在自动化生产、加工和控制过程中,经常要对加工工件的尺寸或机械设备移动的距离进行准确定位控制。这种定位控制仅仅要求控制对象按指令进入指定的位置,对运动的速度无特殊要求,例如生产过程中的点位控制(比较典型的如卧式镗床、坐标镗床、数控机床等在切削加工前刀具的定位),仓储系统中对传送带的定位控制,机械手的轴定位控制等等。在定位控制系统中常使用交流异步电机或步进电机等伺服电机作为驱动或控制元件。实现定位控制的关键则是对伺服电机的控制。由于可编程控制器(PLC)是专为在工业环境下应用而设计的一种工业控制计算机,具有抗干扰能力强、可靠性极高、体积小等显著优点,是实现机电一体化的理想控制装置。本文旨在阐述利用PLC控制伺服电机实现准确定位的方法,介绍控制系统在设计与实施中需要认识与解决的若干问题,给出了控制系统参考方案及软硬件结构的设计思路,对于工业生产中定位控制的实现具有较高的实用与参考价值。
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。
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)
程序例图:
电机选型:http://www.zgbjdj.com/bbs_read.asp?id=4220
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