在了解PLC如何控制伺服电机之前,我们需要先弄清楚两个问题:PLC是如何控制伺服电机的?伺服系统是如何工作的?让我们从这两个问题开始深入了解PLC如何控制伺服电机以及它们是如何工作的?相辅相成。
(1)PLC如何控制伺服电机?
在回答这个问题之前,我们首先需要了解伺服电机的用途。与普通电机相比,伺服电机主要用于精密定位。因此,我们通常所说的伺服控制实际上是伺服电机的位置控制。事实上,伺服电机还使用另外两种操作模式:速度控制和扭矩控制,但这些很少使用。
速度控制一般采用变频器来实现,而采用伺服电机进行速度控制是因为相比变频器可以达到数千转。所有舵机均为闭环,因此速度非常稳定。扭矩控制主要控制伺服电机的输出扭矩,因为伺服电机的响应速度很快。应用以上两种控制方式,伺服驱动器可以认为是变频器,一般采用模拟量控制。
伺服电机最重要的应用是定位控制。位置控制需要控制两个物理量:速度和位置。准确地说,它控制伺服电机的运行速度、位置以及停止速度。
伺服驱动器通过接收到的脉冲频率和数量来控制伺服电机的距离和速度。例如,我们同意伺服电机每10,000 个脉冲旋转一次。如果PLC每分钟发送10000个脉冲,则伺服电机将以1r/min转一圈,如果PLC每秒发送10000个脉冲,则伺服电机将以60r/min转一圈。
因此,PLC通过控制其发送的脉冲来控制伺服电机,即利用PLC的晶体管输出,这在低端PLC中常用。中高端PLC通过通讯将脉冲数和频率发送给伺服驱动器。
例如:
Profibus-DP CANopen、MECHATROLINK-II、EtherCAT等
这两种方法在编程上本质上是一样的,只是使用的实现渠道不同。不要为了学而学,学原理,触类旁通,这就是我说的。
编程上有很大的区别。日本PLC使用指令,而欧洲PLC使用功能块。但本质是一样的。例如,要控制伺服实现绝对定位,就需要控制PLC的输出通道、脉冲数、脉冲频率、加减速时间等。当伺服驱动器完成定位后,等待并检查是否已到达限位。 PLC所做的就是控制这些物理量并读取操作参数,但每个PLC以不同的方式实现这一点。
(2)如何设计伺服系统?
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