电液伺服系统的PLC位置闭环控制系统设计
基于PLC的液压机控制系统设计
基于PLC的液压机控制系统设计刘俊,李文(大连交通大学电气信息学院,辽宁大连116028)摘 要:针对传统液压机控制系统的不足,为使其拥有更好的性能和人性化操作界面,构建了基于PLC与工业触摸屏的电气控制系统整体结构,设计采用三菱FX1N PLC作为主控核心,实现的功能分别为与上位机的数据交换,对液压机外围硬件电路以及内部阀体控制和对压力、位移、温度的数据检测。
并给出相应的PLC程序及部分上位机界面设计。
应用结果表明,与传统设计相比,该系统既可以实现自动优化运行,又可以满足手动控制的操作要求,提高了工作效率,是机电一体化的典型应用。
关键词:液压控制;电气控制;可编程逻辑控制器;数据检测;人机界面中图分类号:TH137;TM57 文献标志码:B 文章编号:1671 5276(2011)01 0157 04Control Syste m Design of Hydraulic Press Based on PLCL I U Jun,L IW en(E l e ctrica l and Infor m a tion I nstit u t e,Da lian Jiao t ong Un ive rsity,Da li a n116028,Ch ina)Abstrac t:To m ake up f or t he short age in t he traditional control sys t e m f or hydr auli c pr ess,t his paper constructs t he overall s truc t ure of e l e ctrical contr o l sys t e m based on PL C and indus trial touch screen.I n or der t o m ake t his sys t e m has bett er perf or mance and hu manized operati o n int erf ace,M it sub i s hi FX1N PLC is used as the core t o rea lize its f unction data exchange w ith PC,t he contro l of the peripheral hard w ar e c ircuits and int ernal valves,and t he data de t ec tion i n t he pressure,displace ment and t e mperat ure.And ita lso of f ers the des i g n o f t he corr espond i n g PL C procedure and part o f t he PC int erf ace des ign.Runn i n g result sho w s that co m pared w ith t he trad iti o nal des ign,the syst em not on l y can r eali z e the aut omatic op tm i al oper a ti o n,but also can mee t t he perf or mance require ment s f or manual contr o l and m i prove work effi c iency.This is a typica l appli c ati o n ofmechanical and elec trica l int egrati o n.K ey word s:hydraulic contr o;l e l e ctrical contro;l PL C;dat a det ecti o n;HM I(H u manM achine Int erf ace)0 引言转向架可以说是铁道车辆上最重要的部件之一,它直接承载车体质量,保证车辆顺利通过曲线。
实例 - 1500PLC 连接 V90 伺服系统实现位置闭环控制
实例| 1500PLC 连接V90 伺服系统实现位置闭环控制S7-1500 运动控制功能支持旋转轴、定位轴、同步轴和外部编码器等工艺对象。
并拥有轴控制面板以及全面的在线和诊断功能有助于轻松完成驱动装置的调试和优化工作。
S7-1500 支持多种连接方式。
可以使用PROFIBUS DP 和PROFINET IO 连接驱动装置和编码器，也可以使用模拟量输出模块（AQ）连接带模拟设定值接口的驱动装置并通过工艺模块（TM）,读出编码器的信息。
本文中所涉及的例子就是使用第二种方式。
图2-1 连接方式示意2.2 SINAMICS V90SINAMICS V90 是西门子推出的一款小型、高效便捷的伺服系统，可以实现位置控制、速度控制和扭矩控制。
使用V90 的速度控制功能可以与S7-1500 运动控制功能配合使用，接收S7-1500 模拟量模块发出的+-10V 模拟量信号做为速度给定，并通过PTO 功能反馈位置信号给S7-1500，在S7-1500PLC 中实现闭环位置控制。
3、应用项目配置示例3.1 S7-1500 组态3.1.1 组态硬件配置由于需要模拟量输出信号来控制速度给定，并接收来自V90 的脉冲反馈信号，所以S7-1500 系统中至少要配置 1 块模拟量输出模块和 1 块高速计数模块，考虑到V90 给出的位置反馈信号是5V 差分信号，S7-1500 系统中也要配置能够接收5V 差分信号的高速计数模块。
还需要 1 块数字量输出模块来为V90 提供使能信号。
图3-1 S7-1500 模块配置3.1.2 组态工艺对象驱动装置组态首先在工艺组态中添加一个定位轴，工艺对象一般的组态方法请参考《S7-1500运动控制使用入门》。
由于V90 接收的是+-10V 模拟量信号，所以模拟量输出模块也要设置输出范围为+-10V。
驱动装置类型选择“连接模拟量驱动装置”并在“输出”后面选择模拟量输出的变量名称。
为了在PLC 内激活使能时（如激活MC_Power 功能块Enable 管脚）能够把使能信号传递给V90，勾选激活启用输出，并且选择输出变量名称。
基于PLC与HMI的伺服电机运动控制系统设计与实现
基于PLC与HMI的伺服电机运动控制系统设计与实现摘要：随着计算机技术、可编程控制器及触摸屏科技的进步，现在机械制造行业几种控制系统越来越多的被应用到处理复杂事务中使其变得处理简易，在生活中，几种控制系统的应用提高了生产效率，使我们生活变得简单化，提高了机械产品的安全性和可操作性。
本文提出了选用S7-200SMARTCPUST30PLC为主控制器，发送脉冲指令作为伺服驱动器的输入信号，通过伺服驱动器实现对伺服电机前/后点动及连续运转、相对/绝对位置的精确控制以及自动查找参考点等操作，由SMART1000IEV3触摸屏搭建监控画面的思路。
关键词：伺服电机；PLC；运动控制；HMI1、系统总体方案设计1.1PLC和HMI简介1.1.1可编程里辑控制器简介可编辑逻辑控制器简称PLC，能够适应工作环境较为恶劣的条件，适用范围较广。
另外，PLC的维护较为方便，使用可靠性比较高。
