PLC與交流伺服在單軸控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

閆 飛

（中鋁洛陽(yáng)銅業(yè)有限公司熔鑄廠(chǎng)，河南 洛陽(yáng) 471039）

隨著現(xiàn)代電子和控制技術(shù)的高速發(fā)展，交流伺服技術(shù)日益成熟，性能不斷提升，已經(jīng)成為研發(fā)各種先進(jìn)的機(jī)電一體化設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)。在此背景下，本文介紹了一種基于三菱A系列PLC的電機(jī)伺服控制系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由觸摸屏、PLC、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、測(cè)速測(cè)長(zhǎng)儀表組成。其中，觸摸屏作為人機(jī)界面，可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的實(shí)施監(jiān)控。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用這種控制方案，可以取得良好的控制效果，運(yùn)行穩(wěn)定，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

1 系統(tǒng)概述

本文主要介紹了一種基于PLC交流伺服控制系統(tǒng)在工業(yè)鑄造行業(yè)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)鑄造機(jī)拉—?！！墓に?，以及定速升降、速度在線(xiàn)調(diào)節(jié)、精確定位控制等工業(yè)需求，其原理圖如圖1。

圖1 交流伺服控制系統(tǒng)原理圖

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和技術(shù)性能

2.1 硬件設(shè)計(jì)

（1）PLC的選用。

CPU單元A1SJCPU—S3；

輸入模塊A1SX42 64點(diǎn)；

輸出模塊A1SY41 32點(diǎn)；

定位模塊A1SD70（電壓輸出）。

（2）交流伺服系統(tǒng)。如表1所列。

表1 交流伺服系統(tǒng)數(shù)據(jù)表

2.2 系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算

（1）伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)2 500個(gè)/r；

（2）拉速。BCD輸入，0～2 000 r/min，變換成以每秒脈沖計(jì)算的拉速單位：脈沖/s，因1轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)2500脈沖數(shù)，1min為60 s，所以變換系數(shù)為2 500/60=41.7，近似等于 41。

即不同單位的拉速等式如下：

（3）電齒輪設(shè)置為1:1無(wú)減速；

（4）機(jī)械減速比為72×2=144；

（5）伺服脈沖與直線(xiàn)位移的關(guān)系。伺服電機(jī)1轉(zhuǎn)經(jīng)機(jī)械減速后對(duì)應(yīng)絲桿1/144轉(zhuǎn)，因絲桿螺距為24 mm，所以絲桿1轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)直線(xiàn)位移24 mm。最終，伺服電機(jī)1轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)直線(xiàn)位移24/144 mm（約0.167 mm）。因伺服電機(jī)1轉(zhuǎn)為2 500個(gè)脈沖，所以2 500個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)直線(xiàn)位移24/144 mm。每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)直線(xiàn)位移為24/（2 500×144）mm（大約0.000 066 mm）或每1 mm直線(xiàn)位移對(duì)應(yīng)（2 500×144）/24個(gè)脈沖（大約15 000個(gè)脈沖）。

（6）10 s拉長(zhǎng)：拉速×?xí)r間。如果拉速以脈沖數(shù)/秒為單位，時(shí)間以秒為單位。拉長(zhǎng)以0.001 mm為單位。則

系數(shù)約為0.6。

這樣在拉長(zhǎng)顯示的4位BCD碼位的最右位顯示的是最小單位0.001 mm。例如：如果拉長(zhǎng)顯示9999，則表示拉長(zhǎng)值為9.999 mm。

數(shù)據(jù)關(guān)系表見(jiàn)表2所列。

表2 數(shù)據(jù)關(guān)系表

3 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 硬件配置的輸入、輸出點(diǎn)

硬件配置的輸入、輸出點(diǎn)如圖2所示。

圖2 硬件配置的輸入、輸出點(diǎn)

3.2 梯形圖

梯形圖如圖3所示。

圖3 梯形圖

剩余程序部分省略。

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，由PLC控制的交流伺服電動(dòng)機(jī)的位置控制系統(tǒng)，完全符合生產(chǎn)工藝要求，抗干擾能力強(qiáng)、控制精度高，參數(shù)調(diào)整方便，自動(dòng)化程度高，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。

[1]常斗南.可編程序控制器原理應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[2]寇寶泉.交流伺服電機(jī)及其控制[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.