一,、PLC概述
PLC，是指一種可編程的控制器,，通過執(zhí)行內(nèi)部預(yù)存的程序?qū)崿F(xiàn)用戶指令的邏輯運(yùn)算及順序控制,，并通過數(shù)字或者模擬等形式實(shí)現(xiàn)機(jī)械動(dòng)作。PLC主要由電源,、中央處理單元及通訊模塊等方面構(gòu)成,。其中CPU作為PLC的核心，起著神經(jīng)中樞的重要作用,。當(dāng)PLC運(yùn)行過程中,，首先以掃描的方式接收設(shè)備的狀態(tài)及數(shù)據(jù),，并從程序存儲器中讀取、分析用戶指令,，然后執(zhí)行邏輯或者運(yùn)算,，發(fā)揮相應(yīng)的控制功能。PLC使用操作較為簡單,、應(yīng)用范圍較廣,，且具有較強(qiáng)的抗干擾能力，將其應(yīng)用于伺服電機(jī)控制中,，能夠顯著增強(qiáng)系統(tǒng)整體性能,。
二、PLC控制校平機(jī)伺服電機(jī)的應(yīng)用設(shè)計(jì)分析
校平機(jī)伺服電機(jī)是一種將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)換為機(jī)械角位移或者角速度的元件,。在控制過程中,，通過執(zhí)行元件，僅需要輸入脈沖順序等信號,，即可以調(diào)整設(shè)備旋轉(zhuǎn)的方向,、速度、位移等,，這也成為它與-電機(jī)存在差別的主要原因,。
(1)確定具體設(shè)計(jì)方案。綜合對PLC與伺服電機(jī)系統(tǒng)特點(diǎn)的考慮,，對于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具體劃分成四個(gè)部分：首先，電源方面,。利用AC220V為系統(tǒng)運(yùn)行提供電力支持,，并采用符合安全的DC24V開關(guān)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(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要以PLC為核心,，通過功等信號實(shí)現(xiàn)與操作者,、設(shè)備之間的信息交互，按照預(yù)存程序的邏輯,，發(fā)出控制信號給伺服驅(qū)動(dòng)器,，實(shí)現(xiàn)對伺服電機(jī)的控制；再次,，設(shè)備精度,。為了滿足設(shè)備的精度要求，還必須要考慮PLC能夠提供的最大脈沖頻率,，伺服能夠接收的最大脈沖頻率,，伺服電機(jī)的編碼器精度及伺服的響應(yīng)性能等,。以便設(shè)計(jì)合理的脈沖當(dāng)量，選用合適的PLC,、伺服電機(jī)及機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu),。最后，執(zhí)行方面,。該環(huán)節(jié)由執(zhí)行電機(jī)拖動(dòng)需要的設(shè)備開展工作,，在具體應(yīng)用過程中，電機(jī)通過自身的編碼器反饋給驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)半閉環(huán)控制(也可以根據(jù)需要在機(jī)械終端執(zhí)行機(jī)構(gòu)上加裝反饋部件(如光柵尺,、編碼器),，把信號反饋給PLC實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制)。
(2)對于系統(tǒng)細(xì)節(jié)的有效處理,。PLC在校平設(shè)備伺服電機(jī)中的應(yīng)用,，主要涉及PLC與伺服電機(jī)兩方面，因此對于細(xì)節(jié)的處理,，同樣從這兩方面入手：一方面,，電機(jī)方面。伺服電機(jī)作為伺服系統(tǒng)的核心,，其主要負(fù)責(zé)能量轉(zhuǎn)換工作,，因此相對于-電機(jī)而言，其需要具備轉(zhuǎn)換效率高,、結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn),。伺服電機(jī)又被稱為執(zhí)行電機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,，作為執(zhí)行環(huán)節(jié),，其能夠根據(jù)相應(yīng)的指令控制信號等，調(diào)整和優(yōu)化電機(jī)的運(yùn)行速度及方向創(chuàng),?；诰取⒏咝?、快捷等目標(biāo),，本文選擇松下MINASA系列的交流伺服系統(tǒng)，由于其內(nèi)部主要采取的是32位DSP,，運(yùn)用IGBTPWM控制方式,。因此系統(tǒng)整體響應(yīng)速度較快、且體積較小,，能夠滿足紡織機(jī)械,、數(shù)控機(jī)床等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)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(tǒng)設(shè)計(jì)美觀性及實(shí)用性，在選擇PLC時(shí)盡量選擇尺寸較小的產(chǎn)品,。本文選用與電機(jī)相配的松下EPO系列PLC,，它是同類產(chǎn)品中尺寸最小的，可以安裝在小型機(jī)器設(shè)備上,。同時(shí)隨著技術(shù)不斷發(fā)展,，在PLC應(yīng)用過程中，還應(yīng)考慮兼容問題,，使用單元表面的擴(kuò)充連接器及單排觸頭構(gòu)建層疊結(jié)構(gòu),，以此來拓展系統(tǒng)。
