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数控机床中的PLC如何控制伺服电机的

2017-04-23  2457274631
在数控机床中,PLC控制伺服电机系统,一般是通过高速脉冲输出口输出等宽脉冲,通过脉冲数来实现伺服系统的定位控制,其中有脉冲量,脉冲频率,脉冲方向等参数,伺服这边还有电子齿轮比等参数设定。请关注:容济点火器,讨论技术问题。

利用PLC的高速计数器指令和旋转编码器控制三相交流异步电机实现的准确定位。



1.1 系统工作原理

  PLC的高速计数器指令和编码器的配合使用,在现代工业生产自动控制中可实现精确定位和测量长度。目前,大多数PLC都具有高速计数器功能,例如西门子S7-200系列CPU226型PLC有6个高速计数器。高速计数器可以对脉宽小于PLC主机扫描周期的高速脉冲准确计数,不需要增加特殊功能单元就可以处理频率高达几十或上百kHz的脉冲信号。旋转编码器则可以将电动机轴上的角位移转换成脉冲值。

  利用PLC的高速计数器指令和编码器控制三相交流异步电机实现的准确定位控制系统,其原理是通过与电动机同轴相连的光电旋转编码器将电机角位移转换成脉冲值,经由PLC的高速计数器来统计编码器发出的脉冲个数,从而实现定位控制。

  1.2 设计与实施

  以对传输带的定位控制设计为例加以说明。现需要用传输带运送货物,从货物运送起点到指定位置(终点)的距离为10 cm。现要求当传输带上的货物运行10 cm后,传输带电机停止运行。该系统硬件设置主要包括西门子S7-200CPU226型PLC、传输带电机(三相交流异步电机)、OMRON的E6A2-CW5W光电旋转编码器、松下VFO系列BFV00042GK变频器等。该系统的工作原理是将光电编码器的机械轴和传动辊(由三相交流异步电机拖动)同轴相连,通过传动辊带动光电编码器机械轴转动,输出脉冲信号,利用PLC的高速计数器指令对编码器产生的脉冲(采用A相脉冲)个数进行计数,当高速计数器的当前值等于预置值时产生中断,经变频器控制电动机停止运行,从而实现传输带运行距离的准确定位控制。很显然,该控制系统中实现准确定位控制的关键是对PLC的高速计数器的预置值进行设置,高速计数器的预置值即为传输带运行10 cm时光电编码器产生的脉冲数。该脉冲数值与传输带运行距离、光电编码器的每转脉冲数以及传动辊直径等参数有关。该脉冲数可以通过实验测量也可通过计算得出。计算得出传输带运行10 cm对应的脉冲数为:

  脉冲数=[(传动辊直径(mm)×π÷(脉冲数/转)]×传送带运行距离(mm)

  该系统通过计算得出脉冲数为100,则高速计数器的预置值即为100。参考程序如图1所示。


 
在子程序中,将高速计数器HSC0设置为模式1,即单路脉冲输入内部方向控制的增/减计数器。无启动输入,使用复位输入。系统开始运行时,调用子程序HSC_INIT,其目的是初始化HSC0,将其控制字节SMB37数据设置为16#F8,对高速计数器写入当前值和预置值,同时通过中断连接指令ATCH将中断事件12(即高速计数器的当前值等于预置值中断)和中断服务程序COUNT_EQ连接起来,并执行ENI指令,全局开中断。当高速计数器的当前值等于预置值时,执行中断服务程序,将SMD42的值清零,再次执行HSC指令重新对高速计数器写入当前值和预置值,同时使M0.0置位,电动机停止运行。


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