PLC觸摸屏直接控制伺服電動(dòng)機(jī)程序設(shè)計(jì)-

1、伺服電動(dòng)機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī),它是控制電動(dòng)機(jī)的一種。它是一種用電脈沖信號(hào)進(jìn)行控制的,并將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成相應(yīng)位移的執(zhí)行器。伺服電動(dòng)機(jī)在控制系統(tǒng)中一般作為執(zhí)行元件,根據(jù)控制對(duì)象的不同,由伺服電動(dòng)機(jī)組成的伺服系統(tǒng)一般有三種基本控制方式,即位置控制、速度控制和力矩控制。本系統(tǒng)采用位置控制。控制系統(tǒng)中元件的選型1.PLC 的選型因?yàn)樗欧妱?dòng)機(jī)的位移量與輸入脈沖個(gè)數(shù)成正比,伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比,所以需要對(duì)電動(dòng)機(jī)的脈沖個(gè)數(shù)和脈沖頻率進(jìn)行精確控制。且由于伺服電動(dòng)機(jī)具有無(wú)累計(jì)誤差,跟蹤性能好的優(yōu)點(diǎn),伺服電動(dòng)機(jī)的控制主要采用開環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng),通常在使用時(shí)要搭配伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行控制,而伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用了大

2、規(guī)模的硬件集成電路,具有高抗干擾性及快速響應(yīng)性。在使用伺服驅(qū)動(dòng)器時(shí),往往需要較高頻率的脈沖,所以要求所使用的PLC 能產(chǎn)生高頻率脈沖。日本三菱公司的FX3U 晶體管輸出的PLC 可以進(jìn)行6點(diǎn)同時(shí)100kHz 高速計(jì)數(shù)及3軸獨(dú)立100kHz 的定位功能,并且可達(dá)到通過(guò)基本指令0.065s 及PCMIX 值實(shí)現(xiàn)高速度,完全滿足了控制伺服電動(dòng)機(jī)的要求。2.伺服電動(dòng)機(jī)的選型在選擇伺服電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)器時(shí),只需要知道電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載的轉(zhuǎn)矩要求及安裝方式即可,我們選擇額定轉(zhuǎn)矩為2.4Nm,額定轉(zhuǎn)速為3000r/min,每轉(zhuǎn)為131072p/rev 分辨率的三菱公司的HF -KE73W1-S100伺服電動(dòng)機(jī),與之

3、配套使用的驅(qū)動(dòng)器選用MR -E -70A -KH003伺服驅(qū)動(dòng)器。三菱的此款伺服系統(tǒng)具有500Hz 的高相應(yīng)性,高精度定位,高水平的自動(dòng)調(diào)節(jié),能輕易實(shí)現(xiàn)增益設(shè)置,且采用自適應(yīng)振動(dòng)抑止控制,有位置、速度和轉(zhuǎn)矩三種控制功能,完全滿足要求。同時(shí)采用三菱GT1155-QFBD -C 型觸摸屏,對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行自動(dòng)操作控制。PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)我們需要伺服電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正點(diǎn)、反點(diǎn)、原點(diǎn)回歸和自動(dòng)調(diào)節(jié)等動(dòng)作,另外為確保本系統(tǒng)的精確性,增加編碼器對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行閉環(huán)控制。PLC 控制系統(tǒng)I/O 接線圖如圖1所示。圖1中的公共端的電源不能直接接在輸入端的24V 電源上。根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)了PLC 控制系統(tǒng)梯形圖,如

4、圖2所示。M806控制伺服急停,M801控制伺服電動(dòng)機(jī)原點(diǎn)回歸,M802控制伺服正點(diǎn),M803控制伺服反點(diǎn),M804為自動(dòng)調(diào)節(jié),M805為壓力校正既編碼器的補(bǔ)償輸入。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行前需要首先進(jìn)行原點(diǎn)回歸,以確保系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,當(dāng)M50和M5同時(shí)接通時(shí)伺服電動(dòng)機(jī)以2kHz 的速度從Y0輸出脈沖開始作伺服電機(jī)PLC 觸摸屏直接控制伺服電動(dòng)機(jī)程序設(shè)計(jì)文/河南新機(jī)股份有限公司閆娓陳忠提趙安介紹了以日本三菱公司的FX3U -48MT -ES -A 作為控制元件,GT1155-QFBD -C 作為操作元件直接控制三菱伺服電動(dòng)機(jī)的具體程序設(shè)計(jì)。圖124V電源公共端輸出脈沖伺服停止伺服復(fù)位脈沖方向C O

