伺服电机转速的PLC控制

时间:2023-03-21来源:佚名
1.引言
  伺服电机在自动控制系统中用作执行元件,它将接收到的控制信号转换为轴的角位移或角速度输出。通常的控制方式有三种:
①通讯方式,利用RS232或RS485方式与上位机进行通讯,实现控制;
②模拟量控制方式,利用模拟量的大小和极性来控制电机的转速和方向;
③差分信号控制方式,利用差分信号的频率来控制电机速度。
简单、方便的实现对伺服电机转速的精确控制是工业控制领域内的一个期望目标,本文主要研究如何利用plc输出的模拟量实现对伺服电机的速度较为精准的控制。
2.控制系统电路
  控制装置选用西门子S7-200系列PLC CPU224XPCN,这种型号的PLC除了带有输入输出点外。还有1个模拟量输入点和1个模拟量输出点,这一型号PLC所具有的模拟量模块,能够满足控制伺服电机的需要。触摸屏选用西门子触摸屏,型号为TP177B。
  具体控制方案如图l所示,触摸屏是人机对话接口,最初的指令信息要从这里输入。输入的信息通过通讯端口传送到PLC。经运算后,PLC输出模拟量,并连接到伺服控制器的模拟量输入端口。伺服控制器对接收到的模拟量进行内部运算,而后驱动伺服电机达到相应的转速。伺服电机通过测速元件将转速信息反馈到伺服控制器,形成闭环系统,实现转速稳定的效果。

图1 控制方案

伺服电机转速的PLC控制



方案中的伺服电机,设计工作转速范围为500~6000RPM,精度要求为±3RPM。
3.控制过程
  在触摸屏中设置一个对话框,可输入4位数值,然后将此对话框中的数据属性设置成对应PLC中的整形变量数据(如VW310)。目的是当在对话框中输人数值后,电机就能够达到与该数值相同的速度。
  PLC输出的模拟量是0~10V,对应的整形数据是0~32000;而伺服电机的输入模拟量是0~l0V。对应的转速是0-6500 RPM。由于这些数值都是理论上的,并且最终希望得到的还是输入值对应上转速即可。因此,模拟量作为中间环节仅做参考。需要重点考虑的还是输入值、整形数据和实际转速。经过直接实测,测试数据如表1所示。

表1 直接实测数值表
输入值
整形数值
实际转速
500
500
70
2000
2000
360
4000
4000
750
6000
6000
1145

由表1可看出,输入值和实际转速相差甚远,而唯一的办法是通过运算将输入值转换成能对应上实际转速的整形数值。但是还要首先找到最高转速和最低转速对应的数值。通过实验发现,对应关系如表2所示

表2 实测对应数值表
整形数值
实际转速
2711
500
30854
6000

PLC的模拟量输出和伺服电机转速输出都是线性的,可以根据表2的数据列出直线方程组,计算出输入值和整形数值之间的关系。
2711=500×a b
30854=600×a b
解得:a=5117;b=152
  设实际转速为x,整形数值为y;那么关系方程为:
y=5117×x 152
通过PLC。实现则需妻用到数字运算指令,具体如图2所示
图2数字运算指令实现对应关系
运算后,将数据直接传送到模拟量输出口就完成了转换工作(由于输出口不接受双字数据;所以仅传字数据,VB2232即可)。如图3所示
图3模拟量输出口传送指令
这样.就基本上完成了从对话框输入速度值,经过PLC运算后输出模拟量。伺服控制器接收到模拟量驱动伺服电机,伺服电机的转速等于输入速度值的过程。通过经过实际检验,测得输入值、整形数值、实际转速如表3。

表3 运算后的实测数值表
输入值
运算后数值
实际转速
500
2711
500
1000
5269
999
2000
10386
1998
3000
15503
3000
4000
20620
4002
5000
25737
5001
6000
30854
6000

4.结束语
  本文提出了一种利用西门子200系列PLC所配备的模拟量输出模块,控制伺服电机的方法,方法简单,易于实现,且能够满足转速精度为±3 RPM的工作要求。

    相关阅读

    软启动器12个故障代码

    软启动器常见故障问题的故障代码,参考如下: 1、故障代码Err01 故障类容:→断相;说明:主电路任意一相断相。 2、故障代码Err02 故障类容:→过电流;说明:超过额定电流12倍。 3、故...
    2022-11-26

    电动车电池看参数的三种方法,轻松查看电动车电池型号

    新买的电动车电池是什么型号的,很多人并不是很清楚,而在需要换电池时搞不清楚型号就会很麻烦,那么电动车电池规格怎么,怎么来识别电动车电池的型号,与电工天下小编一起来...
    2022-11-30

    电焊机电流调到多少合适,根据焊条大小及焊接对象做调整

    2.5焊条电焊机电流大小应根据焊条的种类来定: 1、一般碳钢焊条焊接电流调到100A左右,不锈钢焊条稍低点。 2、焊方管2.5焊条电流: 60-80A电焊机利用正负两极在瞬间短路时产生的高温电...
    2023-01-09
    电焊机电流调到多少合适,根据焊条大小及焊接对象做调整

    电动机的启动电流如何计算,电动机启动电流计算公式

    有关电动机启动电流的计算方法,三相电机启动电流瞬时是正常的多少倍,电动机的启动电流是额定电流 的多少,电动机 启动电流计算公式与实例,感兴趣的朋友参考下。 电动机启动...
    2022-11-22
    电动机的启动电流如何计算,电动机启动电流计算公式

    【电力用户怎么分级,电力用户分类标准】

    【电力用户怎么分级,电力用户分类标准】 有网友咨询,电力用户怎么分级,针对分级的问题,电力用户分为一级用户至三级用户,那么电力用户分类标准是怎么样的,电力客户分级和...
    2022-12-10
    【电力用户怎么分级,电力用户分类标准】

    插座发出滋滋滋的声音是什么原因

    首先最有可能的原因就是电源线与插座接线端子接触不牢固,而造成的虚接,进而产生电弧也就是我们俗称的电火花,就会发出的滋滋声音。 插座内由于质量问题,电源接线柱与插头触...
    2022-11-10
    插座发出滋滋滋的声音是什么原因

    电焊机怎么调,电流与电压调整方法

    电焊机的调整方法,具体参考如下: 1、先把电流旋钮调到最小,把电压旋钮调到最大,试焊一下,不要动电压旋钮,逐步调大电流,直到能正常焊接时停上。 2、反过来,把电流旋钮先...
    2023-01-09
    电焊机怎么调,电流与电压调整方法

    安装西门子软件时提示重启电脑的解决办法

    在 西门子软件安装 时,比如:WinCC、Step7、SIMATIC NET SQL Server for WINCC等软件,有时候并不是很顺利,经常提示要重启,而且重启之后还是提示重启,一直循环提示,这个问题可以通过下面...
    2023-03-09
    安装西门子软件时提示重启电脑的解决办法

    网站栏目