PLC控制校平機伺服電機的應用設計探討

近年來，隨著技術不斷發展，伺服技術不斷成熟，它被   多的應用到智能控制、自動控制，成為現代裝備、自動化設備等的一項重要技術。相比較一般變頻調速電機而言，伺服電機不但能夠實現   的速度控制，而且能夠實現   的角度(位置)控制，具有較強的動態特點。而PLC以其技術成熟、性能穩定等優勢，應用于校平機伺服電機控制系統中，能夠提高其整體性能。
　　一、PLC概述
　　PLC，是指一種可編程的控制器，通過執行內部預存的程序實現用戶指令的邏輯運算及順序控制，并通過數字或者模擬等形式實現機械動作。PLC主要由電源、   處理單元及通訊模塊等方面構成。其中CPU作為PLC的核心，起著神經的重要作用。當PLC運行過程中，   先以掃描的方式接收設備的狀態及數據，并從程序存儲器中讀取、分析用戶指令，然后執行邏輯或者運算，發揮相應的控制功能。
　　PLC使用操作較為簡單、應用范圍較廣，且具有較強的抗干擾能力，將其應用于伺服電機控制中，能夠顯著增強系統整體性能。
　　二、PLC控制校平機伺服電機的應用設計分析
　　校平機伺服電機是一種將數字脈沖信號轉換為機械角位移或者角速度的元件。在控制過程中，通過執行元件，僅需要輸入脈沖順序等信號，即可以調整設備旋轉的方向、速度、位移等，這也成為它與其他電機存在差別的主要原因。
　　(1)確定具體設計方案。綜合對PLC與伺服電機系統特點的考慮，對于系統的設計具體劃分成四個部分：   先，電源方面。利用AC220V為系統運行提供電力支持，并采用符合   的DC24V開關電源為PLC控制信號和伺服控制信號等供電；其次，控制方面。作為整個系統運行的關鍵環節，控制系統的設計主要以PLC為核心，通過功等信號實現與操作者、設備之間的信息交互，按照預存程序的邏輯，發出控制信號給伺服驅動器，實現對伺服電機的控制；再次，設備精度。為了滿足設備的精度要求，還   要考慮PLC能夠提供的    大脈沖頻率，伺服能夠接收的    大脈沖頻率，伺服電機的編碼器精度及伺服的響應性能等。以便的脈沖當量，選用合適的PLC、伺服電機及機械執行機構。    后，執行方面。該環節由執行電機拖動需要的設備開展工作，在具體應用過程中，電機通過自身的編碼器反饋給驅動器實現半閉環控制(也可以根據需要在機械終端執行機構上加裝反饋部件(如光柵尺、編碼器)，把信號反饋給PLC實現全閉環控制)。
　　(2)對于系統細節的處理。PLC在校平機伺服電機中的應用，主要涉及PLC與伺服電機兩方面，因此對于細節的處理，同樣從這兩方面入手：一方面，電機方面。伺服電機作為伺服系統的核心，其主要負責能量轉換工作，因此相對于其他電機而言，其需要具備轉換、結構簡單等特點。伺服電機又被稱為執行電機，在自動控制系統中，作為執行環節，其能夠根據相應的指令控制信號等，調整和優化電機的運行速度及方向創。基于精度、   、等目標，本文選擇松下MINASA系列的交流伺服系統，由于其內部主要采取的是32位DSP，運用IGBTPWM控制方式。因此系統整體響應速度較快、且體積較小，能夠滿足紡織機械、數控機床等多個發展需求；另一方面，PLC方面。在滿足性能的前提下，為了兼顧系統設計美觀性及實用性，在選擇PLC時盡量選擇尺寸較小的產品。本文選用與電機相配的松下EPO系列PLC，它是同類產品中尺寸    小的，可以安裝在小型機器設備上。同時隨著技術不斷發展，在PLC應用過程中，還應考慮兼容問題，使用單元表面的擴充連接器及單排觸頭構建層疊結構，以此來拓展系統。
　　(3)系統實現策略。第 一，位置控制方面。位置控制主要目標是促使執行系統對位置指令進行準確的跟蹤，而被控量始終是負載的空間位移，當給定量發生變化情況下，系統能夠促使被控制量及時準確地反饋相關信息，然后進行實時的控制調整。基于此，設置反饋控制系統   。在位置控制條件下，伺服驅動器接收具體的位置指令信號，并經過電子齒輪分頻處理后，控制IGBT以PWM脈沖形式驅動伺服電機旋轉，然后與反饋的脈沖信號形成偏差信號，再進一步的調整PWM脈沖以實現伺服電機的   控制。所謂反饋脈沖，主要是指光電編碼器檢測器，對設備運行實際情況檢查，獲得的脈沖數，并經過相應處理后而形成；   ，速度控制方面。速度控制主要是設備能夠按照用戶指令要求，第 一時間做出相應的速度調整。速度控制是一個反饋控制系統。在系統運行過程中，PLC接到指令信號后，對伺服驅動器進行啟動或者停止處理，并對信號進行模擬處理，實現對電機運行速度的控制，以此來達到控制要求及目標；第三，控制精度方面。工業發展，對于伺服電機的控制精度提出了   。然而傳統模式下，高速脈沖輸出方式屬于開環位置控制，無法及時獲得具體的反饋信息，僅能夠提供發送服務，一旦伺服驅動器等設備出現故障，PLC將無法發揮積極作用。因此對于伺服電機的設計，建議采取增加通信控制方式的方法，當指令發送完成后，伺服驅動器將會對發送的指令做出正確的響應，實現對整個系統的準確控制；第四，增益方面。伺服電機在應用中，需要按照指令完成相應的任務，不能夠太滯后或超調。而實現這一目標的關鍵在于伺服控制增益的調整。目前伺服的增益調整可以采取自動調整與手動調整兩種方式。相比較兩種方式的優勢來看，前者   具有適用性，通過適當的調整，如負載慣量要比平時慣量大三倍，并控制在二十倍之內；震蕩不會影響機械設備損壞，即可實現對系統的增益調整。通常意義上來說，機械的固有頻率將會影響伺服電機的增益調整，一旦機器的頻率過低，伺服系統將無法獲得較快的響應特性。
　　實踐證明，PLC在伺服電機控制中的應用，能夠提高定位控制系統性能、且降低結構復雜性。技術不斷發展，PLC在校平機伺服電機中的應用將成為必然趨勢。因此相關人員還應加強對技術的研究力度，不斷提高電機控制能力，實現對整個生產全過程的控制，從而   相關可持續發展。