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PLC控制校平机伺服电机应用设计分析

作者:科邦压瓦机 日期:2018-08-16

在科学技术持续发展的基础上,伺服技术也在逐渐完善,目前己经在很多领域中广泛使用,比如智能控制领域、以及自动控制领域等,另外它在现代设备和自动化设备中也是非常重要的,甚至是不可或缺的。与普通的变频凋速电机相比,伺服电机能够对速度和角度进行很好的控制,自身具有动态性特点。由于PLC的技术比较成熟,具有较强的稳定性,将其应用在校平机伺服电机中,肯定能够起到很好的控制作用。
  一、PLC和伺服电机的概述
  1、PLC
  所谓的PLC,就是一个能够实现编程的控制器,在用户指令的基础上对内部原本的程序进行执行,从而实现逻辑运算和顺序控制,另外还会在数字或者是模型的基础上完成机械式的动作。它的组成部分主要包括电源、   处理器以及通讯?榈,核心是CPU,具有神经中枢的功能。在PLC运行时,要想获取设备的状态和数据信息,可以利用扫描的方式来实现,而且还可以在程序存储器中进行用户指令的获取和研究,之后再进行逻辑运算和执行,充分发挥PLC的控制作用。其实,PLC操作起来非常简便,使用的范围   是非常广泛,而且干扰能力还特别强的,如果将其应用在伺服电机中,   能够发挥    大的控制作用,并且还能加强系统的整体性。
  2、伺服电机
  伺服电机是一种的转换元件,它能将数字脉冲信号转换成为机械角位移或者是角速度,主要有直流和交流两种类型。而且,伺服电机的控制性能非常好,不管是运行、停止还是其他的运行方式,都可以在少数脉冲中完成,控制精度也能得到保障。另外,伺服电机是在脉冲电源供电的基础上开始运行的,其转子的步数和输入脉冲数呈正比关系。伺服电机的控制性能、动态响应等都比较好,要想转变旋转的方向,只要将输入脉冲的顺序或者是工作方向信号进行改变就可以,这也是伺服电机和普通电机之间存在的区别。
  二、PLC控制校平机伺服电机的应用设计
  1、系统设计方案的明确
  通过对PLC和伺服电机的特点进行分析,我们可以得出系统设计主要分为以下几部分:第 一,电源部分。采用AC220V的电源为系统运行提供能源,而且还要通过DC24V的开关电源供电给PLC,同时供电给伺服电机的控制信号;   ,控制部分。该部分是校平机伺服电机中非常重要的环节,其核心是PLC,通过PLC将控制信号发送给出来,在既定程序的基础上,将控制信号传递到伺服电机驱动器,从而对伺服电机进行良好的控制;第三,执行部分。该部分工作是在执行电机拖动设备的基础上进行的,在使用的过程中,电机可以利用自身的编码器将信号反馈给驱动器,从而完成半闭环控制。另外,还可以按照具体的需求将反馈部件安装在机械终端的执行机构上,比如安装光栅尺、编码器等,    终完成全闭环控制。
  2、系统细节的处理
  在校平机伺服电机中应用PLC,    重要的部分就是PLC和伺服电机,所以在处理系统的细节时,也要重点关注这两部分:
     先,伺服电机。在伺服系统中,伺服电机是非常重要的,    主要的任务就是转换能量,所以和其他普通的电机相比,   要具有较强的转换效率,而且结构也要尽可能的简单。一般情况下,伺服电机又被口y做执行电机,在自动控制系统中起到执行作用,能够按照特定的指令对信号进行控制、转换和改变伺服电机的运行方向和速度等?悸堑奖憬、有效等方面的因素,此次设计所使用的交流伺服系统是松下MINASA系列的,而且内部的DSP是32位的,控制方式选择的是IG-BTPWM,所以整个系统具有较快的响应速度,而且体积还比较小,己经在机械、纺织以及数控等多领域中广泛使用。
  其次,PLC。为了能够实现系统设计的美观和实用,PLC的选取尽可能选择尺寸较小的,在此次设计中使用的松下FPO系列的PLC,而且也改变了人们对小型PLC的认知,因为FPO的安装面积非常小,所以可以安装在比较小的机械设备以及控制面板上。近年来,科学技术一直在不断的发展,在应用PLC时,要充分考虑到兼容的问题,利用单元表面的扩充器以及单排的触头将扩展单元转变成为层叠系统,根本不需要特殊扩展电缆或者是底板等,从而实现扩展系统的完成。
  3、控制系统的实现
  (1)位置控制。位置控制    重要的目的就是利用执行系统明确的追踪位置指令,其中负载的空间位移是被控制的量,如果量发生改变,系统能够通过量的信息观察到量的情况,之后对其进行及时的调整和控制。在这种情况下,反馈控制系统的设置是非常重要的,在位置控制的基础下,位置指令会向伺服电机驱动器传递信号,通过电子齿轮进行分频处理,进而促使伺服电机旋转与反馈信号成为了偏差信号,    后对脉冲进行调整,实现伺服电机的准确控制。实际上,反馈脉冲具体指的是采用光电编码器检测器检测设备的运行情况,得到脉冲数之后对其进行相应的处理,    终形成的就是反馈脉冲。
  (2)速度控制。所谓的速度控制,就是要求设备要在用户指令的基础上,根据具体的需求做出相应的速度改变,它属于一个反馈控制系统。在具体的运行过程中,当将指令信号传递到PLC之后,就要停止或者启动伺服驱动器,模拟处理其中的信号,对伺服电机的速度进行良好的控制,从而实现PLC控制的标准。
  (3)增益方面。在伺服电机的运行过程中,   在相应的指令下完成任务,不能过快,也不能过慢,所以在这个过程中,伺服控制增益的调整是非常重要的。现阶段在调整伺服增益时主要可以使用自动调整和手动调整两种方法,对两种方法进行比较,还是自动调整比较适合用在伺服增益的调整方面。通过对伺服增益进行调整,如果负载惯量高出平时惯量的三倍,而且还保持在二十倍之间,保证不会对机械设备产生影响,这时就能适当的调整系统增益。一般情况下,伺服电机的增益调整会受到机械固有频率的影响,如果机械的频率较低,就不能准确得出伺服系统的特性。
  综上所述,通过具体的实践可以表明,在校平机伺服电机系统中应用PLC,不仅能够加强定位系统的性能,还能减小结构的复杂程度,而且,随着科学技术的逐渐发展,伺服电机系统中应用PLC   会成为一种发展趋势。所以,   要加强对PLC技术的研究,提高其控制能力,实现相关领域的持续发展。 

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