一,、PLC概述
PLC,，是指一種可編程的控制器，通過(guò)執(zhí)行內(nèi)部預(yù)存的程序?qū)崿F(xiàn)用戶指令的邏輯運(yùn)算及順序控制,，并通過(guò)數(shù)字或者模擬等形式實(shí)現(xiàn)機(jī)械動(dòng)作,。PLC主要由電源、中央處理單元及通訊模塊等方面構(gòu)成,。其中CPU作為PLC的核心,，起著神經(jīng)中樞的重要作用。當(dāng)PLC運(yùn)行過(guò)程中,，首先以掃描的方式接收設(shè)備的狀態(tài)及數(shù)據(jù),，并從程序存儲(chǔ)器中讀取、分析用戶指令,，然后執(zhí)行邏輯或者運(yùn)算,，發(fā)揮相應(yīng)的控制功能。PLC使用操作較為簡(jiǎn)單,、應(yīng)用范圍較廣,，且具有較強(qiáng)的抗干擾能力，將其應(yīng)用于伺服電機(jī)控制中,，能夠顯著增強(qiáng)系統(tǒng)整體性能,。
二、PLC控制校平機(jī)伺服電機(jī)的應(yīng)用設(shè)計(jì)分析
校平機(jī)伺服電機(jī)是一種將數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械角位移或者角速度的元件,。在控制過(guò)程中,，通過(guò)執(zhí)行元件，僅需要輸入脈沖順序等信號(hào),，即可以調(diào)整設(shè)備旋轉(zhuǎn)的方向,、速度、位移等,，這也成為它與-電機(jī)存在差別的主要原因,。
(1)確定具體設(shè)計(jì)方案。綜合對(duì)PLC與伺服電機(jī)系統(tǒng)特點(diǎn)的考慮,，對(duì)于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具體劃分成四個(gè)部分：首先,，電源方面,。利用AC220V為系統(tǒng)運(yùn)行提供電力支持，并采用符合安全的DC24V開(kāi)關(guān)電源為PLC控制信號(hào)和伺服控制信號(hào)等供電,；其次,，控制方面。作為整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié),，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要以PLC為核心,，通過(guò)功等信號(hào)實(shí)現(xiàn)與操作者、設(shè)備之間的信息交互,，按照預(yù)存程序的邏輯,，發(fā)出控制信號(hào)給伺服驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)的控制,；再次,，設(shè)備精度。為了滿足設(shè)備的精度要求,，還必須要考慮PLC能夠提供的最大脈沖頻率,，伺服能夠接收的最大脈沖頻率，伺服電機(jī)的編碼器精度及伺服的響應(yīng)性能等,。以便設(shè)計(jì)合理的脈沖當(dāng)量,，選用合適的PLC、伺服電機(jī)及機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu),。最后,，執(zhí)行方面。該環(huán)節(jié)由執(zhí)行電機(jī)拖動(dòng)需要的設(shè)備開(kāi)展工作,，在具體應(yīng)用過(guò)程中,，電機(jī)通過(guò)自身的編碼器反饋給驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)半閉環(huán)控制(也可以根據(jù)需要在機(jī)械終端執(zhí)行機(jī)構(gòu)上加裝反饋部件(如光柵尺、編碼器),，把信號(hào)反饋給PLC實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制),。
(2)對(duì)于系統(tǒng)細(xì)節(jié)的有效處理。PLC在校平設(shè)備伺服電機(jī)中的應(yīng)用,，主要涉及PLC與伺服電機(jī)兩方面,，因此對(duì)于細(xì)節(jié)的處理，同樣從這兩方面入手：一方面,，電機(jī)方面,。伺服電機(jī)作為伺服系統(tǒng)的核心，其主要負(fù)責(zé)能量轉(zhuǎn)換工作,，因此相對(duì)于-電機(jī)而言,，其需要具備轉(zhuǎn)換效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。伺服電機(jī)又被稱為執(zhí)行電機(jī),，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,，作為執(zhí)行環(huán)節(jié)，其能夠根據(jù)相應(yīng)的指令控制信號(hào)等,，調(diào)整和優(yōu)化電機(jī)的運(yùn)行速度及方向創(chuàng),。基于精度,、高效,、快捷等目標(biāo)，本文選擇松下MINASA系列的交流伺服系統(tǒng),，由于其內(nèi)部主要采取的是32位DSP，運(yùn)用IGBTPWM控制方式,。因此系統(tǒng)整體響應(yīng)速度較快,、且體積較小，能夠滿足紡織機(jī)械,、數(shù)控機(jī)床等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)展需求,；另一方面，PLC方面,。在滿足性能的前提下,，為了兼顧系統(tǒng)設(shè)計(jì)美觀性及實(shí)用性，在選擇PLC時(shí)盡量選擇尺寸較小的產(chǎn)品,。本文選用與電機(jī)相配的松下EPO系列PLC,，它是同類產(chǎn)品中尺寸最小的，可以安裝在小型機(jī)器設(shè)備上,。同時(shí)隨著技術(shù)不斷發(fā)展,，在PLC應(yīng)用過(guò)程中，還應(yīng)考慮兼容問(wèn)題,，使用單元表面的擴(kuò)充連接器及單排觸頭構(gòu)建層疊結(jié)構(gòu),，以此來(lái)拓展系統(tǒng)。