CPU的运行状态是决定系统流畅的重要保证，而PLC的工作状态就是通过软件控制CPU的运行情况，当然通过硬件开关进行强制控制也是一种有效的控制手段，比如在进行测试阶段或者对系统进行检修时，硬件控制是一种较为方便的方式。
1.1.2 HMI简介随着我国工业水平提高，在生产过程中生产工艺越来越复杂，生产设备也在不断更新换代，生产控制人员不仅仅要对生产的每个流程熟知，还要对设备运行状况了解，做到设备运转的透明化。
HMI便是实现人机互通的关键技术，它实现了工作人员与机器之间的可靠连接。
在工作人员与Wincc flexible之间，HMI是实现二者链接的重要接口。
在控制器与Wincc flexible之间也同样需要这样的接口。
1.2 总体方案设计整个系统分为硬件设计、PLC程序设计、HMI与PLC通讯、系统实验调试共4部分。
硬件方面，主控制器选用S7-200SMARTCPUST30PLC，发送脉冲指令作为台达伺服驱动器（ASDA-B2-0121-B）的输入信号；通过伺服驱动器实现控制伺服电机（ASDAB2）的旋转速度和驱动丝杆滑台的移动位置[1]。
课程设计--基于PLC通信方式的变频器闭环定位控制系统
课程设计--基于PLC通信方式的变频器闭环定位控制系统闽南师范大学课程设计课题名称：基于PLC通信方式的变频器闭环定位控制系统目录关键词：三菱PLC，变频器，定位控制，编码器 (4)一；控制要求 (5)二；硬件部分 (5)2.1；系统接线原理图 (5)2.2；电机转数曲线 (5)三；软件部分 (6)3.1变频器通讯协议 (6)3.2梯形图 (7)四；软件调试 (10)4.1实验步骤 (10)4.2调试中的问题； (11)五；系统应用 (11)5.1，基于PLC的凿岩钻车控制系统 (11)5.2，基于PLC控制的三轴钻专用机床设计 (12)六；参考文献 (12)摘要；PLC通信方式的变频器闭环定位控制系统是以三菱PLC为核心，通过RS-485BD模块与变频器进行串行通信，变频器按照设定值工作，同时，电机带动编码器旋转，以编码器的脉冲输出作为反馈信号，作为PLC高数计数器的数器信号，可以准确计算出电机转数，从而实现电机准确闭环定位控制。
PLC作为控制的核心，主要用来接收编码器的反馈信号实现对当前位置的检测，通过和设定值的比较用通讯功能来控制变频器关键词：三菱PLC，变频器，定位控制，编码器一；控制要求电机上同轴连旋转编码器，变频器控制电机。
变频器按照设定值工作，带动电机运行，同时电机带动编码盘旋转，电机每旋转一圈，从编码盘脉冲端输出500个脉冲信号到PLC的高速计数器端X0，这样就可以根据计数器所计脉冲数计算出电机转数，当计数器到设定阀值后执行减速段程序段，控制电机减速至停止，完成定位控制。
二；硬件部分2.1；系统接线原理图2.2；电机转数曲线三；软件部分3.1变频器通讯协议*1.如果发现数据错误并且进行再试从用户程序执行再试操作如果连续再试次数超过参数设定值变频器进入到报警停止状态*2.发生接收一个错误数据时变频器给计算机返回再试数据， 如果连续数据错误次数达到或超过参数设定值变频器进入到报警停止状态PLC 到变频器通信请求数据格式如下：运行指令 FAH02 正转 H00 停止 频率写入ED H0000~ H2EE0 修改变频器频率 图3 通信协图3 通信数据格3.2梯形图四；软件调试4.1实验步骤1、按下表对变频器进行参数设置：Pr. 8 Pr.3Pr.79n1 n2 n3 N 4 n 5 n 6 n 7 n 8 n 9 n10 n110 1 0 1 48 10 0 ... ……0 0 1 0 在改其他参数时，要首先把n10改成0，然后掉电，再开电把变频器打开，再按PU键使PU指示灯，然后改其他参数，然后掉电。
比例阀控液压缸位置PID闭环控制的PLC软件实现
比例阀控液压缸位置PID闭环控制的PLC软件实现李艳杰;崔天宇;王海;马鹤;苗鑫超【摘要】A software implementation method of hydraulic cylinder position PID closed loop control in proportional valve control system using Siemens S7-200 was proposed.The block diagram and ladder program was given,and experimental studies in Festo TP701 proportional hydraulic test bed was done.Experimental studies have shown that the proportion of open-loop control system,using software methods can achieve the closed-loop control of position and other physical quantities,to control the performance of precision and anti-jamming capability to meet the demand of general industrial applications.%提出一种利用西门子S7-200实现比例阀控制系统中液压缸位置PID闭环控制的软件实现方法,给出了程序框图及梯形图程序,并在Festo TP701比例液压试验台上进行实验研究.实验研究表明,开环比例控制系统中,利用软件的方法可实现位置等物理量的闭环控制,控制精度和抗干扰能力等性能可满足一般工业应用的需求.【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2013(032)004【总页数】5页(P37-40,46)【关键词】比例阀;位置闭环控制;PID;PLC【作者】李艳杰;崔天宇;王海;马鹤;苗鑫超【作者单位】沈阳理工大学机械工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学机械工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学机械工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学机械工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学机械工程学院,辽宁沈阳110159【正文语种】中文【中图分类】TH137电液比例阀是以传统的工业用液压控制阀为基础，采用可靠、廉价的模拟式电气-机械转换装置(比例电磁铁等)将电信号转换为位移信号，连续地控制液压系统中工作介质的压力、方向或流量的一种液压元件［1］。
基于PLC的液位控制系统研究毕业设计(论文)
毕业设计论文基于PLC的液位控制系统研究摘要本文设计了一种基于PLC的储罐液位控制系统。
它以一台S7-200系列的CPU224和一个模拟量扩展模块EM235进行液位检测和电动阀门开度调节。
系统主要实现的功能是恒液位PID控制和高低限报警。
本文的主要研究内容：控制系统方案的选择，系统硬件配置，PID算法介绍，系统建模及仿真和PLC编程实现。
本设计用PLC编程实现对储罐液位的控制,具有接线简单、编程容易，易于修改、维护方便等优点。
