基于PLC的伺服电机运动控制系统设计.docx

基于PLC的伺服电机运动控制系统设计李涛仵晨李鑫唐静媛杨军良摘要：随着伺服系统不断的发展，制造业对伺服系统的要求也是越来越高，现在很多场合下需要伺服电机做变速运动，对电机的控制方式也是多种多样的要求。本文将介绍一种基于永宏PLC的安川Σ-7系列AC伺服电机带手摇轮控制的运动控制系统，并通过外接触摸屏对伺服电机实现精准控制。关键词：PLC;伺服电机;运动控制;触摸屏中图分类号：TP206文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2021.03.042本文著录格式：李涛，仵晨，李鑫，等.基于PLC的伺服电机运动控制系统设计[J].软件，2021，42（03）：145-148DesignofServoMotorMotionControlSystemBasedonPLCLITao，WUChen，LIXin，TANGJingyuan，YANGJunliang（SchoolofMechanicalandPrecisionInstrumentEngineering，Xi'anUniversityofTechnology，Xi'anShaanxi710048）【Abstract】：Withthecontinuousdevelopmentoftheservosystem，therequirementsfortheservosystemaregettinghigherandhigher.Nowadays，theservomotorisrequiredforvariable-speedmotioninmanyoccasions，andthecontrolmethodofthemotorisalsoavarietyofrequirements.ThisarticlewillintroduceamotioncontrolsystembasedonFATEKPLC-basedYaskawaΣ-7seriesACservomotorwithhandwheelcontrol，andachieveprecisecontroloftheservomotorthroughanexternaltouchscreen.【Keywords】：PLC;servomotor;motioncontrol;touchscreen0引言隨着科技高速发展，现代工业制造很多情况下需要电机的低速运转，精度准确，定位准确及特定的控制方式等要求，以电机为控制对象，电子装置为核心[1-3]，例如人工晶体生产、光学加工、工业机器人等领域。在实际生产应用中通常采用伺服电机来满足这些要求，结合PLC结构小巧，稳定性高，抗干扰能力强的特点[4]，更大程度上保证工业条件下电机运动的可靠性。本文以单晶生产技术要求，提出了采用基于永宏PLC通过外部触摸屏控制伺服电机，并带有手轮控制的运动控制系统设计。1PLC电机控制的硬件设根据单晶生产要求电机转速量程在0～260r/min，调控精度要达到0.1r/min，采用永宏PLC型号FBS-24MCT2-AC作为可编程控制器，分配输入输出;选用安川Σ-7系列型号SGM7J-04AFC6SAC伺服电机及Σ-7系列型号SGD7S-2R8AAC伺服驱动器，按照要求对驱动器参数进行设置。1.1控制要求首先电机的控制要求主要分为两种，分为手动、自动两种模式。在自动模式下，通过在触摸屏提前设置好自动模式参数（间隔时间、起始速度、终止速度），电机在驱动器的控制下可做匀加速或匀减速运动，达到终止速度后电机做匀速运动，自动模式下若出现问题，电机也可暂停，解决问题后，以原速度继续运行;在手动模式下，电机按照提前设置好的手动速度做匀速运动，若手摇轮有脉冲输入则手摇轮直接切入控制电机。具体的控制流程如图1所示。1.2硬件配置为保证设计要求，要明确所用硬件配置的各性能指标，本次选用的永宏PLCFBS-24MCT2-AC有14点24VDC数组输入（4点高速200KHz，2点中速20KHz，6点总和5KHz）和10点继电器或晶体管数出（4点高速200KHz，4点中速20KHz），其它相关参数如表1所示。1.3I/O分配表根据控制要求，通过触摸屏控制输入，而外部输入只有手摇轮脉冲输入，永宏PLC支持手摇轮输入，有专用的指令，在使用手摇轮时还要进行一些组态设置，一般是在50Ms中断程序中使用。电机转速控制系统的I/O分配如表2所示。1.4原理接线图该系统原理接线图如图2所示。PLC的电源端L接相线，N端接零线，S/S接24V，所用的信号连接线皆采用双绞线，保证信号不被干扰。1.5伺服驱动参数设置伺服电机的控制模式主要有速度控制、位置控制、转矩控制[5-6]三种，每种控制模式下伺服驱动参数各不相同，根据控制要求选用位置控制模式。对伺服驱动参数进行设置之前，首先要对伺服驱