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    2019-02-24 20:16:06
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  • 电气自动化资料,多年总结的经验,一定是可以用得到的,大家好好保存,谢谢大家,有问题可以随时联系我,其他资料也很多,大家都看看,谢谢
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    (一)PLC是怎么控制伺服电机的?

    在回答这个问题之前,首先要清楚伺服电机的用途,相对于普通的电机来说,伺服电机主要用于精确定位,因此大家通常所说的控制伺服,其实就是对伺服电机的位置控制。其实,伺服电机还用另外两种工作模式,那就是速度控制和转矩控制,不过应用比较少而已。

    速度控制一般都是有变频器实现,用伺服电机做速度控制,一般是用于快速加减速或是速度精准控制的场合,因为相对于变频器,伺服电机可以在几毫米内达到几千转,由于伺服都是闭环的,速度非常稳定。转矩控制主要是控制伺服电机的输出转矩,同样是因为伺服电机的响应快。应用以上两种控制,可以把伺服驱动器当成变频器,一般都是用模拟量控制。

    伺服电机最主要的应用还是定位控制,位置控制有两个物理量需要控制,那就是速度和位置,确切的说,就是控制伺服电机以多快的速度到达什么地方,并准确的停下。

    伺服驱动器通过接收的脉冲频率和数量来控制伺服电机运行的距离和速度。比如,我们约定伺服电机每10000个脉冲转一圈。如果PLC在一分钟内发送10000个脉冲,那么伺服电机就以1r/min的速度走完一圈,如果在一秒钟内发送10000个脉冲,那么伺服电机就以60r/min的速度走完一圈。

    所以,PLC是通过控制发送的脉冲来控制伺服电机的,用物理方式发送脉冲,也就是使用PLC的晶体管输出是最常用的方式,一般是低端PLC采用这种方式。而中高端PLC是通过通讯的方式把脉冲的个数和频率传递给伺服驱动器。

    这两种方式只是实现的渠道不一样,实质是一样的,对我们编程来说,也是一样的。这也就是我想跟大家说的,要学习原理,触类旁通,而不是为了学习而学习。

    对于程序编写,这个差别很大,日系PLC是采用指令的方式,而欧系PLC是采用功能块的形式。但实质是一样的,比如要控制伺服走一个绝对定位,我们就需要控制PLC的输出通道,脉冲数,脉冲频率,加减速时间,以及需要知道伺服驱动器什么时候定位完成,是否碰到限位等等。无论哪种PLC,无非就是对这几个物理量的控制和运动参数的读取,只是不同PLC实现方法不一样。

    (二)如何设计一个伺服系统?

    最后的最后

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    设备:1.永宏plc: FBS-24MCT 1 台

    2.GSK 伺服1 套: Di20-M10B(驱动器)/80SJT-M032E(电机)

    3.DC24V 开关电源1 个

    4.信号线若干

    查看驱动器引脚定义并选择控制模式

    位置控制模式:查看伺服引脚定义,这里用最少的信号线实现电机转动。

    SON:为ON 时,开启伺服使能。当然伺服使能功能可以通过参数来修改,该信号可由参数PA54 设置。

    PA54=0:只有当外部输入信号SON 为ON 时,电动机才能被使能;

    PA54=1:驱动单元内部强制电动机使能,而不需要外部输入信号SON。

    CCW/CW:驱动禁止信号,一般和行程开关配合使用,避免超程,该信号可由参数PA20 设置。

    PA20=0:使用驱动禁止功能;

    PA20=1:不使用驱动进制功能。

    RDY:驱动单元准备好信号,当电机通电励磁时该信号有输出。

    位置指令输入信号

    这里位置输入信号可以采用差分驱动或者单端驱动接法,由于选用的FBS-24MCT 为集电极开路

    输出形式,所以采用单端驱动接法。

    伺服驱动单端驱动方式限定外部电源最大电压为25V 时,需要串接一个限流电阻R

    依据:Vcc=24V,R=1.3KΩ~2KΩ;Vcc=12V,R=510KΩ~820KΩ;Vcc=5V,R=0;

    频率限制为:

    PLS/DIR:最高脉冲频率500KHZ

    U/D:最高脉冲频率500KHZ

    A/B:最高脉冲频率300KHZ

    控制线制作

    GSK 随机附带一个44 针插座,依据引脚图,把需要的控制信号接线出来。在这里把有可能用到

    的信号线都接出来,但是这些信号在伺服控制中并不都是必要的,下图中用蓝色线表示伺服的输出

    信号给PLC 的输入,红色表示PLC 的输出给伺服的输入,另外开关电源的正、负分别用红、蓝表示。

    1)选取需要的控制信号

    38引脚——24V、33引脚——0V

    2)伺服同PLC 的接线图

    这里从伺服给PLC 的输入信号只取了SRDY,PLC 给伺服的信号有SON、FSTP(CCW)、RSTP(CW)、PULS/SIGN 这几个信号。

    伺服调试

    取出驱动器、电机,电机至驱动的编码器连接线和电机至驱动的电源线,出厂都已配置好,这里只要按照指示接好即可。

    把PLC 至驱动器的控制信号线接好。

    1.伺服的手动调试1)伺服参数设定

    GSK 伺服上电之后,可以先采用驱动器本身自带的手动功能,该功能模式下,伺服的转动由驱动器按键来控制,进入PA 参数菜单,设置一下参数:

    PA4=3:手动方式,在SR-菜单下操作,用↑、↓键进行加、减速操作。

    PA20=1:驱动禁止功能无效,此时只是利用驱动器本身来调试,所以把CCWCW 功能先屏蔽。

    PA54=1:驱动单元内部强制电机使能,而不需要外部输入信号SON。

    参数设置完成以后,保存后下电。diangon.com

    2)手动运行步骤

    1.驱动器上电,显示R - 0,是电机运行速度监视窗口。

    2.检查PA1 参数是否和使用的电机代码一致。

    3.以上2 步都无误后,进入“SR- /SR-RED” 菜单下后,按↑、↓键开始运行电机。

    2.PLC 控制运行伺服在手动调试下运行正常,现在进入PLC 的上位控制,该控制中PLC 的从伺服引入的IO 如下:

    Input:

    SRDY——X2

    Output:

    PULS-: Y0

    SIGN-: Y1

    CCW: Y2

    CW: Y3

    SON: Y4

    为了控制方便,这里先把CCWCW 信号使能屏蔽。

    1) 伺服参数设置

    PA4=0: 位置方式。

    PA12:电子齿轮倍频系数(电子齿轮分子),设为2。

    PA13: 电子齿轮分频系数(电子齿轮分母),设为1。

    PA14=0:位置方式下,脉冲输入模式:脉冲+方向。

    PA15=0: 位置指令方向维持原指令方向。

    PA20=1: 驱动禁止功能无效(即屏蔽CCW/CW 使能信号)。

    PA54=0: 外部SON 使能。

    参数修改完毕后,存储后下电,重新上电。

    2) 相关计算

    在这里先做一个伺服电机的多段速运行程序,运动过程

    1.以速度1000RPM 转10 圈

    2.接着以速度1200RPM 转20 圈

    3.接着以速度1400RPM 转30 圈

    4.接着以速度1600RPM 转40 圈

    5.接着以速度1800RPM 转50 圈

    6.接着以额定速度2000RPM 运行60 圈

    7.停顿一定时间后,从第1 步开始重复。

    由手册知道,伺服每转1 圈,编码器反馈10000PS,又电子齿轮设定为2,所以PLC 每发出5000PS,伺服就转动1 圈

    即第一段行程10 圈对应的脉冲数=10 圈×5000PS/圈=50000PS,其它段的行程脉冲计数同此式。

    把伺服需要的速度转化成PLC 的脉冲数,以1000RPM 为例,假设PLC 需要发出的脉冲数为X,

    电子齿轮设定是2,则有

    由此公式,可求得其它速度所对应的PLC 脉冲数。

    3) PLC 参数的设置

    FBS-24MCT 的脉冲输出点共有4 轴( 8 点),为Y0~Y7,默认Y0~Y3 为高速200K,Y4~Y7 为中速20K。

    要使得PLC 的高速点输出脉冲时,需要先对这几个点的输出进行组态,点击永宏编程软件菜单栏中的“专案IO 组态”进入组态页面

    4) 程序的编写

    设置完成之后即可进入程序的编写。

    5) NC定位表格的编辑

    用鼠标左键点击FUN140 指令,然后在英文输入状态下,按键盘上的Z 键进入NC 定位

    表格的编写,最终结果如下

    6)子程序内容

    INIT 子程序主要是做一些初始化,如下

    SPEED 子程序,主要把输入的速度和形成转化成PLC 所需要产生的脉冲个数,这里以第1段速度和行程的换算为例,由于这里伺服的额定转速为2000RPM,所以在速度设定的时候,要防止输入转数超过该值。

    7) 上电运行调试

    程序编写完成后,让PLC 处于RUN 状态,在输入页中进行数值监控,如下

    总结:由于该示例中PLC 的输入信号只从伺服抓取了SRDY,其它点位的接入同SRDY 的接法一样。PLC输出给伺服的信号只有PLSDIR、SON 这3 个信号,其它信号的接法类似。GSK 伺服只需要极少的几根控制线就可以实现伺服的运转,永宏PLC 的定位指令全部在NC 表格中填写即可。

    附图:

