plc模拟量控制伺服电机论文

plc模拟量控制伺服电机论文

PLC技术的应用及发展方向

可编程控制器简称——PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。
PLC是在继电器控制逻辑基础上，与3C(Computer,Control,Communication)技术相结合，不断发展完善的。目前已从小规模单机顺序控制，发展到包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。
自动化系统中所使用的各种类型PLC，有的是集中安装在控制室，有的是分散安装在生产现场的各单机设备上，虽然它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中，但PLC是专门为工业生产环境而设计的控制装置，在设计和制造过程中采用了多层次抗干扰和精选元件措施，故具有较强的适应恶劣工业环境的能力、运行稳定性和较高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用。
高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
长期以来，plc始终处于工业控制自动化领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案，与dcs和工业pc形成了三足鼎立之势。同时，plc也承受着来自其它技术产品的冲击，尤其是工业pc所带来的冲击。
目前，全世界plc生产厂家约200家，生产300多种产品。国内plc市场仍以国外产品为主，如siemens、modicon、a-b、omron、三菱、ge的产品。经过多年的发展，国内plc生产厂家约有三十家，但都没有形成颇具规模的生产能力和名牌产品，可以说plc在我国尚未形成制造产业化。在plc应用方面，我国是很活跃的，应用的行业也很广。专家估计，2000年plc的国内市场销量为15(20万套（其中进口占90%左右），约25(35亿元人民币，年增长率约为12%。预计到2005年全国plc需求量将达到25万套左右，约35(45亿元人民币。
plc市场也反映了全世界制造业的状况，2000后大幅度下滑。但是，按照automation research corp的预测，尽管全球经济下滑，plc市场将会复苏，估计全球plc市场在2000年为76亿美元，到2005年底将回到76亿美元，并继续略微增长。
微型化、网络化、pc化和开放性是plc未来发展的主要方向。在基于plc自动化的早期，plc体积大而且价格昂贵。但在最近几年，微型plc（小于32 i/o）已经出现，价格只有几百欧元。随着软plc（soft plc）控制组态软件的进一步完善和发展，安装有软plc组态软件和pc-based控制的市场份额将逐步得到增长。
当前，过程控制领域最大的发展趋势之一就是ethernet技术的扩展，plc也不例外。现在越来越多的plc供应商开始提供ethernet接口。可以相信，plc将继续向开放式控制系统方向转移，尤其是基于工业pc的控制系统。
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类:
开关量的逻辑控制：这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等；模拟量控制：在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制；运动控制：PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合;过程控制:过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用；数据处理：现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统；通信及联网：PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

西门子plc控制伺服电机的方法及举例（最好带有梯形图讲解）

举例：西门子Sinamics S120在浮法玻璃流道闸板控制系统中的应用

1、系统简介：

现场采西门子S7-400H DCS系统，监测和控制整个生产线的运行。两套S120做为DCS系统的Profibus DP 从站，分别控制两套流道闸板。同时为了保证系统的可靠性，设置了本地、远程切换功能。在远程工作模式时，进行位置控制，由DCS通过Profibus DP通讯，发送目标位置值S120，控制流道闸板上升或下降。

2、硬件配置：

S120的控制单元选用CU310-2DP，功率单元选用PM340，配合西门子1FT7高性能电机。CU310-2 DP控制单元设计用于 SINAMICS S120（AC/AC）的通信及开环/闭环控制功能，它和功率模块PM340组合在一起，便构成了一个强大的单轴驱动器。

3、电气原理图

利用CU310-2DP自身集成的IO点，可以使流道闸板完全脱离DCS的控制，实现本地控制。同时CU310-2DP自身也集成了DP通讯接口，可以通过DCS实现流道闸板的远程控制。

4.系统调试：

利用S120基本定位功能中的MDI（手动设定值输入）功能，可以轻松地通过外部系统来实现复杂的定位功能。MDI有两种工作模式，速度模式和位置模式，可以通过参数P2653参数来在线切换这两种工作模式。P2653为0时，为速度模式；P2653为1时，为位置模式。速度模式是指轴按照设定的速度及加、减速运行，不考虑轴的实际位置。位置模式是指轴按照设定的位置、速度、加/减速运行。位置模式又可分为绝对位置（P2648=1）和相对位置（P2648=0）两种方式，在本项目中，当切换到DCS远程控制时，使用MDI的相对位置模式，当切换在本地控制时，使用MDI的速度模式。

5.需要注意：

S120的基本定位功能主要包括下面几个内容：

1、点动(Jog)：用于手动方式移动轴，通过按钮使轴运行至目标点。

2、回零（Homing/Reference）：用于定义轴的参考点或运行中回零。

3、限位（Limits）：用于限制轴的速度、位置，包括软限位、硬限位。

4、程序步（Traversing Blocks）： 共64个程序步，可自动连续执行一个完整的程序，也      可单步执行。

5、直接设定值输入/手动设定值输入（Direct Setpoint Input/MDI）：目标位置及运行速      度可由上位机实时控制。

S120中回零有三种方式：

● 直接设定参考点（Set Reference）: 对任意编码器均可。

● 主动回零（Reference point approach）: 主要指增量编码器

● 动态回零（Flying Reference）：对任意编码器均可。

更加详细的说明及过程分析可百度进官网查看。

PLC控制伺服电机的控制方法

一种是使用模拟量控制伺服电机的速度或者扭矩，通过编码器反馈回来伺服电机的位置，这是一种真正的全闭环控制，还有一种是通过plc的脉冲控制伺服电机，这样的话电机就没有位置反馈给plc，也就只能实现半闭环控制，控制上就和步进电机差不多了

plc怎么控制伺服电机方向的

如果使用脉冲来控制伺服，那么你有两种方式：
1 正向脉冲伺服正转，反向脉冲伺服反转
2 脉冲让伺服旋转，DO输出决定伺服方向。

了解以上知识点，还需要搞清楚以下三点：
1、变频器可以使交流电机加、减速运行；
2、PLC只是个控制器，它只能通过变频器实现交流电机的加减速！
3、PLC自己不能驱动电机！

如果使用模拟量控制伺服，那么你可以使用正负模拟量进行正反转的控制。

如果使用通讯控制，那么直接发指令。如果使用脉冲来控制伺服，那么你有两种方式：
1 正向脉冲伺服正转，反向脉冲伺服反转
2 脉冲让伺服旋转，DO输出决定伺服方向。
如果使用模拟量控制伺服，那么你可以使用正负模拟量进行正反转的控制。
如果使用通讯控制，那么直接发指令。
程序上，靠这个方式：
1.可以直接输入位置令其正，反转
命令其正反转
具体的操作过程简述：
plc发脉冲 控驱动器 要求伺服电机走梯形路线 先以V1速度运行T1时间，到达最大速度V2再以V2运行T2时间然后在T1的时间内减速到V1，在以V1的速度运行T3时间 然后这样循环运行 总时间T1T2 T1 T3 内电机运转正好A圈驱动减速比为A的轴 ，此轴也就运行1圈。