关键字：储罐;液位控制;仿真;PLCAbstractThis article is designed based on PLC, tank level control system. It takes a series s7-200 CPU224 and an analog quantities of EM235 expansion module to level detection and electric valve opening regulation.System main function is to achieve constant low level PID control and limiting alarm.The main contents of this paper: the choice of the control system plan, system hardware configuration, PID algorithm introduced, system modeling and simulation, and PLC programming. PLC programming with the design of the tank level control have the advantage of simple wiring, easy programming, easy to modify, easy maintenance and so on.Key word: tank ; level ;control ;simulation ;plc目录摘要 (I)ABSTRACT ........................................................... I I 1 绪论. (1)1.1盐酸储罐恒液位控制任务 (1)1.2本文研究的意义 (2)1.3本文研究的主要内容 (2)2 控制系统方案设计 (3)2.1储罐液位控制的发展及现状 (3)2.2系统功能分析 (3)2.3系统方案设计 (4)3 系统硬件配置 (5)3.1电动控制阀的选择 (5)3.1.1 控制阀的选择原则 (5)3.1.2 ZAJP 精小型电动单座调节阀性能和技术参数介绍 (10)3.2液位测量变送仪表的选择 (13)3.2.1 液位仪表的现状及发展趋势 (13)3.2.2 差压变送器的测量原理 (13)3.2.3 差压式液位变送器的选型原则 (14)3.2.4 DP系列LT型智能液位变送器产品介绍 (15)3.3PLC机型选择 (16)3.3.1 PLC历史及发展现状 (16)3.3.2 PLC机型的选择 (18)3.3.3 S7-200系列CPU224和EM235介绍 (20)4 PID算法原理及指令介绍 (21)4.1PID算法介绍 (22)4.2PID回路指令 (24)5 系统建模及仿真 (28)5.1系统建模 (28)5.2系统仿真 (30)5.2,1 MATLAB语言中Simulink交互式仿真环境简介 (30)5.2.2 系统仿真 (31)第6章系统编程实现 (33)6.1硬件设计 (33)6.1.1 绘制控制接线示意图 (33)6,1.2 I/O资源分配 (33)6.2软件设计 (34)6.2.1 STEP 7 Micro/Win V4.0 SP6编程软件介绍 (34)6.2.2 恒液位PID控制系统的PLC控制流程 (35)6.2.3 编写控制程序 (36)6.2.4 程序清单 (39)结束语 (40)参考文献 (41)致谢 (42)1 绪论1.1 盐酸储罐恒液位控制任务如图1.1所示为某化工厂稀盐酸储罐，该罐为钢衬聚四氟乙烯储罐，罐体高6米，容量为50立方米，重500千克。
开题报告-基于PLC的伺服电机控制系统开发
基于PLC的伺服电机控制系统开发1、课题背景PLC（Programmable Logic Controller）名为可编辑逻辑控制器，诞生于上个世纪，其功能强大、使用方便、性价比高、可靠性抗干扰能力强的优异特点使它成为了现代化工业改革中控制系统方面的一面旗帜。
而伺服电机是工厂自动化、数控机床、机器人等机电一体化中的重要驱动部件。
两者都广泛运用在工业领域，而它们的结合更是给整个现代工业带来了翻天覆地的变化。
伺服系统（servomechanism）又称随动系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。
伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。
它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制非常灵活方便。
在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角），其结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。
伺服系统最初用于国防军工,如火炮的控制,船舰、飞机的自动驾驶,导弹发射等,后来逐渐推广到国民经济的许多部门,如自动机床、无线跟踪控制等纵观我国的工业自动化水平还依旧处于发展阶段，无论是控制系统还是网络化程度都和发达国家之间存在明显的差距。
其中有大多数工厂依旧使用传统机床和生产加工线，这些工厂和企业急需爆发出新的生命力来响应国家的政策。
并且近年来我国强调经济的可持续发现和现代工业化的转变，PLC伺服控制应用将是其中必不可少的一份子。
因此从它的发展趋势来看，它在我国工业应用领域的拓展和深入将是必然实现的。
而本课题基于PLC的伺服电机的控制系统，便是顺应时代的潮流。
在plc 深入改革工业世界的同时，运用自己所学的基础知识和专业知识来设计并解决问题。
2、文献调研2.1PLC伺服系统在国内发展现状2012年沈阳理工大学机械电子工程的王瑜硕士在导师陈白宁的辅导下研究以钢管切割生产线中的自动定长切割设备为对象，提出了锯片在高速旋转的过程中变速进给切削的新理念，研究开发了可以变速、定长切割，具有设备可靠性高、结构简单、易于调试等特点的冷切割设备控制系统。
基于PLC的液位控制系统设计
2024年7月16日
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基于PLC的液位控制系统设计
液位控制系统的硬件组成
计算机液位控制系统电路图如图所示。在本控制系统中、用计算机实现控 制算法, PLC控制系统带有A/D模块SM331和D/A模块SM332。电动调节阀作为 执行机构。
控制系统硬件电路连接图
2024年7月16日
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基于PLC的液位控制系统设计
液位变送器 : 采用液位变送器 BP800采用工业用的扩散硅压力变送器， 含不绣钢隔离膜片，同时采用信号隔离技术，对传感器温度漂移跟随补 偿 。压力传感器用来对上水箱和下水箱的液位进行检测，变送器为二 线制，故工作时需串接24VDC电源 。
电动调节阀 : 采用智能型电动调节阀，用来进行控制回路流量的调节。。 电动调节阀号为: QSVP-16K。具有精度高、技术先进、体积小、重量轻、 推动力大、功能强、控制单元与电动执行机构一体化、可靠性高、操作 方便等优点，控制信号为4—20mADC或1—5VDC，输出4—2OmADC的阀位信 号，使用和校正非常方便。