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    台达 ASDA 伺服定位演示系统

    控制要求

    1、由台达 PLC 和台达伺服组成一个简单的定位控制演示系统。通过 PLC 发送脉冲控制伺服,实现原点回归、相对定位和绝对定位功能的演示。

    2、z 监控画面:原点回归、相对定位、绝对定位。

    元件说明

    ASD-A 伺服驱动器参数必要设置

    当出现伺服因参数设置错乱而导致不能正常运行时,可先设置 P2-08=10(回归出厂值),重新上电后再按照上表进行参数设置。

    PLC 与伺服驱动器硬件接线图

    控制程序

    程序说明

    当伺服上电之后,如无警报信号,X3=On,此时,按下伺服启动开关,M10=On,伺服启动。

    按下原点回归开关时,M0=On,伺服执行原点回归动作,当 DOG 信号 X2 由 Off→On 变化时,伺服以 5KHZ 的寸动速度回归原点,当 DOG 信号由 On→Off 变化时,伺服电机立即停止运转,回归原点完成。

    按下正转 10 圈开关,M1=On,伺服电机执行相对定位动作,伺服电机正方向旋转 10 圈后停止运转。

    按下正转 10 圈开关,M2=On,伺服电机执行相对定位动作,伺服电机反方向旋转 10 圈后停止运转。

    按下坐标 400000 开关,M3=On,伺服电机执行绝对定位动作,到达绝对目标位置 400,000处后停止。

    按下坐标-50000 开关,M4=On,伺服电机执行绝对定位动作,到达绝对目标位置-50,000处后停止。

    若工作物碰触到正向极限传感器时,X0=On,Y10=On,伺服电机禁止正转,且伺服异常报警(M24=On)。

    若工作物碰触到反向极限传感器时,X1=On,Y11=On,伺服电机禁止正转,且伺服异常报警(M24=On)。

    当出现伺服异常报警后,按下伺服异常复位开关,M11=On,伺服异常报警信息解除,警报解除之后,伺服才能继续执行原点回归和定位的动作。

    按下 PLC 脉冲暂停输出开关,M12=On,PLC 暂停输出脉冲,脉冲输出个数会保持在寄存器内,当 M12=Off 时,会在原来输出个数基础上,继续输出未完成的脉冲。

    z 按下伺服紧急停止开关时,M13=On,伺服立即停止运转,当 M13=Off 时,即使定位距离尚未完成,不同于 PLC 脉冲暂停输出,伺服将不会继续跑完未完成的距离。

    程序中使用 M1346 的目的是保证伺服完成原点回归动作时,自动控制 Y4 输出一个 20ms 的伺服脉冲计数寄存器清零信号,使伺服面板显示的数值为0(对应伺服P0-02参数需设置为0)。

    程序中使用 M1029 来复位 M0~M4,保证一个定位动作完成(M1029=On),该定位指令的执行条件变为 Off,保证下一次按下定位执行相关开关时定位动作能正确执行。

    组件说明中作为开关及伺服状态显示的 M 装置可利用台达 DOP-A 人机界面来设计,或利用WPLSoft 来设定。

    一、NEG 位移反转控制

    控制要求

    定位控制系统做左右位移运动,每按下一次按钮(X1),定位装置从当前位置反转移动到以原点(D200,D201 值为 K0)为对称中心的另一边。

    元件说明

    控制程序

    程序说明

    假设 D200、D201(32 位数据)的初始内容值为 K50000,按下一次按钮后,即 X1 由 Off→On 变化,D200、D201(32 位数据)的内容值变为 K-50000。

    同时,M0 被置位为 On,DDRVA 指令执行,以 5KHZ(K5000)的 频率向绝对目标位置 K-50000移动,目标位置到达后,M1029=On,M0 被复位为 Off,Y0 停止发送脉冲。

    再次按下按钮,即 X1 由 Off→On 变化,D200、D201(32 位数据)的内容值由 K-50000 变为 K50000,同时 M0 被置位为 On,开始执行到绝对目标位置 K50000 的定位运动,直到到达目标位置才停止。

    如此,按下一次按钮(X1),定位装置就会从当前位置移动到以原点为对称中心点的另一边。

    二、两路脉冲输出

    XC3 系列和 XC5 系列 PLC 一般具有 2 个脉冲输出。为了使用脉冲输出,必须要使用带有晶体管输出的 PLC。通过使用不同的指令编程方式,可以进行无加速/减速的单向脉冲输出,也可以进行带加速/减速的单向脉冲输出,还可以进行多段、正反向输出等等,输出频率最高可达 400K Hz。

    本例中,使用单段单向脉冲输出,Y0 控制 X 轴步进电机,Y1 控制 Y 轴步进电机。通过流程控制两个轴轮流驱动。

    例图:

    程序流程框图:

    程序及注释:

    三、高速计数中断

    XC 系列 PLC 都具有高速计数功能,通过选择不同的计数器可以进行单相(递增模式、脉冲+方向输入模式),AB 相模式计数,最高频率可达到 200KHz。PLC 2.51 版本以上包含高速计数中断功能,每路高速计数器拥有 24 段 32 位的预置值,计数器的每段计数差值等于预置值时产生中断。

    本例中,C630=-1000 时,Y0 输出,其他复位;C630=-1500 时,Y1 输出,其他复位;C630=1500 时,Y2 输出,其他复位;C630=3500 时,Y3 输出,其他复位。

    例图:

    程序流程框图:

    程序及注释:

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