PLC及伺服控制技术在精密定位控制上的运用

PLC及伺服控制技术在精密定位控制上的运用

邓茂星

邓茂星

东莞三星电机有限公司广东东莞523000

摘要：可编程序控制器（简称PLC）是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。PLC采用可编制程序的存储器，以用来存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，通过输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。而伺服控制是指对物体运动的位置、速度及加速度等变化量的有效控制。本文就是从定位控制上讲解PLC及伺服控制技术的运用，让更多地读者能够了解这一技术在我们生活中的运用以及给我们带来的方便。

关键词：PLC控制技术；定位控制；伺服控制

可编程序控制器，是从计算机、电子设备、通信技术中将它们的优点集中起来，放到一款有强大技术的技术设备上控制着计算机、电子设备、通信在我们生活中的运用，给我们的生活带来了很大便利；它是一款非常高效率的控制设备技术，能够给我们的生活带来很高的效益；它响应及运行速度快，提高工作效率，能够给使用者带来很好的经济效益。它也不仅仅是一款可以实现实时通信的通信技术，就从它的内在装置和外观来看，体积少，重量轻，且它的外围扩展模块多，便于功能扩展，它最好的优点就是能将通信技术的功能、电子技术的优点、计算机技术的特点充分运用起来。总之，可编程控制器是一款便于编程的可靠性高、扰能力强的控制系统，主要优点在于系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，外设扩展模块多，容易改造，速度快，而且编程也非常简单易用，对于信息的处理和信息的加工，能够很快地进行处理，效率高，并且稳定性特别好，在恶劣的工业生产环境中也可以保持很好的稳定性。因此，它这么强大的功能被广泛地应用，就中国而言，我们现在最重要就是发展自动化工业，将它的优点能够很好地在工业控制系统中运用，与工业自动化管理系统相融合。

一、PLC技术的概述

目前社会都是一个高科技、高技术的信息化、智能化社会，特别是近几年来智能化、电子数控的技术发展，PLC系统的要求也越来越高，在生活、工业中运用得频率也越来越高了，人们迫切需要PLC技术应用于现代工业生产和制造中。它的运用越频繁就需要它的技术能够更加得智能化、技术化、全面化，能够更好地在工业控制上发挥更好的作业。它的运用使得它在社会上地位得到了很快的提高，因此，国家技术研发中心，也是越来越重视对PLC控制技术的研发和更新。随着国家对制造装备及其技术改造的重视，以及伺服系统在企业生产的应用中性价比越来越高，应用范围越来越广泛，伺服技术推广应用已经成为目前实现我国工业现代化的重要任务。为了顺应工业生产要求，提高控制精度和系统稳定性及可靠性，我们对PLC及伺服控制系统的应用就从以下几个方面进行研究。

1.人机界面、PLC、伺服单元的内部参数联系

首先，我们就先介绍工作人员是怎么样对这个系统进行操作的。先对工作人员进行操作的人机界面作一些最基本的介绍：人机操作界面的构成要素，还有PLC对伺服定位单元的参数设置方法、PLC与伺服单元之间的命令和工作状态传递方法。每一个的服务器都有自己的内部参数，它们之间是相互联系，但是也有各自特有的特点和功能。当工作人员想要去操作一台服务器，首先必须得将每个系统中参数设置好，然后利用每个参数所代表不同的功能去进行自己想要机器所实现的功能设置，这样就实现了每个服务器能够实现多种功能，减少了很多不必要的错误，能够减少很多时间，使我们的工作更加方便、快速、高效。

2．伺服电机

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，位置控制、速度控制、力矩控制。

伺服电机的优点：能够它对数据的跟踪性能非常好并且对接受的数据不会产生累计误差，体积小、动作快、反应快、过载能力大、调速范围宽等。伺服电机的控制技术系统主要是进行采用的是一种利用数字进行控制的一种电子系统设备，它在运行的时候一般要和伺服驱动器一起运用才能够在对系统控制进行精确控制，即伺服电机是通过与伺服驱动器配套使用的，通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，以实现高精度的传动定位。

