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2021-10-02
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如何采用 PLC 控制伺服电机的精确定位
1 PLC 定义
PLC 主要是指数字运算操作电子系统的可编程逻辑控制器，用于控制机械的生产过程。PLC 的特点是
性能稳定可靠，一般由大公司如三菱，LG、台达、西门子等生产制造，质量可靠，使用寿命长，其次
PLC 的扩展性好，一般可通过简单方法实现多种专业的功能，如 AD／DA 功能，波形输出功能，PID 模
糊控制功能等。PLC 可采用代码编程或者梯形图编程，逻辑清楚，编程简单，适合于初学者学习和使用，
因此用途广泛。目前 PLC 已经在世界各地的重要控制系统中发挥了重要的作用。大到航天航海，小到普
通家用电器，都有它的身影，特别是制造工厂，更是得到了大量的使用。
2 伺服电机定义
伺服电机主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到 1 个脉冲，就会旋转 1 个脉冲对
应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都
会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了照应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知
道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实
现精确的定位，可以到达 0.001mm。伺服电机在要求精密控制的工业自动化设备中得到了广泛的应用，
他的闭环控制功能，是步进电机无法比拟的。在一些场合，由于步进电机没有反馈，因此当步进电机卡死
或打滑会出现丢步的情况，从而大大影响设备使用精度，因此步进电机一般用于纯粹的转动过程，或者用
于对精度要求不高的使用场合。
3 如何采用 PLC 控制伺服电机运转
文中采用了 LG 品牌 PLC，伺服电机采用英迈克的伺服电机及驱动器。
3.1 PLC 控制伺服电机原理图
PLC 控制伺服电机原理如图 1 所示。
① PLC 引脚说明。
PLC 引脚 P00 为电机运行启动信号；PLC 引脚 P40 属于 LG PLC 的专用高速脉冲通道，用于控制伺
服电机驱动器。P41 属于 LG PLC 专用方向脉冲通道；P 属于高速脉冲通道的专用高电平端，当高速脉冲
通道为低电平时，电流从 P 流向高速脉冲通道，从而伺服电机收到高速脉冲，并执行相关控制，如转动和
换向。P04 和 P05 属于 LG PLC 的专用原点定位信号，P04 为减速信号，P05 为到位信号。
原点定位原理如下：原点是为位置控制中的基准点，当原点位置设置好了后，后面的位置控制才有意
义，因此在定位脉冲发送前必须进行原点控制。当发送原点定位 POSORG 命令后，电机开始按参数设定
的速度加速，然后匀速直到 P04 光电被感应，然后以一个比较低的速度继续运行，直到 P05 光电也被感
应，此时原点位置被自动记录在 PLC 中，以后的位置控制指令，都由这个原点坐标作为参考。
②电机驱动器引脚说明。
伺服使能：该引脚为 24＋高电平时，伺服电机进人工作状态，否则处于参数设置状态。
DCl2-24：该引脚需要和 PLC 的 24-连接，获取相同的低电位。
PURSE32：该引脚为位置脉冲发送的高电位，直接通过一个 2K 电阻连接到 PLC 的 P 端
PURSE31：该引脚接受 PLC 的 P40 发出的位置信号低电平，作为控制电机运转的位置信号。
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