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基于PLC的液位控制系统设计
建立数学模型
被控对象的数学模型 :
将Q1作为被控过程的输入变量，h为其输出变量，则该被控过程的数学模型 就是h与Q1之间的数学表达式。根据动态物料平衡关系有:
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基于PLC的液位控制系统设计
表示为增量形式:
式中: ΔQ1，ΔQ2，Δh分别为偏离某一平衡状态的增量；A为水箱截 面积。
基于PLC的液位控制系统设计
本文设计的主要目的是控制下水箱的液位。使下水箱的 液位在某一比较小的范围变化。
研究对象是双容水箱的串级系统。 液位控制系统的组成：
控制器 电动调节阀 上水箱、下水箱 液位变送器等 电动调节阀用于调节上水箱的进水量大小，液位变送器 用于检测上水箱和下水箱的液位。控制器的输出量用于控制 调节阀的开度。
PLC控制伺服电机应用实例
PLC控制伺服电机应用实例，写出组成整个系统的PLC模块及外围器件，并附相关程序。
PLC品牌不限。
以松下FP1系列PLC和A4系列伺服驱动为例，编制控制伺服电机定长正、反旋转的PLC程序并设计外围接线图，此方案不采用松下的位置控制模块FPG--PP11\12\21\22等，而是用晶体管输出式的PLC，让其特定输出点给出位置指令脉冲串，直接发送到伺服输入端，此时松下A4伺服工作在位置模式。
在PLC程序中设定伺服电机旋转速度，单位为（rpm），设伺服电机设定为1000个脉冲转一圈。
PLC输出脉冲频率=（速度设定值/6）*100（HZ）。
假设该伺服系统的驱动直线定位精度为±0.1mm，伺服电机每转一圈滚珠丝杠副移动10mm，伺服电机转一圈需要的脉冲数为1000，故该系统的脉冲当量或者说驱动分辨率为0.01mm(一个丝)；PLC输出脉冲数=长度设定值*10。
以上的结论是在伺服电机参数设定完的基础上得出的。
也就是说，在计算PLC发出脉冲频率与脉冲前，先根据机械条件，综合考虑精度与速度要求设定好伺服电机的电子齿轮比！大致过程如下：机械机构确定后，伺服电机转动一圈的行走长度已经固定（如上面所说的10mm），设计要求的定位精度为0.1mm(10个丝)。
为了保证此精度，一般情况下是让一个脉冲的行走长度低于0.1mm，如设定一个脉冲的行走长度为如上所述的0.01mm，于是电机转一圈所需要脉冲数即为1000个脉冲。
此种设定当电机速度要求为1200转/分时，PLC应该发出的脉冲频率为20K。
松下FP1---40T 的PLC的CPU本体可以发脉冲频率为50KHz，完全可以满足要求。
如果电机转动一圈为100mm，设定一个脉冲行走仍然是0.01mm，电机转一圈所需要脉冲数即为10000个脉冲，电机速度为1200转时所需要脉冲频率就是200K。
PLC的CPU输出点工作频率就不够了。
需要位置控制专用模块等方式。
有了以上频率与脉冲数的算法就只需应用PLC的相应脉冲指令发出脉冲即可实现控制了。
PLC触摸屏控制伺服电机程序实例
P L C触摸屏控制伺服电机程序实例(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--PLC触摸屏控制伺服电机程序设计摘要：以三菱公司的FX3U-48MT-ES-A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。
关键词：PLC; 触摸屏; 伺服电机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。
【doc】PLC实现位置全闭环控制
PLC实现位置全闭环控制PLC实现位置全闭环控制韩禄芳介绍由光栅尺,高速计数模块,PLC及伺服电机组成的位置闭环控制系统,以SKJ6000数控双头锯应用为例,描i软件.词PLC位置控制全闭环分类号1文献标识码B5[述际的位置控制应用中,有机械式固定长度定位(如凸轮茈挡块定位,曲轴控制等),电气式固定长度和任意定位控制,目前对位置控制的执行机构多为伺服电机,步进电机,变频电机,压电陶瓷马达及直线马达,其中以压达的步距最细,其定位精度取决于光栅的精度,伺服电最广.目前位置控制系统多以开环系统为主,其闭环控用半闭环,全闭环控制系统一般只有在三坐标测量机,孔,焊接和制作,激光测量,打标及防伪标记等一些精高或加工工件较长的设备有所应用.000数控双头锯的驱动机构采用滚轮在光轴上利用摩动,工作长度6m,要求对工件能实现任意长度的切割,0.1mm,故用光栅作为反馈来进行位置闭环控制,驱动伺服电机,控制系统为PIC,高速计数模块采集光栅尺示和比较位置值.;统的工作原理戒结构机架长度达6.5m,难以依靠机械来保证设备的加工精来回运动存在着累计误差和反向间隙,因存在制造误备每段的误差也各不相同.由于设备的运行是依靠滚上的摩擦来产生驱动力,当摩擦力不足时会产生滑动,圆轴上的位移发生变化而产生误差,因此对于靠摩擦位移的设备在进行位置控制时,必须要有相应的位置行反馈,才能保证位移的精度.刚系统工作原理控制系统组成见图1,控制系统由触摸屏设定目标位控制面板图1置值,通过PLC(FX1N一60MT)将目标位置值与碹(FX2N一1HC)所采集的光栅所反映的当前位置值进;比较值不为0时,由PLC输出相应比例的脉冲数拦机旋转,驱动滚轮在光轴上行走,同时,利用光栅信的实时位置值采集到高速计数模块与目标设定值i比较结果等于0时,PLC就不再输出脉冲数,伺服哇转,系统趋于稳定状态.利用PLC本身内置的Y00'路脉冲输出,不必使用位置控制模块进行定位控制,件的成本与软件编程的时间,当此两路脉冲信号输i响应时间可达到5txs,在5-24VDC的情况下,输出1O～1OOmA.3.PLC位置控制相应的应用指令(1)原点回归指令DZRNSIS2S3Ds1:指定原点回归开始时的速度(Hz),使用161盎..蓬设备管理与维值2011No可设置为10～32767,如使用32位指令时,其值可设置为10～100000.s2:指定到达原点开关后的爬行速度(Hz),目的是为了得到精确的原点定位,设定为i0～32767.s3:原点开关信号,当接受此信号后,回原点开始执行爬行速度,在爬行的过程中,此信号始终接通,一旦此信号断开,原点回归完成.当使用不同的输入信号时,会受到PLC运算周期的影响,从而引起原点位置的偏移增大:D:脉冲输出起始地址,具备脉冲控制功能的PLC必须采用晶体管输出形式,并且脉冲输仅限于Y000或Y001.(2)相对位置移动指令DRVISI52D1D2S1:相对位置输出脉冲数,16指令时:一32768一+32767,32位指令时:一999999一+999999.s2:输出脉冲频率(Hz),使用16位指令时:10～32767,使用32位指令时:10～100000.D1:脉冲输出起始地址,为Y000或Y001.D2:电机旋转方向信号输出起始地址,0N一正向,0FF一负向.可以任意一路输出,旋转方向通过输出脉冲数的正/负符号来确定.