出脉冲数999 999，运行速度值范围为10 Hz～10 kHz，即输出脉冲的最高频率为10 kHz。
实际控制程序中FX2N–1PG输出脉冲的数量和频率必须在此范围内，如不能满足要求，可调整其定位倍率参数或伺服放大器的电子齿轮比。
本程序中脉冲输出模块的缓冲寄存器BFM#3参数设置为H0000，即其定位倍率为1。
程序中数据寄存器D101用于存储电容器套管带料的送进长度L，本程序中取L=100 mm，数据寄存器D201用于存储电容器套管带料的送进速度v，本程序中取v=100 mm/s，定时器T0用于设定电容器带料的送进间隙时间，本程序中取T0=2 s。
参考程序如图2所示。
3 结语
实践证明，由FX2N系列PLC控制的交流伺服电动机的位置控制系统完全符合生产工艺要求，控制精度高，参数调整方便，自动化程度高。
实际应用时套管的定长控制、送进速度等还可采用图形操作
终端（人机界面或称触摸屏）进行设定和调整。
参考文献
[1] 钟肇新，等.可编程控制器原理及应用[M].广州：华南理工大学出版社，2008
[2] 郭庆鼎，孙宜标，王丽梅.现代永磁电动机交流伺服系统[M].北京：中国电力出版社，2006。