一,、PLC概述
PLC，是指一種可編程的控制器,，通過執(zhí)行內(nèi)部預存的程序?qū)崿F(xiàn)用戶指令的邏輯運算及順序控制,，并通過數(shù)字或者模擬等形式實現(xiàn)機械動作。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PLC運行過程中,，首先以掃描的方式接收設(shè)備的狀態(tài)及數(shù)據(jù)，并從程序存儲器中讀取,、分析用戶指令,，然后執(zhí)行邏輯或者運算，發(fā)揮相應的控制功能,。PLC使用操作較為簡單,、應用范圍較廣，且具有較強的抗干擾能力,，將其應用于伺服電機控制中,，能夠顯著增強系統(tǒng)整體性能。
二,、PLC控制校平機伺服電機的應用設(shè)計分析
校平機伺服電機是一種將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)換為機械角位移或者角速度的元件,。在控制過程中，通過執(zhí)行元件,，僅需要輸入脈沖順序等信號,，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-電機存在差別的主要原因。
(1)確定具體設(shè)計方案,。綜合對PLC與伺服電機系統(tǒng)特點的考慮,，對于系統(tǒng)的設(shè)計具體劃分成四個部分：首先，電源方面。利用AC220V為系統(tǒng)運行提供電力支持,，并采用符合安全的DC24V開關(guān)電源為PLC控制信號和伺服控制信號等供電；其次,，控制方面,。作為整個系統(tǒng)運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，控制系統(tǒng)的設(shè)計主要以PLC為核心,，通過功等信號實現(xiàn)與操作者,、設(shè)備之間的信息交互，按照預存程序的邏輯,，發(fā)出控制信號給伺服驅(qū)動器,，實現(xiàn)對伺服電機的控制；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,，伺服電機的編碼器精度及伺服的響應性能等。以便設(shè)計合理的脈沖當量,，選用合適的PLC,、伺服電機及機械執(zhí)行機構(gòu)。最后,，執(zhí)行方面,。該環(huán)節(jié)由執(zhí)行電機拖動需要的設(shè)備開展工作，在具體應用過程中,，電機通過自身的編碼器反饋給驅(qū)動器實現(xiàn)半閉環(huán)控制(也可以根據(jù)需要在機械終端執(zhí)行機構(gòu)上加裝反饋部件(如光柵尺,、編碼器)，把信號反饋給PLC實現(xiàn)全閉環(huán)控制),。
(2)對于系統(tǒng)細節(jié)的有效處理,。PLC在校平設(shè)備伺服電機中的應用，主要涉及PLC與伺服電機兩方面,，因此對于細節(jié)的處理,，同樣從這兩方面入手：一方面，電機方面,。伺服電機作為伺服系統(tǒng)的核心,，其主要負責能量轉(zhuǎn)換工作，因此相對于-電機而言,，其需要具備轉(zhuǎn)換效率高,、結(jié)構(gòu)簡單等特點。伺服電機又被稱為執(zhí)行電機，在自動控制系統(tǒng)中,，作為執(zhí)行環(huán)節(jié),，其能夠根據(jù)相應的指令控制信號等，調(diào)整和優(yōu)化電機的運行速度及方向創(chuàng),?；诰取⒏咝?、快捷等目標,，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,，運用IGBTPWM控制方式,。因此系統(tǒng)整體響應速度較快、且體積較小,，能夠滿足紡織機械,、數(shù)控機床等多個領(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)計美觀性及實用性,，在選擇PLC時盡量選擇尺寸較小的產(chǎn)品,。本文選用與電機相配的松下EPO系列PLC，它是同類產(chǎn)品中尺寸最小的,，可以安裝在小型機器設(shè)備上,。同時隨著技術(shù)不斷發(fā)展，在PLC應用過程中,，還應考慮兼容問題,，使用單元表面的擴充連接器及單排觸頭構(gòu)建層疊結(jié)構(gòu)，以此來拓展系統(tǒng),。
(3)系統(tǒng)實現(xiàn)策略,。第一，位置控制方面,。位置控制主要目標是促使執(zhí)行系統(tǒng)對位置指令進行準確的跟 蹤,，而被控量始終是負載的空間位移，當給定量發(fā)生變化情況下,，系統(tǒng)能夠促使被控制量及時準確地反饋相關(guān)信息,，然后進行實時的控制調(diào)整?；诖?，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)動器接收具體的位置指令信號,，并經(jīng)過電子齒輪分頻處理后,，控制IGBT以PWM脈沖形式驅(qū)動伺服電機旋轉(zhuǎn)，然后與反饋的脈沖信號形成偏差信號,，再進一步的調(diào)整PWM脈沖以實現(xiàn)伺服電機的精確控制,。所謂反饋脈沖，主要是指光電編碼器檢測器,，對設(shè)備運行實際情況檢查，獲得的脈沖數(shù),，并經(jīng)過相應處理后而形成,；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,，第一時間做出相應的速度調(diào)整。速度控制是一個反饋控制系統(tǒng),。在系統(tǒng)運行過程中,，PLC接到指令信號后，對伺服驅(qū)動器進行啟動或者停止處理,，并對信號進行模擬處理,，實現(xiàn)對電機運行速度的有效控制，以此來達到控制要求及目標,；第三,，控制精度方面。工業(yè)領(lǐng)域快速發(fā)展,，對于伺服電機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環(huán)位置控制,，無法及時獲得具體的反饋信息,，僅能夠提供發(fā)送服務，一旦伺服驅(qū)動器等設(shè)備出現(xiàn)故障,，PLC將無法發(fā)揮積極作用,。因此對于伺服電機的設(shè)計，建議采取增加通信控制方式的方法,，當指令發(fā)送完成后,，伺服驅(qū)動器將會對發(fā)送的指令做出正確的響應，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的準確控制,；第四,，增益方面。伺服電機在應用中，需要按照指令完成相應的任務,，不能夠太滯后或超調(diào),。而實現(xiàn)這一目標的關(guān)鍵在于伺服控制增益的調(diào)整。目前伺服的增益調(diào)整可以采取自動調(diào)整與手動調(diào)整兩種方式,。相比較兩種方式的優(yōu)越性來看,，前者更具有適用性，通過適當?shù)恼{(diào)整,，如負載慣量要比平時慣量大三倍,，并控制在二十倍之內(nèi)；確保震蕩不會影響機械設(shè)備損壞,，即可實現(xiàn)對系統(tǒng)的增益調(diào)整,。通常意義上來說，機械的固有頻率將會影響伺服電機的增益調(diào)整,，一旦機器的頻率過低,，伺服系統(tǒng)將無法獲得較快的響應特性。
實踐證明,，PLC在伺服電機控制中的應用,，能夠提高定位控制系統(tǒng)性能、且降低結(jié)構(gòu)復雜性,。技術(shù)不斷發(fā)展,，PLC在校平機伺服電機中的應用將成為必然趨勢。因此相關(guān)人員還應加強對技術(shù)的研究力度,，不斷提高電機控制能力,，實現(xiàn)對整個生產(chǎn)全過程的控制，從而促進相關(guān)領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展,。
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