(3)绝对位置移动指令DRVASIs2D1D2Sl:绝对位置输出脉冲数,l6位指令时:一32768～+32767,32位指令时:一999999～+999999.S2:输出脉冲频率(Hz),使用16位指令时:10～32767,使用32位指令时:10100000.D1:脉冲输出起始地址,为YO00或Y001.D2:电机旋转方向信号输出起始地址,旋转方向通过目标值与当前值的差值所产生的正/负符号来确定.(4)脉冲输出指令PLSYS1s2D1S1:指定输出频率(Hz),16位指令一1~32767,32位指令一1—100000.s2:指定产生的脉冲量(PLS),l6位指令一10～32767,32位指令一1～2147483647.当该值为0时,输出的脉冲数不受限制.D1:脉冲输出起始地址,为YO00或YO01.输出脉冲的占空比为50%0N,5O%0FF,输出控制不受扫描周期的影响,采用中断处理的方式.(5)带加减速脉冲输出PLSYS15253DSl:最高输出频率(Hz),10—20000.s2:总脉冲输出数(PLS),16位指令一110-32767,32位指令一110～2147483647,设定值不满110时,脉冲不能正常输出. s3:加减速度时间,加减速时间以相同的值动作,加减速时间可设定的最小值为S3≥(90000/S1)x5,加减速时间可设定的最大值为S3≤(s2,S1)x818.D:脉冲输出起始地址,YO00或Y001.带加减速脉冲输出特别适应于步进电机的应用,有利于降低步进电机的起始频率.4.高速计数模块(FX2N一1HC)2相50kHz的高速计数模块为PLC的一个特殊功能模块.与PLC之间通过缓冲存储器进行数据交换(表1),FX2N一囡设苗管理与维修2o11№2表1缓冲存储器(BFM)BFM编号内容#0计数模式K0到KI1缺省值为:KODOWN/UP命令(1相输入#1缺省值为:KO模式)#3.#2环长度高/低缺省值为:K65536写舭命令缺省值为:KO#l1.#10预设置数据高/低缺省值为:KO拌l3.}}12YH比较值高/低缺省值为:K32767#15.革f14YS比较值高/低缺省值为:K32767#21.#20计数器当前值高,低缺省值为:KO菠/写#23,#22最大汁数值高/低缺省值为:KO#25.#24最小计数值高/低缺省值为:K0舵6比较结果#27端子状态读#29错误状态#30模型识别码K40101HE有32个缓冲存储器,每个为16位.要使高速计数模块能正常工作,必须对其缓冲存储器进行设置,本设备BFM#O设置为K2,K2为32位2边缘计数,2相输入(相位差脉冲),计数形式如图2.BFM#4为命令设置参数,参数意义如表2.BFM#21与#20相相a)当相位A输入为ON时,此时如果相位输入由OFF变成ON,计数器计数加1图2相相b)当相位A输入为ON时,此时如果相位输入由ON变成OFF,计数器计数减1表2控制字设置BFM#4…O'(OFF)"1"(ON)bO计数禁止计数允许blYH输出禁止YH输出允许b2YS输出禁止YS输出允许b3YI-I/YS独立动作相互复位动作b4预先复位禁止预先复位允许b5到b7未定义b8无动作错误标志复位b9无动作YH输出复位bl0无动作YS输出复位b11无动作YH输出设置b12无动作YS输出设置一釜盔.主&警型基0L为计数器当前值,读取数据可以通过PLC对#21与#20缓冲器进行操作.PLC对高速计数模块的操作是通过对其缓冲器进行数据读取和下达相关的操作指令,同时也是通过缓冲器获得计数器的错误状态和识别模型标识代码号.三,闭环系统接线原理图(图3)图3尺伺服驱动器通过KM交流接触器送电,提供24VDC控制电源,伺服作好初始化运行准备,P—OT为正限位开关,N—OT为负限位开关,ALM为伺服报警信号输出,当信号均正常时,PLC输出伺服使能信号,相应的控制信号与方向信号后,伺服电机M 才能正常旋转.图3中,Y0输出脉冲信号,Y1输出方向信号,Y2 输出伺服使能信号,X0接收伺服故障报警信号,SB1为运行启动信号,输入到PLC的x1端子,SB2为设备停止信号,输入到PLC的X2端子上,光栅信号输入到高速计数模块FX2N一1HC 上,A12+/A一接受光栅尺的A相信号,B12+/B一接受光栅尺的相信号,YS+/YS一为软比较输出信号,用来控制输出信号的到位处理.从图3可见,伺服电机,PLC,高速计数模块及光栅构成了一个闭环系统,PLC发送指令驱动伺服电机,光栅反馈位置信号到高速计数模块,PLC再从高速计数模块中读取数据,根据实时采集到的数据做相适应的处理.四,软件设计(流程图见图4)根据流程图,对于位置定位控制,本系统的软件设计主要分以下三个功能块.1.高速计数模块当前位置的读取与存储(图5)先将高速计数模块初始化,计数器正常工作后,将缓冲寄存器BFM#21及#20的当前值数据取出存放到数据寄存器D1000中,此时....芷夔.乏至鐾鲞...一..图4fM8002卜_—卜_——【TOKIK0K2K1】高速计数模块初始化l初始脉冲lM8000卜_—卜_—TOKIK4K4M10K1】高速讨'数模块初始化J运行监视lIM8000卜_—卜_——_(MIO)计数允许l运行监视lM8000卜_—卜_——【DFROMKIK20D1000K1]渡取BFM#21,#20当前值l 运行监视存储到数据寄存器Dlo0o中图5D1000中的数据就是光栅所反映的实际位置.注意:每次上电后,光栅的计数都是从零开始,因此对于数控设备来说,每次上电后,设备要进行回零操作(回零程序见图6),回零由触摸屏设定的M20进行操作,回零结束后,高速计数模块要进行清零操作,并且将M20复位,防止重复操作.图62.当前位置与目标位置的比较(图7)Y000]回零开始DCMPD1000D2000M100】将目标位置值与光栅尺实际位置值进行比较,结果送到M100中M12)Ys输出允许DT0K1K10D2000KI]预设值M20)YS输出复位图7目标位置值通过触摸屏设置到数据存储器D2000中,与D1000中从光栅实时采集到的数据进行比较,将结果传送到M100中.将设定值D2000输入到高速计数模块BFM#11及#10缓冲器中,以便YS的信号输出,当运行开始时,位置比较输出有效,运行结束,比较输出无效.设苗管理与维值2011№2囫3.目标位置的移动在位置移动前,先使伺服使能信号有效,为位置运动作好准备,然后取目标值数据寄存器D2000与当前位置数据寄存器D1000的差值送到数据寄存器D1500中(图8).IM8000}_——_1卜—T10KIO)J运行监视lTIO卜_—卜-——一Y2)伺服使能I延时闭合lM8000卜_—卜——DSUBD2~)ODIO00D1500j将目枷值减去当前值l运行监视~#~qD1500中JM8000卜_—卜-—DMU[K100D1500D1502】D1500乘100.放大,I运行监视送至1)l5㈤图8按启动按钮SB1,设备开始根据触摸屏设定的目标位置值移动,由于移动是靠摩擦力来产生动力的,因而在运行的过程中就存在着打滑的现象,这样在第一次移动时可能不到位,所以需要设备多次重复的运行才能最终达到目标位置,以上程序两个相对位移指令多次相互交替运行,最终达到目标位置,这是一个动态稳定的过程,在目标位置来回移动,最后趋于稳定(图9).五,结束语该系统的硬件亦可用于其他实现位置控制的设备中,组成系统的光栅可换成增量式旋转式编码器,但接线方法一样,软件可以不用改变,均能实现精确定位.设备经过实际的检测,定位精度在±0.1mm,即是光栅尺的分辨率,光栅尺的工作尺寸为6.5m.