伺服应用案例之PLC控制篇复旦大学

伺服应用案例伺服应用案例伺服应用案例伺服应用案例PLC控制篇目录一一一一、、、、PLC控制伺服的原理控制伺服的原理控制伺服的原理控制伺服的原理。1、伺服运行模式2、PLC实现控制的模式3、PLC控制与伺服的匹配二二二二、、、、PLC控制伺服典型应用控制伺服典型应用控制伺服典型应用控制伺服典型应用1、位置脉冲控制的应用2、模拟量控制模式的应用3、内部寄存器模式的应用三三三三、、、、其他相关问题解答其他相关问题解答其他相关问题解答其他相关问题解答一、PLC控制伺服的原理位置脉冲模式脉冲模式模拟量转矩模式→模拟量转速模式→模拟量模式内部寄存器速度模式内部寄存器转矩模式内部寄存器位置模式内部寄存器模式1、伺服运行模式共6种模式→三类模式位置脉冲模式位置脉冲模式------接收的是脉冲信号（外部给定位置信号脉冲）（类似于变频器的脉冲调速）脉冲信号种类：差分脉冲信号（5V）集电极开路信号（24V）--PLC脉冲信号形式：脉冲+方向正向脉冲+反向脉冲正交脉冲模拟量模式模拟量模式---------接收的的是模拟量电压信号（0-10V）（类似于变频器的模拟量调速）模拟量转矩模式----控制力矩输出模拟量速度模式----控制速度输出（外部给定速度转矩值）模拟量模式模拟量转矩模式与转速模式的配合实现张力控制。理论上可以实现高转速低扭矩，也可以实现高转矩低转速。1、模拟量转矩模式需要模拟量转速的限制，防止失速飞车。2、模拟量速度模式下可设置模拟量转矩限制，转矩过大。内部寄存器模式内部寄存器模式---接收的是开关量信号（类似于变频器的多段速控制）（开关量信号+内部参数设定响应的目标值）内部寄存器速度模式---控制速度内部寄存器位置模式---控制位置内部寄存器转矩模式---控制转矩、PLC实现控制的模式—三类脉冲输出控制模拟量输出控制开关量输出控制、集电极开路脉冲输出（24V）主机模块自带，通常是两路输出，一共4个段子，分别对应脉冲输出两个段子，方向输出两个段子。此时主机模块必须是晶体管输出型2、差分脉冲输出（5V）一般需要加差分脉冲输出扩展模块。、模拟量电流信号4-20mA2、模拟量电压信号0-10V一般需要D/A扩展模块，即将数字量转换为模拟量。开关量输出控制晶体管输出开关速度快，但可通过电流小。(DC30V,0.5A)继电器输出开关速度慢，但可通过电流大。(AC250V,1A)、PLC控制与伺服的匹配内部寄存器转矩模式内部寄存器速度模式内部寄存器位置模式开关量输出控制（继电器、晶体管）模拟量转矩模式模拟量速度模式模拟量输出控制（0-10V）位置脉冲模式脉冲输出控制伺服运行模式PLC控制模式二二二二、、、、PLC控制伺服典型应用控制伺服典型应用控制伺服典型应用控制伺服典型应用1、位置脉冲控制的应用经编机---纺织磨床矿泉水套标机定长裁线机、经编机原理织造工艺包括机织、针织、编织和非织造。针织又分为经编和纬编。经编用一组或几组平行排列的纱线，于经向喂入机器的所有工作针上，同时成圈而形成针织物，这种方法称为经编，形成的针织物称为经编织物，这种设备叫做经编机。常用来编织窗帘、台布、床罩、毛毯、花边饰带、妇女内外衣、渔网、包装袋等组织结构比较复杂的经编针织物经编机主要由编织机构、梳栉横移机构、送经机构、牵拉卷取机构和传动机构组成。我们现在做改造的就是送经机构。经编机改造电子送经系统主要功能在于控制各种纱线的送经速度及张力的控制，不至于将纱线送断，造成断纱而无法进行织花。采用plc、变频器、三相异步电机、伺服电机、编码器等组成闭环控制，来实现主轴恒速运转同时调节经轴转速，进而实现恒定送经。