您的位置 首页 发布

怎样进行PLC操控伺服电机精确定位?

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

在自动化出产、加工和操控过程中,常常要对加工工件的尺度或机械设备移动的间隔进行精确定位操控。这种定位操控只是要求操控目标按指令进入指定的方位,对运动的速度无特别要求,例如出产过程中的点位操控(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),仓储体系中对传送带的定位操控,机械手的轴定位操控等等。在定位操控体系中常运用沟通异步电机或步进电机伺服电机作为驱动或操控元件。完成定位操控的要害则是对伺服电机的操控。因为可编程操控器(PLC) 是专为在工业环境下运用而规划的一种工业操控核算机,具有抗干扰能力强、可靠性极高、体积小等明显长处,是完成机电一体化的抱负操控设备。本文旨在论述运用PLC操控伺服电机完成精确定位的办法,介绍操控体系在规划与施行中需求知道与处理的若干问题,给出了操控体系参阅计划及软硬件结构的规划思路,关于工业出产中定位操控的完成具有较高的有用与参阅价值。

1 运用PLC的高速计数器指令和旋转编码器操控三相沟通异步电机完成的精确定位

1.1 体系作业原理

PLC的高速计数器指令和编码器的合作运用,在现代工业出产自动操控中可完成精确定位和丈量长度。现在,大多数PLC都具有高速计数器功用,例如西门子 S7-200系列CPU226型PLC有6个高速计数器。高速计数器能够对脉宽小于PLC主机扫描周期的高速脉冲精确计数,不需求添加特别功用单元就能够处理频率高达几十或上百kHz的脉冲信号。旋转编码器则能够将电动机轴上的角位移转换成脉冲值。

运用PLC的高速计数器指令和编码器操控三相沟通异步电机完成的精确定位操控体系,其原理是经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的高速计数器来核算编码器宣布的脉冲个数,然后完成定位操控。

1.2 规划与施行

以对传输带的定位操控规划为例加以阐明。现需求用传输带运送货品,从货品运送起点到指定方位(结尾)的间隔为10 cm。现要求当传输带上的货品运转10 cm后,传输带电机中止运转。该体系硬件设置首要包含西门子S7-200CPU226型PLC、传输带电机(三相沟通异步电机)、OMRON的E6A2- CW5W光电旋转编码器、松下VFO系列BFV00042GK变频器等。该体系的作业原理是将光电编码器的机械轴和传动辊(由三相沟通异步电机拖动)同轴相连,经过传动辊带动光电编码器机械轴滚动,输出脉冲信号,运用PLC的高速计数器指令对编码器发生的脉冲(选用A相脉冲)个数进行计数,当高速计数器的当时值等于预置值时发生中止,经变频器操控电动机中止运转,然后完成传输带运转间隔的精确定位操控。很明显,该操控体系中完成精确定位操控的要害是对PLC的高速计数器的预置值进行设置,高速计数器的预置值即为传输带运转10 cm时光电编码器发生的脉冲数。该脉冲数值与传输带运转间隔、光电编码器的每转脉冲数以及传动辊直径等参数有关。该脉冲数能够经过试验丈量也可经过核算得出。核算得出传输带运转10 cm对应的脉冲数为:

脉冲数=[(传动辊直径(mm)×π÷(脉冲数/转)]×传送带运转间隔(mm)

该体系经过核算得出脉冲数为100,则高速计数器的预置值即为100。

在子程序中,将高速计数器HSC0设置为形式1,即单路脉冲输入内部方向操控的增/减计数器。无发动输入,运用复位输入。体系开端运转时,调用子程序 HSC_INIT,其意图是初始化HSC0,将其操控字节SMB37数据设置为16#F8,对高速计数器写入当时值和预置值,一起经过中止衔接指令 ATCH将中止事情12(即高速计数器的当时值等于预置值中止)和中止服务程序COUNT_EQ衔接起来,并履行ENI指令,大局开中止。当高速计数器的当时值等于预置值时,履行中止服务程序,将SMD42的值清零,再次履行HSC指令从头对高速计数器写入当时值和预置值,一起使M0.0置位,电动机中止运转。

2 运用PLC的高速脉冲指令操控步进电机完成精确定位

2.1 体系作业原理

步进电机因其具有结构简略、操控便利、滚动惯量低、定位精度高、无累积差错和本钱低价等长处而成为工业操控的首要履行元件,尤其是在精确定位场合中得到广泛运用。在工业出产中,步进电机和出产机械的衔接有很多种,常见的一种是步进电机和丝杠衔接,将步进电机的旋转运动转变成作业台面的直线运动。当需求对作业台面移动间隔进行定位操控时,只需求操控步进电机的转速和角位移巨细即可。在非超载的情况下,步进电机的转速和角位移只取决于脉冲信号的频率和脉冲数。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比,转速与脉冲频率成正比。改动绕组通电的相序,则能够完成步进电机回转。

现在世界上首要的 PLC厂家出产的PLC均有专门的高速脉冲输出指令,能够很便利地和步进电机构成运动定位操控体系。由PLC高速脉冲指令操控步进电机完成精确定位的本质是PLC经过高速脉冲输出指令PTO/PWM输出高速脉冲信号,经步进电机脉冲细分驱动器操控步进电机的运转,然后推进作业台移动抵达指定的方位,完成精确定位。作业台移动的间隔与PLC脉冲数之间的关系为:

式中:N为PLC宣布的操控脉冲的个数;n为步进电机驱动器的脉冲细分数(假如步进电机驱动器有脉冲细分驱动);θ为步进电机的布距角,即步进电机每收到一个脉冲改变,轴所转过的视点;d为丝杠的螺纹距,它决议了丝杠每转过一圈,作业台面行进的间隔;δ为脉冲当量(定位精度);i为传动速比;L为作业台移动的间隔。

明显,运用PLC操控步进电机完成精确定位的要害是对PLC发生的脉冲数的设定。而脉冲数与脉冲当量、传动速比、步进电机驱动器的细分数以及脉冲频率等都有关。

2.2 规划与施行

以货品仓储体系中的对直线导轨的定位操控规划为例加以阐明。在仓储体系中,要求由步进电机拖动直线导轨将料块送到指定的库房门口。假定从起点到结尾的运送间隔为100 mm,即要求由步进电机带动导轨作直线运动,定位间隔为100 mm。为完成精确定位,体系选用西门子S7-200系列CPU226型PLC、四通57BYG250C混合式步进电机和森创SH-20403步进电机驱动器等设备。其间CPU226型PLC的CPU有两个脉冲发生器,分别是Q0.0端子和Q0.1端子。这两个端子均可输出PTO/PWM高速脉冲信,脉冲频率可达20 kHz。依据操控要求,体系拟选用高速脉冲串输出PTO功用,PTO功用可输出必定脉冲个数和占空比为50%的方波信号。输出脉冲的周期以μs或ms为增量单位。PTO功用答应多个脉冲串排队输出,然后构成流水线。流水线分为两种:单段流水线和多段流水线。

声明:本文内容来自网络转载或用户投稿,文章版权归原作者和原出处所有。文中观点,不代表本站立场。若有侵权请联系本站删除(kf@86ic.com)https://www.86ic.net/changshang/fabu/147429.html

为您推荐

联系我们

联系我们

在线咨询: QQ交谈

邮箱: kf@86ic.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部