该设备已经使用了两年多,到目前为止,未出现过一次电气故障,精度和可靠性都非常好.W11.O2—14图9】位援移动开始]位置移动开始复位作者通联:深圳市蛇口通讯有限公司广东深圳市南山区E—mail:*******************518066[编辑叶允菁]封面广告说明飞耀机械作为高品质液压产品的提供者,依托欧美精湛的制造工艺,不断创新研发设计思想,以精益求精的制造理念和永无止境的客户服务精神,在高品质液压产品研制上不断的突破与创新,凭借三十多年液压产品的制造经验,研制出适合市场需求的系列高品质液压产品.产品系列涵盖千斤顶,拔轮器,液压泵站,螺栓工具,电力机具,数控轴承加热器,全自动旋转吊车,高空作业升降平台等.公司经过多年的发展在原有精良加T设备的基础上,先后引进多批国际尖端的数控加T中心,数控机床,数控钻铣床,超高压检测设备等.飞耀产品因其技术先进,质量可靠和轻便耐用,在国内外工业领域备受推崇..Is耀品牌不再是一个单纯的商标,而是大型螺栓紧固,拆装科技及液压同步顶升系统的代名词和质量的保证书.公司将持之以恒地坚持品质卓越,技术领先,用心制造,服务世界的经营理念,在ISO9001:2000质量认证体系的保证下,一如既往地为全球工业领域提供安全,优质,高效的液压系列产品.飞耀人愿为冶金,电力,石化,铁路,桥梁,航空,船舶,重型机械制造等行业的发展作出更大贡献!液压千斤顶系列?提供液压设备专业维修,检测液压扭矩扳手系列?船舶制造专用全自动三维调整机数控轴承加热器系列?液压拔轮器系列液压钢丝绳压套机系列?液压同步顶升系统液压螺栓拉伸器系列?液压升降台系列围设置譬理与维值2011№2.誊誊塞..篷L型盥遴。
基于S7-200PLCUSS协议通信的速度闭环定位控制系统设计
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Ｃ Ｏ Ｍ 链 路 的Ｕ Ｓ Ｓ ） ０ 停 止 时 间 １ ５ Ｏ 直 流 制 动 电 流 １ 直流制动电流持续时间
３ ． 软件设计 应用ｓ ７ — ２ ０ ０ Ｐ Ｌ Ｃ ￣变频器通过Ｕ Ｓ Ｓ 协议网络 控制 实现速度 闭环定位控 制 。要求Ｐ Ｌ Ｃ 根 据输 入端 的控 制信号及脉冲 信号 ，经过程 序运算后 图４ 系统 通信部分梯形 图程序 由通讯端 口控制变频器 运行设定 的行 程； 电机 值后 开始减速 ；电机 运行到设定值后停 止运 行 运行到减 速值后开始减 速； 电机运 行到设定值 并锁定 ，实现 了速度 的闭环定位 自动控制 。 后停止运 行并锁定 。系统软件程序流 程图设计 实践 证 明：西 门子 变频 器与Ｐ Ｌ Ｃ 通过 Ｕ Ｓ Ｓ 如 图３ 所示 。 协议 进行串行通讯 ，无须购置附件进行 系统组 …………………… 囊 ………………………………一 ． ¨ 态 ，直接对其组 网监 控，进行 电机 闭环 调速 ， 是一种低成本 、高性 能的好途径 ，这种 设计 方 法具有较大 的推广 意义。 一………………
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基 于Ｓ ７ — ２ ０ ０ Ｐ Ｌ Ｃ Ｕ Ｓ Ｓ 协议 通 信 的速 度 闭环 定 位 控 制 系统设 计
基于PLC摩擦焊压力闭环控制系统的设计
代的作用 。焊接接头质量与摩擦 焊机的转速 、 摩擦时
间、 摩擦 压 力 、 锻 压力 和工 件顶锻 变形 量有 关 。 顶 本 文 以连续 驱 动摩 擦 焊 机 为 例 ， 计 以 电液 比例 设 阀的液 压施 力 系统 ， 实现 压力 闭环 控制 ， 能对 液 压滑 台 的速度 、 移和 压力 实 施 控 制 ， 位 以满 足 高 速 、 精 度 的 高
关 键词 ： 编程控 制 器 ； 可 摩擦 焊 ；电液 比例 阀 ；压 力闭环控 制
中图分 类号 ： Ｈ１７ 文 献标 识码 ： 文 章编 号 ：０ ０ ５ （０ ２ ０ ．０ ９（ Ｔ ３ Ｂ １ ０ ４８ ８ ２ １ ）３Ｉ ４ 统 提供摩 擦焊 接 的轴 向力 ， 之为摩 擦压 力 ； 主 称 而 轴 电机 提供 的机械 能 在摩 擦 压 力 的作 用 下 ， 生 摩 擦 产 扭矩 。 工件 相互 摩 擦 。所 以主轴 系统 带 动被 焊 接 工 使 件旋 转 ， 为其 提供 摩擦扭 矩 ， 液压 滑 台系统在摩 擦焊 接 过程 为其 提供 轴 向压力 （ 擦压 力 及 顶锻 压力 ） 摩 擦 摩 、
的厚 度 和摩擦 变形 速度 等 ， 因此 ， 对液压 加压 系统实 现 准确 控 制是保 证焊 接接 头质 量 的关 键 。
２ 液压 加压 系统
目前 ， 国内摩擦 焊 机 加 压 系统 普 遍 采 用开 关 阀 控 制， 虽然 成本低 ， 维修方 便 ， 所需 的控制 阀数 量多 ， 但 故
一
种 液压 组件 ， 电液 比例 阀在 滞环 、 重复精 度 等主要 稳
连 续驱 动摩 擦 焊 机 主要 包 括 主 轴 系 统 、 压 滑 台 液 和控制 系统 。其 结 构如 图 １ 示 。 所
基于PLC及伺服系统的剪板机的控制系统设计
基于PLC及伺服系统的剪板机的控制系统设计王海祥;高峰【摘要】本文介绍了剪板机的工艺流程,提出了基于PLC和伺服电机的控制系统的解决方案.给出了PLC外围接线原理图,列出了PLC的输入输出列表,同时,给出了程序的梯形图,以及伺服电机部分的控制程序.【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2012(034)024【总页数】5页(P115-119)【关键词】PLC;伺服控制;剪板机【作者】王海祥;高峰【作者单位】金陵科技学院,南京211169【正文语种】中文【中图分类】TP2730 引言剪板机是一种在加工生产中经常用到的机械设备，它广泛地应用在板材加工、线材加工、机械零件制造等多种场合。
旧的剪板机主要靠人工画线，然后进行剪切，既浪费了时间，同时加工精度也不高。
文献[1][3]提出了PLC控制自动剪板机的方案，但是无法对剪切长度数量进行控制，影响了整个流程的自动化。
文献[2]提出了基于三菱PLC与伺服电机的后挡板控制方案，但是没有与整个剪板机自动系统相连接。
本文提出了基于西门子PLC和伺服电机的解决方案。
1 工艺流程分析剪板机的工作过程主要分成后档定位－－送料－－剪切三个步骤，从而实现对物料的定长剪切，其主要控制及机械部件的结构如图1所示。
其中控制系统主要由伺服定位及顺序动作两个部分构成。
图1 自动剪板机工作原理图其工作过程如下：首先由用户在人机界面上输入剪切的长度和数量，确定后伺服控制系统驱动后挡板移动到指定位置停止。
如果用户选择自动运行，且按下启动按钮，此时液压泵启动并升压至工作压力，压块和刀具应该处于原始的上工作位，此时检测剪板机下方的送料小车在工作位置（SQ4闭合），输料电机开始启动运送物料，当物料运送到位（SQ5闭合），压块开始下降直至压紧物料（SQ2闭合），然后剪切刀具开始下落进行剪切，剪切后物料下落至送料小车上，如果光电开关探测到已经落料的板料数字达到了小车送料的上限，送料小车就向右运动将物料移出，等物料被卸掉后，小车又向左运行回到接料的位置。
第九组-基于PLC的交流伺服系统闭环控制
硬件系统和接线图-激光雷达
360度6米范围内的激光测距 频率：360点采样/周，5.5Hz 最高10Hz
