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伺服电机的PLC控制.docx
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伺服电机的 PLC 控制方法
以我司 KSDG 系列伺服驱动器为例,介绍 PLC 控制伺服电机的方法。
伺服电机有三种控制模式:速度控制,位置控制,转矩控制{由伺服电机驱动器的 Pr02 参数与
32(C-MODE)端子状态选择},本文简要介绍位置模式的控制方法
一、按照伺服电机驱动器说明书上的"位置控制模式控制信号接线图"连接导线 3(PULS1),
4(PULS2)为脉冲信号端子,PULS1 连接直流电源正极(24V 电源需串连 2K 左右的电阻),PULS2 连
接控制器(如 PLC 的输出端子)。5(SIGN1),6(SIGN2)为控制方向信号端子,SIGN1 连接直流电源
正极(24V 电源需串连 2K 左右的电阻),SIGN2 连接控制器(如 PLC 的输出端子)。当此端子接收信
号变化时,伺服电机的运转方向改变。实际运转方向由伺服电机驱动器的 P41,P42 这两个参数
控制。7(com+)与外接 24V 直流电源的正极相连。29(SRV-0N),伺服使能信号,此端子与外接 24V
直流电源的负极相连,则伺服电机进入使能状态,通俗地讲就是伺服电机已经准备好,接收脉冲
即可以运转。上面所述的六根线连接完毕(电源、编码器、电机线当然不能忘 ),伺服电机即可根
据控制器发出的脉冲与方向信号运转。其他的信号端子,如伺服报警、偏差计数清零、定位完成
等可根据您的要求接入控制器构成更完善的控制系统。
二、设置伺服电机驱动器的参数。
1、Pr02----控制模式选择,设定 Pr02 参数为 0 或是 3 或是 4。3 与 4 的区别在于当 32(C-MODE)
端子为短路时,控制模式相应变为速度模式或是转矩模式,而设为 0,则只为位置控制模式。如
果您只要求位置控制的话,Pr02 设定为 0 或是 3 或是 4 是一样的。
2、Pr10,Pr11,Pr12----增益与积分调整,在运行中根据伺服电机的运行情况相应调整,达到伺
服电机运行平稳。当然其他的参数也需要调整(Pr13,Pr14,Pr15,Pr16,Pr20 也是很重要的参数),
在您不太熟悉前只调整这三个参数也可以满足基本的要求.
3、Pr40----指令脉冲输入选择,默认为光耦输入(设为 0)即可。也就是选择 3(PULS1),4(PULS2),
5(SIGN1),6(SIGN2)这四个端子输入脉冲与方向信号。
4、Pr41,Pr42----简单地说就是控制伺服电机运转方向。Pr41 设为 0 时,Pr42 设为 3,则 5(SIGN1),
6(SIGN2)导通时为正方向(CCW),反之为反方向(CW)。Pr41 设为 1 时,Pr42 设为 3,则 5(SIGN1),
6(SIGN2)断开时为正方向(CCW),反之为反方向(CW)。(正、反方向是相对的,看您如何定义了,
正确的说法应该为 CCW,CW).
5、Pr46,Pr4A,Pr4B----电子齿轮比设定。此为重要参数,其作用就是控制电机的运转速度与控
制器发送一个脉冲时电机的行走长度。其公式为:伺服电机每转一圈所需的脉冲数=编码器分辨
率×Pr4B/(Pr46×2^Pr4A)伺服电机所配编码器如果为:2500p/r5 线制增量式编码器,则编码器
分辨率为 10000p/r 如您连接伺服电机轴的丝杆间距为 20mm,您要做到控制器发送一个脉冲伺服
电机行走长度为一个丝(0.01mm)。
计算得知:伺服电机转一圈需要 2000 个脉冲。(每转一圈所需脉冲确定了,脉冲频率与伺服电机
的速度的关系也就确定了)三个参数可以设定为:Pr4A=0,Pr46=10000,Pr4B=2000,约分一下则
为:Pr4A=0,Pr46=100,Pr4B=20。从上面的叙述可知:设定 Pr46,Pr4A,Pr4B 这三个参数是根据
我们控制器所能发送的最大脉冲频率与工艺所要求的精度。在控制器的最大发送脉冲频率确定
后,工艺精度要求越高,则伺服电机能达到的最大速度越低。做好上面的工作,编制好 PLC 程序,
我们就可以控制伺服运转了。
PLC 触摸屏直接控制伺服电机程序设计
摘要:以三菱公司的 FX3U-48MT-ES-A 作为控制元件,GT1155-QFBD-C 作为操作元件直接控制三
菱伺服电机的具体程序设计。
关键词:PLC; 触摸屏; 伺服电机
伺服电机又称执行电机,它是控制电机的一种。它是一种用电脉冲信号进行控制的,
并将脉冲信号转变成相应的角位移或直线位移和角速度的执行元件。根据控制对象的不同,由
伺服电机组成的伺服系统一般有三种基本控制方式,即位置控制、速度控制、力矩控制。本系
统我们采用位置控制。
PLC 在自动化控制领域中,应用十分广泛。尤其是近几年 PLC 在处理速度,指令及容
量、单轴控制方面得到飞速的发展,使得 PLC 在控制伺服电机方面也变得简单易行。
1 控制系统中元件的选型
1.1PLC 的选型
因为伺服电机的位移量与输入脉冲个数成正比,伺服电机的转速与脉冲频率成正比,
所以我们需要对电机的脉冲个数和脉冲频率进行精确控制。且由于伺服电机具有无累计误差、
跟踪性能好的优点,伺服电机的控制主要采用开环数字控制系统,通常在使用时要搭配伺服驱
动器进行控制,而伺服电机驱动器采用了大规模集成电路,具有高抗干扰性及快速的响应性。
在使用伺服驱动器时,往往需要较高频率的脉冲,所以就要求所使用的 PLC 能产生高频率脉冲。
三菱公司的 FX3U 晶体管输出的 PLC 可以进行 6 点同时 100 kHz 高速计数及 3 轴独立 100 kHz
的定位功能,并且可以通过基本指令 0.065 μs、PCMIX 值实现了以 4.5 倍的高速度,完全满足
了我们控制伺服电机的要求,所以我们选用 FX3U-48MT-ES-A 型 PLC。
1.2 伺服电机的选型
在选择伺服电机和驱动器时,只需要知道电机驱动负载的转距要求及安装方式即可,
我们选择额定转距为 2.4 N·m,额定转速为 3 000 r/min,每转为 131 072 p/rev 分辨率的三
菱公司 HF-KE73W1-S100 伺服电机,与之配套使用的驱动器我们选用 MR-E-70A-KH003 伺服驱动
器。三菱的此款伺服系统具有 500 Hz 的高响应性,高精度定位,高水平的自动调节,能轻易实
现增益设置,且采用自适应振动抑止控制,有位置、速度和转距三种控制功能,完全满足要求。
同时我们采用三菱 GT1155-QFBD-C 型触摸屏,对伺服电机进行自动操作控制。
2 PLC 控制系统设计
我们需要伺服电机实现正点、反点、原点回归和自动调节等动作,另外为确保本系
统的精确性我们增加编码器对伺服电机进行闭环控制。PLC 控制系统 I/O 接线图如图 1。
图 1
I/O 接线图
上图中的公共端的电源不能直接接在输入端的 24 V 电源上。根据控制要求设计了 PLC
控制系统梯形图如图 2。
图 2 梯形图
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