经编机改造伺服连线及参数•连线仅供参考用户以自己实际使用为准•PL148-编码器供电正极•PL238-编码器供电正极•/PULS43-编码器A•/SIGN39-编码器B•GP4-+24V•DI15–PLC使能信号•ALM+20-PLC报警输入•ALM-19-PLCCOM•DO4+1-PLC脉冲圈数计数输入•DO4-2-PLCCOM经编机改造伺服连线及参数•S48输入8后才能修改H开头的参数以下参数出厂大多已经设置好，供参考•H101=0低压保护去•H112=300异常脉冲频率3MHZ•H114=-10启动电压保护去掉•H109=400泄放保护提高电压•H110=15000缺相保护去掉•P001设置为101•P020设置为1•P300设置为1002•P301设置为2000•P309设置为32000•P500设置为对应的通讯地址号3或4或5•P501设置为0RTU通讯模式•P504设置为29600通讯波特率•S-17设置为0•10，S-18设置为0经编机改造改造难点：办事处直接做会有难度，因为牵扯到PLC、HMI以及加工工艺的问题。现在改造的有专门的自动化公司。经编机配套之横移系统经编机配套之梳栉横移机构潜力很大！经编机的梭节一般有56条或40条,目前最多的是56条。每条梭节由1个750W的伺服来控制。由于控制轴数太多,故采用分散控制。梭节横移系统主要有两个关键点:1、每个梭节横移的速度及精度。经编机的主轴要求转速达到400转,主轴每转一周横移要动作一下,且动作时间只有1/3转的时间内要完成,否则横移失败。2、花型是数据转化。由于织花的花型是由纺织CAD软件生成的。系统需要将纺织CAD生成的相关花型数据转换成PLC能识别的数据,进而进行梭节横移控制。磨床•磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工，如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。磨床上伺服的特点除了用到脉冲控制之外，磨床上伺服最大的特点是运功到了原点回归功能，即每次启动时，伺服驱动器都会通过外部触发进行原点寻找，找到伺服电机的Z相原点后，自动停止并锁定在原点。套标机套标机是饮料包装设备的后端工序，前一段工序为饮料的罐装，后道工序为饮料标签的蒸汽加热定型。套标机系统架构套标机也是有触摸屏、PLC、和两套伺服组成，伺服功率多为400w，其中一套伺服为送标电机，一套伺服为切标电机。送标电机一直运转，当高速光电传感器检测到标签边缘，送标电机立刻停止，切标电机启动。此套系统要求伺服响应速度快，停机平稳，不过冲。经过调试运行，伺服一个脉冲不差，也不存在累计误差问题。、如何判断接收脉冲是否准确。上位机发送的脉冲个数=Lo-08=Lo-04、脉冲干扰解决方法。（1）调整参数Po300脉冲输入滤波频率（2）伺服电机与驱动器之间一定要相连后接地（反向电动势很高）（3）伺服控制线尽量用屏蔽双绞线。（4）屏蔽层靠近驱动器侧不接，靠近PLC侧接24V-（5）伺服驱动器CM端子接PLC24V-（6）脉冲输入端口两端接入2.2k,1/2w电阻（PL2与/SIGN之间）、模拟量模式下的应用•分切机---包装分切机•分切机是一种将宽幅纸张或薄膜分切成多条窄幅材料的机械设备，常用于造纸设备及印刷包装机械。分切机原理分切机主要有磁粉制动装置、纠偏装置、牵引主轴、伺服收卷几个部分组成。牵引主轴和磁粉制动装置将塑料薄膜拉经并传送，纠偏装置负责薄膜的纠偏，而伺服则根据收卷的直径变大而速度偏快，扭矩增大。因此分切机使用的是模拟量转矩模式下的速度限制，通过不断调整速度和转矩达到同步收卷，并控制收卷的力度。三、其他问题的解答1、我们的伺服精度2500线，4倍频，10000个脉冲转一圈，精度达到万分之一转。10000约=2E13大于13位，小于14位。•2、我们伺服能不能进行自动增益调节不能，但可以实现增益按条件自动切换，我们可以称其为简单的自动增益调节•结束运动控制板卡工控板卡：研华、凌华、研祥(南京埃斯顿代理)制袋机----