伺服電機程序

1、 PLC觸摸屏控制伺服電機程序設計伺服電機又稱執(zhí)行電機,它是控制電機的一種。它是一種用電脈沖信號進行控制的,并將脈沖信號轉(zhuǎn)變成相應的角位移或直線位移和角速度的執(zhí)行元件。根據(jù)控制對象的不同,由伺服電機組成的伺服系統(tǒng)一般有三種基本控制方式,即位置控制、速度控制、力矩控制。本系統(tǒng)我們采用位置控制。1控制系統(tǒng)中元件的選型PLC三菱公司的FX3U晶體管輸出的PLC可以進行6點同時100 kHz 高速計數(shù)及3軸獨立100 kHz的定位功能,并且可以通過基本指令0.065 s、PCMIX值實現(xiàn)了以4.5倍的高速度,完全滿足了我們控制伺服電機的要求,我們選用FX3U-48MT的PLC。伺服電機在選擇伺服電機和

2、驅(qū)動器時,只需要知道電機驅(qū)動負載的轉(zhuǎn)距要求及安裝方式即可,我們選擇額定轉(zhuǎn)距為2.4 N·m,額定轉(zhuǎn)速為3 000 r/min,每轉(zhuǎn)為131072 p/rev分辨率的三菱公司HF-KE73W1-S100伺服電機,與之配套使用的驅(qū)動器我們選用MR-E-70A-KH003伺服驅(qū)動器。三菱的此款伺服系統(tǒng)具有500 Hz 的高響應性,高精度定位,高水平的自動調(diào)節(jié),能輕易實現(xiàn)增益設置,且采用自適應振動抑止控制,有位置、速度和轉(zhuǎn)距三種控制功能,完全滿足要求。同時我們采用三菱GT1155-QFBD-C型觸摸屏,對伺服電機進行自動操作控制。2 PLC控制系統(tǒng)設計我們需要伺服電機實現(xiàn)正點、反點、原點回歸

3、和自動調(diào)節(jié)等動作,另外為確保本系統(tǒng)的精確性我們增加編碼器對伺服電機進行閉環(huán)控制。PLC控制系統(tǒng)I/O接線圖如圖1。 圖1 I/O接線圖上圖中的公共端的電源不能直接接在輸入端的24 V電源上。根據(jù)控制要求設計了PLC控制系統(tǒng)梯形圖如圖2。 圖2 梯形圖M806控制伺服急停,M801控制伺服電機原點回歸,M802控制伺服正點,M803控制伺服反點,M804為自動調(diào)節(jié),M805為壓力校正即編碼器的補償輸入。在電機運行前需要首先進行原點回歸,以確保系統(tǒng)的準確性和穩(wěn)定性,當M50和M53同時接通時,伺服電機以2 kHz的速度從Y0輸出脈沖,開始做原點回歸動作,當碰到近點信號M30=ON時,變成寸動速度1

4、 kHz,從Y0輸出脈沖直到M30=OFF后停止。M30是在自動調(diào)節(jié)時,電機轉(zhuǎn)動的角度與零點相等時為ON。電機在進行正反點時,我們采用FX3U具有的專用表格定位指令DTBL S1 S2;在使用表格定位之前,我們首先要在梯形圖左邊的PLC parameter(PLC參數(shù)中進行定位設定。正反點控制我們采用指令DRVA S1 S2 D1 D2絕對定位指令。在自動運行時,我們利用PLC內(nèi)強大的浮點運算指令,根據(jù)系統(tǒng)的多方面參數(shù)進行計算;在操作時,我們只需要在觸摸屏上設定參數(shù),伺服電機便根據(jù)程序里的運算公式轉(zhuǎn)化成為脈沖信號輸出到驅(qū)動器,驅(qū)動器給電機信號運轉(zhuǎn)。在伺服電機運行的過程中為確保電機能達到我們需要

5、的精度,我們采用增量式編碼器與伺服電機形成閉環(huán)控制,我們把計算到的角度與編碼器實際測量角度進行比較,根據(jù)結(jié)果調(diào)整伺服電機的脈沖輸 出,從而實現(xiàn)高精度定位。整個程序我們采用步進指令控制(也可以采用一般指令控制,簡單方便。3 伺服系統(tǒng)設置3.1伺服驅(qū)動器的接線伺服系統(tǒng)的接線很簡單,我們只需要按照規(guī)定接入相對應的插頭即可。將三相電源線L1,L2,L3插頭接入CPN1,將伺服電機插頭接入CN2,將編碼器插頭接入CNP2,控制線插頭接入CN1。我們在調(diào)試程序時需要用伺服電機的專用軟件,通過RS422接口接到伺服系統(tǒng)的CN3上即可。對于CN1控制線接法如表1。表1控制線接法引腳號接線 110110Y2Y1

6、600Y0Y33.2伺服驅(qū)動器的參數(shù)設定系統(tǒng)采用定位控制。三菱MR-E系列的伺服驅(qū)動器,主要有兩組參數(shù),一組為基本參數(shù),另一組為擴展參數(shù),根據(jù)本系統(tǒng)要求,我 們主要設定基本參數(shù),主要有NO.0,NO.1,NO.2,NO.3,NO.4,NO.5,NO.7,NO.18,NO.19,擴展參數(shù)要根據(jù)具體情況進行設定。同時我們也可以通過伺服設置軟件SETUP221E進行參數(shù)設置。我們在伺服電機進行調(diào)試過程中建議先設為速度模式,進行伺服電機的點動測試。4 觸摸屏程序設計建立初始畫面,在畫面上分別設置按鈕開關,在開關上分別寫上,壓力+、壓力-、原點回歸、自動調(diào)節(jié)、壓力校正、伺服急停等字樣,其中繼電器的對應情

7、況如上所寫?？刂飘嬅嫒鐖D3和圖4。 圖3畫面設置無錫華美機器人科技有限公司 圖 4 參數(shù)顯示 本系統(tǒng)同時還設置有手動調(diào)節(jié)功能，確保在自動調(diào)節(jié)出現(xiàn)問題 時及時補救。觸摸屏上我們設置了指示燈，可顯示此時的工作狀態(tài)。 同時我們在手動和自動指示燈的中間部分，設置了脈沖的輸出指示， 即伺服電機的運轉(zhuǎn)指示,當有脈沖輸出時,會有“脈沖輸出中”的紅色 指示燈出現(xiàn)。當無紅色指示燈顯示時,即表示電機有故障,此時操作者 需根據(jù)伺服驅(qū)動器上顯示的異常字母進行故障查詢，簡單方便。 5 總結(jié) 利用 PLC 可以直接對伺服電機進行位置和速度控制，無需增加定 位模塊，節(jié)約成本。PLC 的處理速度高，輸出脈沖的頻率也很高，而 且指令也很簡單， 在系統(tǒng)聯(lián)機的情況下也