硬件系统和接线图-激光雷达
工作原理:
RPLIDAR采用激光三角测距技术，配合 RoboPeak研发的高速的视觉采集处理机构，可 进行每秒高达2000次以上测距动作。每次测距 ，RPLIDAR将发射经过调制的红外激光信号， 该光照到物体的反射光将由它本身的视觉采集 系统接收。经过DSP处理器实时解算，从通讯 接口输出目标物体与RPLIDAR的距离值和当前 夹角信号。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
硬件系统和接线图-激光雷达
测量性能 RPLIDAR三角测距系统距离分辨率随实际距离变化
硬件系统和接线图-激光雷达
基本通讯模式
a) 标准的单次请求-单次应答模
式
b) 单次请求-多次应答模式
c) 单次请求-无应答模式
硬件系统和接线图-激光雷达
请求报文
格式如右上图，以固定的0xA5开
头
请求命令
d) 对于超过±3000范围的数据予以规范
目录
1
任务简介及成员分工
2 3 4
硬件系统和接线图 上位机界面和程序设计
下位机程序设计
5
实验结果
实验结果
电机控制演示视频
激光雷达演示视频
实验结果
结果：
在本次基于PLC的交流伺服系统闭环控制实验中，基
本上实现了所预期的包括控制电机运动（变速，转向，启动
目录
1
任务简介及成员分工
2 3 4
硬件系统和接线图 上位机界面和程序设计
下位机程序设计
5
实验结果
硬件系统和接线图-PLC
型号：CP1E-NA20DT-D 电源规格：DC24V
PLC控制步进伺服电机实现定位的几种方法
在工业加工和生产过程中，机械自动化或半自动化加工要求精准定位，因此在系统中使用伺服电机。
PLC 是一种只应用于工业生产的控制型计算机，具有抗干扰能力强、体力较小、可靠性较高的优点。
使用PLC 控制伺服电机，可以实现高效率和高精度的定位。
1 精确定位系统的总体设计精准定位系统的结构如图1所示，为了使丝杆精准进给，AD/DA 转换模块、交流伺服电动机、触摸屏、可编程還辑控制器（PLC）、精密零件如滚珠丝杆等构成闭合环路控制系统，工作时紧密配合。
通过夹具、固定工作台、移动工作台相互协调，完成不同型号零件的夹紧工作。
图1 系统总体设计方框图2 PLC 高速脉冲输出控制步进伺服电机定位2.1 控制系统的工作原理步进伺服电机是一种高精度定位控制系统。
工业生产过程中，步进伺服经常与丝杆连接，实现将旋转运动转变为工作台的直线运动。
控制工作台的直线运动距离，只需要控制步进伺服电机的转速和角位移即可。
步进伺服电机是由PLC 高速脉冲指令控制，原理是通过脉冲，PLC 输出PTO/PWM 指令，输出高速脉冲。
通过驱动器，步进电机会将工作台移动到相应位置，完成精确定位。
运行过程中，脉冲数会受到传动速比、脉冲当量、步进伺服电机驱动器的细分数及脉冲频率等因素的影响。
图2为高速脉冲输出方式的位置图。
图2 位置控制原理图2.2 控制系统的设计方案货物仓储系统多采用直线型导轨。
步进伺服电机以直线型导轨的移动方式，将材料移至距离为200mm 的工作地。
该系统为了精准定位，采用混合式步进电机、步进伺服电机驱动器，PLC 型号为CPU226的PLC（包含Q0.1端子和Q0.0端子两个脉冲发生器）。
系统可以形成多段和单段两种流水线形式，因为PTO 功能可以排队输出多个脉冲串，而操作过程中需要根据工作需求采用PTO 功能。
步距角设定为0.9°/1.8°，将脉冲细分数调至4，以消除电机低频震荡和提高分辨率。
步进伺服电机定位需要经历三个过程：启动加速、恒速运行和减速运行。
PLC实现位置全闭环控制
分类号
５ ［述
文献 标 识 码
际 的 位 置 控 制 应 用 中 ， 机 械 式 固定 长度 定 位 （ 凸 轮 有 如 茈 块 定 位 、 轴 控 制 等 ）电 气 式 固定 长 度 和 任 意 定 位 挡 曲 ， 控制 ， 目前 对 位 置 控 制 的执 行 机 构 多 为伺 服 电机 、 进 步 电 机 、 频 电 机 、 电 陶瓷 马达 及 直 线 马 达 ， 中 以 压 变 压 其 达 的 步 距 最 细 ， 定 位 精 度 取 决 于光 栅 的精 度 ， 服 电 其 伺 最广 。 目前 位 置 控 制 系统 多 以开 环 系统 为 主 ， 闭 环 控 其 用 半 闭 环 ， 闭环 控 制 系统 一 般 只有 在 三 坐 标 测 量 机 、 全
＃ １＃ ０ ２ ．２ 菠
预设置数据高／ 低 Ｙ 比较值高／ Ｈ 低 Ｙ Ｓ比较值高／ 低
计 数 器 当前 值 高 ， 低
缺省值 为： Ｏ Ｋ 缺省值 为： ３ ７７ Ｋ ２ ６ 缺省值 为： ３ ７７ Ｋ ２ ６
缺省 值 为 ： Ｏ Ｋ
ｓ ： 定 原 点 回 归 开 始 时 的 速 度 （ ｚ ， 用 １ １指 Ｈ ）使 ６１
盎
． 蓬
设备管理与维值 ２１ Ｎ ０１ ｏ
可设 置 为 １～ ２ ６ ，如使 用 ３ 指 令 时 ，其 值 可 设 置 为 １～ ０ ３７ ７ ２位 ０
１ ０ ０。 ０ ００
表 １ 缓 冲存 储 器 （ Ｆ ） ＢＭ
Ｂ Ｍ 编 号 Ｆ 内容
ｓ ： 定 到 达 原 点 开 关 后 的 爬 行 速 度 （ ｚ ， 的是 为 了 得 ２指 Ｈ ）目 到精 确 的原 点 定 位 ， 定 为 ｉ～ ２ ６ 。 设 ０ ３ ７７ ｓ ： 点开关信号 ， ３原 当接 受 此 信 号 后 ， 回原 点 开 始 执行 爬 行 速 度 ， 爬 行 的过 程 中 ， 信 号始 终 接通 ， 在 此 一旦 此 信 号 断开 ， 原点 回归 完 成 。 当使 用 不 同 的 输 入信 号 时 ， 受 到 Ｐ Ｃ运 算 周 期 的 会 Ｌ 影 响 ， 而 引起 原 点位 置 的 偏移 增 大 ： 从 Ｄ 脉 冲输 出起 始地 址 ， 备 脉 冲 控制 功能 的 Ｐ Ｃ必须 采 用 ： 具 Ｌ 晶体 管输 出形式 ， 并且 脉 冲 输 仅 限 于 Ｙ ０ ０ ０或 Ｙ ０ 。 ０ １ （） ２ 相对 位 置 移动 指 令 Ｄ Ｖ Ｉ５ Ｄ Ｒ ＩＳ ２ Ｄ１ ２
PLC控制伺服电机应用设计
PLC控制伺服电机应用设计摘要：现代伺服系统技术集成许多先进技术，如电机、计算机、电子、自动控制、精密加工、新材料、新技术等,使其成为现代武器和工业自动化的必要和重要技术。
伺服电机与控制器是电机运作的主要部件。
电机运作所需的参数由伺服电机设置，以满足伺服电机控制要求。
在此基础上，本文将探讨基于PLC伺服电机控制原理的PLC伺服电机应用设计，供相关人员参考。
关键词：PLC技术；伺服电机；应用设计引言：随着微控制器技术、电子工程、材料技术和电机控制理论的进步，驱动技术逐渐从固定驱动转向交流驱动，因此伺服系统的研究重点从固定伺服系统转向交流伺服系统。
除了速度控制功能外，还需要位置、加速度和转矩控制，其动态财产通常高于传统变频电机。
因此，有必要研究PLC控制伺服电机的应用设计，以提高实际伺服电机的工作效率。
一、PLC控制伺服电机原理与传统电机相比，伺服电机主要用于精确定位。
但是，伺服电机也有两个运作系统，分别为速度控制和功率控制，但使用过程中了解这两个系统的较少。
速度的调节通常是用频率适配器来完成的。
伺服电机用于控制速度，通常是速度控制或功率控制。
与变频器相比，伺服电机可以达到数千毫米的速度。
伺服电机停止时，速度恒定。