二、控制系统中元件的选型

1.PLC

PLC控制有开关量的逻辑控制、模拟量控制、运动控制、过程控制、数据处理和通信及联。PLC中输入脉冲量与它的位移量是成一种正比的关系，且PLC中输出脉冲量与它的对应的位移量也是成一种正比的关系。我们可以从这些关系中进行一些工作，即利用PLC中输入脉冲量与位移量以及PLC中输出脉冲量与它的位移量，我们能够对它们进行非常精确的控制。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。

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。M806控制伺服急停，M801控制伺服电机原点回归，M802控制伺服正点，M803控制伺服反点，M804为自动调节，M805为压力校正即编码器的补偿输入。在电机运行前需要首先进行原点回归，以确保系统的准确性和稳定性，当M50和M53同时接通时，伺服电机以2kHz的频率从Y0输出脉冲，开始做原点回归动作，当碰到近点信号M30＝ON时，频率变成1kHz，从Y0输出脉冲直到M30=OFF后停止。M30是在自动调节时，电机转动的角度与零点相等时为ON。电机在进行正反点时，我们采用FX3U具有的专用表格定位指令DTBLS1S2；在使用表格定位之前，我们首先要在梯形图左边的PLCparameter（PLC参数）中进行定位设定。

三、伺服系统设置

伺服驱动器对它进行连接的时候，只要接线就行了，而且它的接线程序也是很简单的，在接线的时候按照操作说明书介绍进行，按照规定接入相对应的插头。一共有三个电源线分别是n1，n2，n3将它们都接到1号孔。将伺服电机插头接入CN2，将编码器插头接入CNP2，控制线插头接入CN1。我们在调试程序时需要用伺服电机的专用软件，通过RS422接口接到伺服系统的CN3上即可。

四、结语

PLC的使用能够可以通过它自己的系统对伺服电机的速度进行控制还能够对它的位置进行直接有效的控制。它的这种方便快捷的控制系统能够对简化设备制作，提高控制的稳定性和可靠性，降低制造成本。PLC能够在自动化、智能化生产背景下被广泛运用，主要是因为它对软件的处理效益特别高，响应快，容易操作，可靠性性高，不会出现错误，也减少了工作人员的操作误差，不会对整个系统的操作造成故障和经济上的损失。还有一个优势就是它能够将所有的程序修改工作可以通过有联网的操作系统进行。而且PLC也可以多台进行联网控制，也可以通过PC进行远程监控。PLC系统也可以像现在智能手机一样，可以通过触摸屏幕的人机交互，实现工作系统的调节控制，这种操作方法是非常方便，而且对于工作人员来说进行操作是一件很轻松的工作。这样的特点就能给我们的操作系统带来很大的工作效益，并且也在某一定的程度上大大提高了工作效率。它的高抗干扰性，满足伺服驱动器必须要有较高频率的脉冲的要求，实现精准控制的快速、高效的性能。基于PLC的伺服控制定位系统已经运用了一年多的时间了，在这段运行的时间中，没有出现大问题，给生产过程中带来了很好的运用空间，没有出现任何的重大故障，而且人们在使用它的时候它的稳定性也是非常好的，能够给使用者减少了很多不必要的麻烦，为使用者节约很多时间和生产成本。PLC被公认为是现代工业自动化三大支柱（PLC、机器人、CAD/DAM）之一。

参考文献：

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[2]张丽萍，李卫民，孙洪哲，黄海龙，郭永良.PLC伺服电机和触摸屏在模内自动贴标机中的应用[J].辽宁工业大学学报（自然科学版）.2009（03）

[3]刘战术，常玲.伺服定位单元、PLC、触摸屏在精密磨床控制中的应用[J].制造技术与机床.2008（05）