(3)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)策略,。第一,，位置控制方面。位置控制主要目標(biāo)是促使執(zhí)行系統(tǒng)對位置指令進(jìn)行準(zhǔn)確的跟 蹤,，而被控量始終是負(fù)載的空間位移,，當(dāng)給定量發(fā)生變化情況下，系統(tǒng)能夠促使被控制量及時(shí)準(zhǔn)確地反饋相關(guān)信息,，然后進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制調(diào)整,。基于此,，設(shè)置反饋控制系統(tǒng)十分必要,。在位置控制條件下，伺服驅(qū)動(dòng)器接收具體的位置指令信號,，并經(jīng)過電子齒輪分頻處理后,，控制IGBT以PWM脈沖形式驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)，然后與反饋的脈沖信號形成偏差信號,，再進(jìn)一步的調(diào)整PWM脈沖以實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的精確控制。所謂反饋脈沖,，主要是指光電編碼器檢測器,，對設(shè)備運(yùn)行實(shí)際情況檢查，獲得的脈沖數(shù),，并經(jīng)過相應(yīng)處理后而形成,；第二，速度控制方面,。速度控制主要是確保設(shè)備能夠按照用戶指令要求,，第一時(shí)間做出相應(yīng)的速度調(diào)整。速度控制是一個(gè)反饋控制系統(tǒng),。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中,，PLC接到指令信號后,，對伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行啟動(dòng)或者停止處理，并對信號進(jìn)行模擬處理,，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)運(yùn)行速度的有效控制,，以此來達(dá)到控制要求及目標(biāo)；第三,，控制精度方面,。工業(yè)領(lǐng)域快速發(fā)展，對于伺服電機(jī)的控制精度提出了更高要求,。然而傳統(tǒng)模式下,，高速脈沖輸出方式屬于開環(huán)位置控制，無法及時(shí)獲得具體的反饋信息,，僅能夠提供發(fā)送服務(wù),，一旦伺服驅(qū)動(dòng)器等設(shè)備出現(xiàn)故障，PLC將無法發(fā)揮積極作用,。因此對于伺服電機(jī)的設(shè)計(jì),，建議采取增加通信控制方式的方法，當(dāng)指令發(fā)送完成后,，伺服驅(qū)動(dòng)器將會對發(fā)送的指令做出正確的響應(yīng),，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確控制；第四,，增益方面,。伺服電機(jī)在應(yīng)用中，需要按照指令完成相應(yīng)的任務(wù),，不能夠太滯后或超調(diào),。而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵在于伺服控制增益的調(diào)整。目前伺服的增益調(diào)整可以采取自動(dòng)調(diào)整與手動(dòng)調(diào)整兩種方式,。相比較兩種方式的優(yōu)越性來看,，前者更具有適用性，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,，如負(fù)載慣量要比平時(shí)慣量大三倍,，并控制在二十倍之內(nèi)；確保震蕩不會影響機(jī)械設(shè)備損壞,，即可實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的增益調(diào)整,。通常意義上來說，機(jī)械的固有頻率將會影響伺服電機(jī)的增益調(diào)整,，一旦機(jī)器的頻率過低,，伺服系統(tǒng)將無法獲得較快的響應(yīng)特性。
實(shí)踐證明,，PLC在伺服電機(jī)控制中的應(yīng)用,，能夠提高定位控制系統(tǒng)性能,、且降低結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。技術(shù)不斷發(fā)展,，PLC在校平機(jī)伺服電機(jī)中的應(yīng)用將成為必然趨勢,。因此相關(guān)人員還應(yīng)加強(qiáng)對技術(shù)的研究力度，不斷提高電機(jī)控制能力,，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)生產(chǎn)全過程的控制,，從而促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展。
滄州科邦壓瓦機(jī)械制造有限公司（http://www.kebangst.com）專業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)的校平機(jī)廠家,，公司光伏太陽能支架設(shè)備,、全自動(dòng)角鐵機(jī)、等產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)價(jià)廉其技術(shù)性能及指標(biāo)均達(dá)到國內(nèi)外先進(jìn)水平,，并可根據(jù)用戶要求進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)制造,。