5、M Y 0Y 1Y 2Y 3+24VS/S 24GX 0X 1解碼器原點(diǎn)回歸動(dòng)作,當(dāng)碰到近點(diǎn)信號(hào)M30=O N 時(shí)變成寸動(dòng)速度1kHz 從Y0輸出脈沖直到M30=OFF 后停止。M30是在自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度與零點(diǎn)相等時(shí)為O N 。電動(dòng)機(jī)在進(jìn)行正反點(diǎn)時(shí),采用FX3U 具有的專用表格定位指令DTBLS1S2;在使用表格定位之前,首先要在梯形圖左邊的PLCparameter(PLC 參數(shù)中進(jìn)行定位設(shè)定。正反點(diǎn)控制采用指令D R V A S1S2D1D2絕對(duì)定位指令。在自動(dòng)運(yùn)行時(shí),利用PLC 內(nèi)強(qiáng)大的浮點(diǎn)運(yùn)算指令,根據(jù)系統(tǒng)的多方面參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,在操作時(shí),只需要在觸摸屏上設(shè)定參數(shù),伺服電動(dòng)機(jī)便根

6、據(jù)程序里的運(yùn)算公式轉(zhuǎn)化成為脈沖信號(hào)輸出到驅(qū)動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)器給電動(dòng)機(jī)信號(hào)運(yùn)轉(zhuǎn)。在伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中為確保電動(dòng)機(jī)能達(dá)到需要的精度,采用增量式編碼器與伺服電動(dòng)機(jī)形成閉環(huán)控制,把計(jì)算到的角度與編碼器實(shí)際測(cè)量角度進(jìn)行比較,根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整伺服電動(dòng)機(jī)的脈沖輸出,從而實(shí)現(xiàn)高精度定位。整個(gè)程序采用步進(jìn)指令控制(也可以采用一般指令控制,簡(jiǎn)單方便。伺服系統(tǒng)設(shè)置1.伺服驅(qū)動(dòng)器的接線伺服系統(tǒng)的接線很簡(jiǎn)單,只需要按照規(guī)定,把線接入相對(duì)應(yīng)的插頭即可。將三相電源線L1,L2,L3插頭接入CPN1,將伺服電動(dòng)機(jī)插頭接入CN2,將編碼器插頭接入CNP2,控制線插頭接入CN1。在調(diào)試程序時(shí)需要用伺服電動(dòng)機(jī)的專用軟件,通過(guò)RS42

7、2接口接到伺服系統(tǒng)的CN3上即可。2.伺服驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)設(shè)定系統(tǒng)采用定位控制。三菱M R -E 系列的伺服驅(qū)動(dòng)器,主要有兩組參數(shù),一組為基本參數(shù),另一組為擴(kuò)展參數(shù),根據(jù)本系統(tǒng)要求,主要設(shè)定基本參數(shù),主要有NO.0,NO.1,NO.2,NO.3,NO.4,NO.5,NO.7,NO.18,NO.19,擴(kuò)展參數(shù)要根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)定。同時(shí)也可通過(guò)伺服設(shè)置軟件SETUP221E 進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。在伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)試過(guò)程中建議先設(shè)為速度模式,進(jìn)行伺服電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)測(cè)試。觸摸屏程序設(shè)計(jì)建立初始畫面,在畫面上分別設(shè)置按鈕,在按鈕上分別寫上,壓力+、壓力-、原點(diǎn)回歸、自動(dòng)調(diào)節(jié)、壓力校正、伺服急停等字樣。其中繼電器的

8、對(duì)應(yīng)情況如上所寫。控制畫面如圖3和圖4。本系統(tǒng)同時(shí)還設(shè)置有手動(dòng)調(diào)節(jié)功能,確保在自動(dòng)調(diào)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)的及時(shí)補(bǔ)救,觸摸屏上設(shè)置了指示燈可顯示此時(shí)的工作狀態(tài),同時(shí)在手動(dòng)和自動(dòng)指示燈的中間部分設(shè)置了脈沖的輸出指示即伺服電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)指示,當(dāng)有脈沖輸出時(shí),會(huì)有“脈沖輸出中”的紅色指示燈出現(xiàn)。當(dāng)無(wú)紅色指示燈顯示時(shí),即表示電動(dòng)機(jī)有故障,此時(shí)根據(jù)顯示的異常字母進(jìn)行故障查詢,簡(jiǎn)單方便。EA 圖3圖4圖2 Y003 RSTM10RSTS0RSTM15DTBLY001K1M 805M 801M 6M 802M 5M 803DTBLY001K2M 803M 5M 802M 804M 6M 10RSTM15RSTS12RSTM15M 805M 6M 15M 1M 10=K0D250Y003STLS0M 50M 5DZRNK2000K1000M30Y000RSTM10RSTS0M8043M50M8000STLS1