在技術(shù)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上,伺服技術(shù)也在逐漸完善,目前己經(jīng)在很多中廣泛使用,比如智能控制、以及自動控制等,另外它在現(xiàn)代設(shè)備和自動化設(shè)備中也是非常重要的,甚至是的。與普通的變頻凋速電機相比,伺服電機能夠?qū)λ俣群徒嵌冗M(jìn)行很好的控制,自身具有動態(tài)性特點。由于PLC的技術(shù)比較成熟,具有較強的穩(wěn)定性,將其應(yīng)用在校平機伺服電機中,肯定能夠起到很好的控制作用。
一、PLC和伺服電機的概述
1、PLC
所謂的PLC,就是一個能夠?qū)崿F(xiàn)編程的控制器,在用戶指令的基礎(chǔ)上對內(nèi)部原本的程序進(jìn)行執(zhí)行,從而實現(xiàn)邏輯運算和順序控制,另外還會在數(shù)字或者是模型的基礎(chǔ)上完成機械式的動作。它的組成部分主要包括電源、 處理器以及通訊模塊等,核心是CPU,具有神經(jīng)的功能。在PLC運行時,要想獲取設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息,可以利用掃描的方式來實現(xiàn),而且還可以在程序存儲器中進(jìn)行用戶指令的獲取和研究,之后再進(jìn)行邏輯運算和執(zhí)行,充分發(fā)揮PLC的控制作用。其實,PLC操作起來非常簡便,使用的范圍 是非常廣泛,而且干擾能力還特別強的,如果將其應(yīng)用在伺服電機中, 能夠發(fā)揮 大的控制作用,并且還能加強系統(tǒng)的整體性。
2、伺服電機
伺服電機是一種的轉(zhuǎn)換元件,它能將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)換成為機械角位移或者是角速度,主要有直流和交流兩種類型。而且,伺服電機的控制性能非常好,不管是運行、停止還是其他的運行方式,都可以在少數(shù)脈沖中完成,控制精度也能。另外,伺服電機是在脈沖電源供電的基礎(chǔ)上開始運行的,其轉(zhuǎn)子的步數(shù)和輸入脈沖數(shù)呈正比關(guān)系。伺服電機的控制性能、動態(tài)響應(yīng)等都比較好,要想轉(zhuǎn)變旋轉(zhuǎn)的方向,只要將輸入脈沖的順序或者是工作方向信號進(jìn)行改變就可以,這也是伺服電機和普通電機之間存在的區(qū)別。
二、PLC控制校平機伺服電機的應(yīng)用設(shè)計
1、系統(tǒng)設(shè)計方案的明確
通過對PLC和伺服電機的特點進(jìn)行分析,我們可以得出系統(tǒng)設(shè)計主要分為以下幾部分:第 一,電源部分。采用AC220V的電源為系統(tǒng)運行提供能源,而且還要通過DC24V的開關(guān)電源供電給PLC,同時供電給伺服電機的控制信號; ,控制部分。該部分是校平機伺服電機中非常重要的環(huán)節(jié),其核心是PLC,通過PLC將控制信號發(fā)送給出來,在既定程序的基礎(chǔ)上,將控制信號傳遞到伺服電機驅(qū)動器,從而對伺服電機進(jìn)行良好的控制;第三,執(zhí)行部分。該部分工作是在執(zhí)行電機拖動設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,在使用的過程中,電機可以利用自身的編碼器將信號反饋給驅(qū)動器,從而完成半閉環(huán)控制。另外,還可以按照具體的需求將反饋部件安裝在機械終端的執(zhí)行機構(gòu)上,比如安裝光柵尺、編碼器等, 終完成全閉環(huán)控制。
2、系統(tǒng)細(xì)節(jié)的處理
在校平機伺服電機中應(yīng)用PLC, 重要的部分就是PLC和伺服電機,所以在處理系統(tǒng)的細(xì)節(jié)時,也要關(guān)注這兩部分:
先,伺服電機。在伺服系統(tǒng)中,伺服電機是非常重要的, 主要的任務(wù)就是轉(zhuǎn)換能量,所以和其他普通的電機相比, 要具有較強的轉(zhuǎn)換效率,而且結(jié)構(gòu)也要盡可能的簡單。一般情況下,伺服電機又被口y做執(zhí)行電機,在自動控制系統(tǒng)中起到執(zhí)行作用,能夠按照特定的指令對信號進(jìn)行控制、轉(zhuǎn)換和改變伺服電機的運行方向和速度等??紤]到便捷、等方面的因素,此次設(shè)計所使用的交流伺服系統(tǒng)是松下MINASA系列的,而且內(nèi)部的DSP是32位的,控制方式選擇的是IG-BTPWM,所以整個系統(tǒng)具有較快的響應(yīng)速度,而且體積還比較小,己經(jīng)在機械、紡織以及數(shù)控等多中廣泛使用。
其次,PLC。為了能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計的美觀和實用,PLC的選取盡可能選擇尺寸較小的,在此次設(shè)計中使用的松下FPO系列的PLC,而且也改變了人們對小型PLC的認(rèn)知,因為FPO的安裝面積非常小,所以可以安裝在比較小的機械設(shè)備以及控制面板上。近年來,技術(shù)一直在不斷的發(fā)展,在應(yīng)用PLC時,要充分考慮到兼容的問題,利用單元表面的擴(kuò)充器以及單排的觸頭將擴(kuò)展單元轉(zhuǎn)變成為層疊系統(tǒng),根本不需要擴(kuò)展電纜或者是底板等,從而實現(xiàn)擴(kuò)展系統(tǒng)的完成。
3、控制系統(tǒng)的實現(xiàn)
(1)位置控制。位置控制 重要的目的就是利用執(zhí)行系統(tǒng)明確的追蹤位置指令,其中負(fù)載的空間位移是被控制的量,如果量發(fā)生改變,系統(tǒng)能夠通過量的信息觀察到量的情況,之后對其進(jìn)行及時的調(diào)整和控制。在這種情況下,反饋控制系統(tǒng)的設(shè)置是非常重要的,在位置控制的基礎(chǔ)下,位置指令會向伺服電機驅(qū)動器傳遞信號,通過電子齒輪進(jìn)行分頻處理,進(jìn)而促使伺服電機旋轉(zhuǎn)與反饋信號成為了偏差信號, 后對脈沖進(jìn)行調(diào)整,實現(xiàn)伺服電機的準(zhǔn)確控制。實際上,反饋脈沖具體指的是采用光電編碼器檢測器檢測設(shè)備的運行情況,脈沖數(shù)之后對其進(jìn)行相應(yīng)的處理, 終形成的就是反饋脈沖。
(2)速度控制。所謂的速度控制,就是要求設(shè)備要在用戶指令的基礎(chǔ)上,根據(jù)具體的需求做出相應(yīng)的速度改變,它屬于一個反饋控制系統(tǒng)。在具體的運行過程中,當(dāng)將指令信號傳遞到PLC之后,就要停止或者啟動伺服驅(qū)動器,模擬處理其中的信號,對伺服電機的速度進(jìn)行良好的控制,從而實現(xiàn)PLC控制的標(biāo)準(zhǔn)。
(3)增益方面。在伺服電機的運行過程中, 在相應(yīng)的指令下完成任務(wù),不能過快,也不能過慢,所以在這個過程中,伺服控制增益的調(diào)整是非常重要的?,F(xiàn)階段在調(diào)整伺服增益時主要可以使用自動調(diào)整和手動調(diào)整兩種方法,對兩種方法進(jìn)行比較,還是自動調(diào)整比較適合用在伺服增益的調(diào)整方面。通過對伺服增益進(jìn)行調(diào)整,如果負(fù)載慣量高出平時慣量的三倍,而且還保持在二十倍之間,不會對機械設(shè)備產(chǎn)生影響,這時就能適當(dāng)?shù)恼{(diào)整系統(tǒng)增益。一般情況下,伺服電機的增益調(diào)整會受到機械固有頻率的影響,如果機械的頻率較低,就不能準(zhǔn)確得出伺服系統(tǒng)的特性。
綜上所述,通過具體的實踐可以表明,在校平機伺服電機系統(tǒng)中應(yīng)用PLC,不僅能夠加強定位系統(tǒng)的性能,還能減小結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度,而且,隨著技術(shù)的逐漸發(fā)展,伺服電機系統(tǒng)中應(yīng)用PLC 會成為一種發(fā)展趨勢。所以, 要加強對PLC技術(shù)的研究,提高其控制能力,實現(xiàn)相關(guān)的持續(xù)發(fā)展。