扭矩通常用于控制伺服电机产生的扭矩。
通过对上下传输设备的控制，独立设备通常可以被视为模拟控制的变频器。
伺服电机的主要应用是位置控制。
系统管理涉及两个物理变量、组件和系统的管理。
相反，它会监控服务到达特定位置的速度并相应地停止。
伺服电机通过接收频率和脉冲来控制伺服电机的功率和转速。
例如，建议发动机每 10,000 转转一圈。
PLC每分钟发送10,000个脉冲，而伺服电机每分钟发送1个脉冲。
如果PLC控制伺服电机可以在每秒内向10000个设备传输指令，那其将会构建出一个循环传输通道。
甚至 PLC 也使用脉冲控制来控制伺服电机。
脉冲优选地从晶体管输出发送，例如在PLC中。
这种方法使用与自动化通信，PLC 脉冲的大小和频率从控制器中层传输至接收层。
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生产 的具 有 高性 价 比 的微 型 Ｐ Ｌ Ｃ， 其结构小巧 、 运 行 序 ， 梯 形 图 的设计 称 为梯 形 图编 程 。本 实 验一 律采 用
速度高、 价格低廉 、 功能多 、 用途广。 ｓ ７ — ２ ０ ０系列 中的 梯 形 图 编 程 ，编 程 软 件 采 用 Ｓ Ｔ Ｅ Ｐ ７ 一 Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ／ ＷＩ Ｎ Ｖ ４ ． Ｃ Ｐ Ｕ ２ ２ ２ 有３ ２ 位浮点运算指令 和内置 Ｐ Ｉ Ｄ调节运算 ０ Ｓ Ｐ ３ ， 以方便 与 ｓ ７ — ２ ０ ０ Ｐ Ｃ Ａ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ 共享通讯路径［ ６ 】 。 指令及高速计数等特殊功能 ，非常适合 电液伺服位 ４ ． ２ 控 制 程序 设计 流 程 置控制系统Ｉ Ｓ １ 。由于 ｓ ７ — ２ ０ ０ 提供了 Ｐ Ｉ Ｄ运算指令 ， 因 此在使用 时只需在 Ｐ Ｌ Ｃ的内存 中填写一张 Ｐ Ｉ Ｄ控制 参数表 ， 再执行命令 Ｐ Ｉ Ｄ Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ， Ｌ ｏ ｏ ｐ即可 完 成 Ｐ Ｉ Ｄ运 算。本实验选用 ｓ ７ — ２ ０ ０ 系列型号为 Ｃ Ｐ Ｕ ２ ２ ２的双 串
Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． １ ０， ２ ０１ ４
电液伺 服 系统 的 Ｐ Ｌ Ｃ位 置 闭环控 制 系统 设计
毛林猛 ’ ， 普欣 荣 ’ ， 韩 青 ， 叶选 林 。
（ １ ． 武钢集 团昆钢股份红河钢铁有 限公 司， 云南 红河 ６ ６ １ １ ０ ０ ； ２ ． 西北工业大学机电学院 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ７ ２ ； ３ ． 云南广播 电视大学机械 电子工程学院 ， 云南 昆明 ６ ５ ０ ２ ２ ３ ）
《 装备制造技术￣ ２ ０ １ ４ 年第 ｌ ０ 期
成 。Ｐ Ｌ Ｃ采用 目前 最 流行 的 、性 价 比较 高 的 ｓ ７ — ２ ０ ０ 直 观 易懂 的优 点 ， 很 容 易 被 工 厂 电气 人 员 掌 握 ， 特 别
系列 中 的 Ｃ Ｐ Ｕ ２ ２ ２ 。Ｓ ７ — ２ ０ ０系列 Ｐ Ｌ Ｃ是 西 门子公 司
摘 要： 设 计 了一 套 基 于 Ｐ Ｌ Ｃ 的 电 液 位 置 伺 服 控 制 系统 ， 主 要 包括 液 压 回 路 设 计 与搭 建 、 控 制 系统 设 计 与 构 建 、 控制程
序设计 与调 试、 数据采 集与分析 。通过 实验验证和 比较 系统在 不同采样 周期 下的动态性能 ， 并通过实验分析得 出可以保
图 １ 所示 。
图 ２ 电液 伺 服 系 统 原 理 图
３ Ｐ Ｌ Ｃ的控 制系统设计
３ ． １ Ｐ Ｌ Ｃ及 其扩 展 模块
圈 １ 系统闭环控制示意图
液压控 制系统 控制 和调节 Ｐ Ｉ Ｄ运 算 由 Ｐ Ｌ Ｃ完
收稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — ０ ７ — ０ １ 作者简介 ： 毛林猛（ １ ９ ８ ５ 一） ， 男， 云南 宣威 人 ， 助理工程师 ， 本科学历 ， 研究方 向： 烧 结工艺研发 。
态 稳定 的采样 周期 范 围 。
１ 总体 方 案
本试验以 Ｐ Ｌ Ｃ为控制核心 ，液压伺服 阀为驱动 源 ，实现液压缸推杆定位移动 ，当液压推杆移动至 Ｐ Ｌ Ｃ测 定位 移 时 ， 液 压 推杆 动 态静 止 ； 当Ｐ Ｌ Ｃ给 定 回 位信号时 ， 液压缸实现快速度回位 。基本原理为 ： 传 感器将系统 中油缸 的位置量反馈到 Ｐ Ｌ Ｃ中 ，反馈量 与Ｐ Ｌ Ｃ内的预设定位置进行 比较 ，比较后 的误差信 号 送 人功 率放 大 器 ， 进而 驱 动伺 服 阀工 作 。其原 理 如
证 该 系统 动 态 稳 定 的 采 样 周 期 的 范 围 。
关键词 ： Ｐ Ｌ Ｃ； 电液伺服 系统 ； 闭环控制 ； ￥ ７ － ２ ０ ０ ； Ｐ Ｃ Ａｃ ｃ ｅ ｓ ｓ 中图分类号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ３ 文献标识码 ： Ｂ 文章 编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ４） １ ０ — ０ ０ ９ ２ — ０ ３
速度 快 【 ３ Ｊ 。因此 本 文采 用 Ｓ ７ — ２ ０ ０ Ｐ Ｌ Ｃ为 控 制核 心 ， 设 带， 液压 阀除 伺服 阀外一 律 采用 Ｃ Ｏ ＭＰ Ａ Ｓ Ｓ公 司的 液
计 了带位移反馈控制流量伺服阀的电液位置伺服控 压 阀产 品 。伺服 阀采 用 Ｆ Ｆ 一 １ ０ ２ — ３ ０伺 服 阀 。 制系统 ，并通过实验验证和 比较系统在不同采样周 期下的动态性能 ，以分析和得出可以保证该系统动
器， 使得系统的控制过程相对简单且易于理解 。 相信 ， 上进行 ， 电流 位 置伺 服 系 统 的原 理 如 图 ２所 示 ， 本 系 Ｐ Ｌ Ｃ在 电液 控制 系 统 中会得 到更 为广 泛 的应用 ［ ２ １ 。 由 统 用 到 了一 个 定 量 泵 和一 个 变 量泵 、 一 个 滤油 器 、 三 于Ｐ Ｌ Ｃ控 制 成 本 低 ， 控 制 能力 强 、 体积小 、 抗 干 扰 强 个 单 向阀 、 一个节流 阀 、 一 个 溢 流 阀 和一 个 伺 服 阀 ， 等优点 ，特别是在系统 中集成了 Ｐ Ｉ Ｄ运算指令供用 此外 还 用 到 了一 个 液 压缸 和液 压 表 。液 压 泵 、滤 油 户使用 ， 只 需 一 句 指 令 即可 执 行 ， 其 结构简单 ， 运 算 器 ， 液压表由 Ｙ Ｙ Ｓ Ｙ Ｔ 一 ０ ０ １ 开 放 式综 合 液 压 实 验 台 自
电液伺 服 技 术是 工 业 自动 化 系统 中非 常 重 要 的
２ 位 置伺服 系统 的搭 建
本试 验在 Ｙ Ｙ Ｓ Ｙ Ｔ 一 ０ ０ １ 开放式综 合液压 实验 台
部分 ， 随着伺服技术的不断发展 ， 电液控制系统 的使 用越来越广泛【 ” 。 采用 Ｐ Ｌ Ｃ作为电液伺服系统 的控制