PLC伺服运动控制实训指导书

《PLC伺服运动控制实训指导书》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、自动化类专业骨干教师培训资料（四）（国培代码：11141006）伺服运动PLC控制系统设计与调试金华职业技术学院2014年7月目录一、伺服运动控制系统介绍11.1伺服系统的发展简介21.2交流伺服系统的分类21.3伺服控制系统的结构3二、三菱伺服放大器及伺服电机介绍32.1伺服放大器的控制模式32.2伺服放大器的标准规格32.3伺服放大器的接线52.4伺服放大器的内部参数设置8三、三菱QD75定位模块介绍123.1QD75系列定位模块型号说明123.2QD75定位模块的功能与特点133.3QD75定位模块的工作原理143.4QD75定位模块的参数和数据设置153.5QD

2、75定位模块的而板与信号连接17四、实训项目设计21项目1伺服电机原点回归PLC控制21项目2手动伺服电机运行29项目3伺服电机位置控制30项目4伺服电机速度控制33一、伺服运动控制系统介绍将物体移动到规定的位置，或者跟踪一个运动的目标时，经常能听到“伺服”这个词。“伺服（Servo）机构”一词的词源据说来自拉丁语中的“Servus”,即“奴隶”的意思。表示完全按照指令行动而构建的控制系统。利用伺服机构可进行位置、速度、转矩的单项控制及组合控制。伺服机构在被定义为“以物体的位置、方位、姿势等为控制量，组成能跟踪目标的任意变化的控制系统”。伺服机构在由指令部输入目标值（位

3、置、速度等）时，就能检测当前值（位置、速度等）,并与目标值相比较，经常进行着使其差值变小的控制。构成伺服机构的元件叫伺服元件。由驱动放大器（AC伺服放大器）、驱动电机（AC伺服驱动电机）和检测器组成。其组成例如图1-1所示。伺服系统的最大特点是“比较指令值与当前值，为了缩小该误差”进行反馈控制。反馈控制中，确认机械（控制对象）是否忠实地按照指令进行跟踪,有误差（偏差）时改变控制内容，并将这一过程进行反复控制，以到达目标。由于该控制流程是：误差一当前值一误差，形成一个闭合的坏，因此也称为闭坏（CLOSEDLOOP）；反之，无反馈的方式，则称为开环（OPENLOOP）。设定

4、►扌討■部图1-1伺服机构组成图伺服系统的发展经历了从液压、气动到电气的过程，而电气伺服系统包括伺服电机、反馈装置和控制器。般情况下交流伺服控制系统是包含三个闭环负反馈组成的PID调节器，从内到外依次是电流环、速度环、位置环。其示意图如图1・2所示。图1-2伺服控制系统框图（1）最里面的环是电流环：这个环路完全在伺服驱动器内部，通过霍尔装置检测驱动器和电动机的各相输出电流，负反馈给电流控制器，进行PID调节，从而达到输出电流尽量接近设定电流。速度环PID调节后的输出，就是电流环的给定值，电流环的这个给定值和电流环的反馈值进行比较后的差值在电流坏内做PID调节后输出给电机

5、。电流坏就是控制电动机的转矩，所以在转矩模式下驱动器的运算最少，动态响应最快。（2）屮间的环是速度环：通过检测电动机编码器的信号来进行负反馈与PID调节。“速度设定”和“速度环反馈值”进行比较后的差值在速度环做PID调节后输出，就是“电流环的给定值”，所以速度环控制吋既包含速度环又包含电流环。对于一个实际的伺服系统，在速度和位置控制的同时,实际也在进行电流（转矩）的控制，以达到对速度和位置的相应控制。（3）最外面的坏是位置坏：这个闭环可以在驱动器和电动机编码器间构建，也可在外部控制器和电动机编码器或最终驱动的负载间构建，要视实际情况而定。市于位置环的输出就是速度环的给定

6、，因此在位置控制模式下系统进行了所有三个环的运算，此时系统运算量最大，动态响应最慢。外部脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”，该设定值和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器计算后的数值，再经过位置环PID调节后的输出，就构成了的速度环给定值。1.1伺服系统的发展简介伺服系统是指跟随外部指令进行人们所期望的运动，包括位置、速度和力矩。伺服的主要任务是按控制命令的要求，对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制得非常灵活方便。伺服系统的发展经历了由液压到电气的过程。电气伺服系统根据所驱动的电机类型分为直流（DC）和交流（AC

7、）伺服系统。20世纪50年代，无刷电机和直流电机实现了产品化，并在计算机外围设备和机械设备上获得了广泛的应用，20世纪70年代则是直流伺服电机的应用最广泛的时代。但直流伺服电机存在机械结构复杂、维护工作量大等缺点，在运行过程中转子容易发热，影响了与其连接的其他机械设备的精度，难以应用到高速及大容量的场合，机械换向器则成为直流伺服驱动技术发展的瓶颈。从20世纪70年代后期到80年代初期，随着微处理器技术、大功率高性能半导体功率器件技术和电机永磁材料制造工艺的发展及其性能价格比的FI益提高，交流伺服技术——交流伺服电机和交流伺服控制系统逐渐成