(3)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)策略,。第一,，位置控制方面。位置控制主要目標(biāo)是促使執(zhí)行系統(tǒng)對(duì)位置指令進(jìn)行準(zhǔn)確的跟 蹤,，而被控量始終是負(fù)載的空間位移,，當(dāng)給定量發(fā)生變化情況下，系統(tǒng)能夠促使被控制量及時(shí)準(zhǔn)確地反饋相關(guān)信息,，然后進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制調(diào)整,。基于此，設(shè)置反饋控制系統(tǒng)十分必要,。在位置控制條件下,，伺服驅(qū)動(dòng)器接收具體的位置指令信號(hào)，并經(jīng)過(guò)電子齒輪分頻處理后,，控制IGBT以PWM脈沖形式驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn),，然后與反饋的脈沖信號(hào)形成偏差信號(hào)，再進(jìn)一步的調(diào)整PWM脈沖以實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的精確控制,。所謂反饋脈沖,，主要是指光電編碼器檢測(cè)器，對(duì)設(shè)備運(yùn)行實(shí)際情況檢查,，獲得的脈沖數(shù),，并經(jīng)過(guò)相應(yīng)處理后而形成；第二,，速度控制方面,。速度控制主要是確保設(shè)備能夠按照用戶指令要求，第一時(shí)間做出相應(yīng)的速度調(diào)整,。速度控制是一個(gè)反饋控制系統(tǒng),。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，PLC接到指令信號(hào)后,，對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行啟動(dòng)或者停止處理,，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行模擬處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)運(yùn)行速度的有效控制,，以此來(lái)達(dá)到控制要求及目標(biāo),；第三，控制精度方面,。工業(yè)領(lǐng)域快速發(fā)展,，對(duì)于伺服電機(jī)的控制精度提出了更高要求。然而傳統(tǒng)模式下,，高速脈沖輸出方式屬于開(kāi)環(huán)位置控制,，無(wú)法及時(shí)獲得具體的反饋信息，僅能夠提供發(fā)送服務(wù),，一旦伺服驅(qū)動(dòng)器等設(shè)備出現(xiàn)故障,，PLC將無(wú)法發(fā)揮積極作用。因此對(duì)于伺服電機(jī)的設(shè)計(jì),，建議采取增加通信控制方式的方法,，當(dāng)指令發(fā)送完成后，伺服驅(qū)動(dòng)器將會(huì)對(duì)發(fā)送的指令做出正確的響應(yīng),，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確控制,；第四,，增益方面。伺服電機(jī)在應(yīng)用中,，需要按照指令完成相應(yīng)的任務(wù),，不能夠太滯后或超調(diào)。而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵在于伺服控制增益的調(diào)整,。目前伺服的增益調(diào)整可以采取自動(dòng)調(diào)整與手動(dòng)調(diào)整兩種方式,。相比較兩種方式的優(yōu)越性來(lái)看，前者更具有適用性,，通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,，如負(fù)載慣量要比平時(shí)慣量大三倍，并控制在二十倍之內(nèi),；確保震蕩不會(huì)影響機(jī)械設(shè)備損壞,，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的增益調(diào)整。通常意義上來(lái)說(shuō),，機(jī)械的固有頻率將會(huì)影響伺服電機(jī)的增益調(diào)整,，一旦機(jī)器的頻率過(guò)低，伺服系統(tǒng)將無(wú)法獲得較快的響應(yīng)特性,。
實(shí)踐證明，PLC在伺服電機(jī)控制中的應(yīng)用,，能夠提高定位控制系統(tǒng)性能,、且降低結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。技術(shù)不斷發(fā)展,，PLC在校平機(jī)伺服電機(jī)中的應(yīng)用將成為必然趨勢(shì),。因此相關(guān)人員還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)技術(shù)的研究力度，不斷提高電機(jī)控制能力,，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)全過(guò)程的控制,，從而促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展。
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