基于伺服电机与plc工作台运动控制

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1、学兔兔www.xuetutu.com第4期(总第173期)机械工程与自动化NO．42012年8月MECHANICALENGINEERING＆AUT0MATI()NAug．文章编号：1672—6413(2012)04-0126—03基于伺服电机和PLC的工作台运动控制弗刘媛媛，张如萍，张正和，唐亮(无锡科技职业学院，江苏无锡214028)摘要：以西门子S7—200PLC作为控制器。控制伺服电机带动丝杠螺母副运动，从而实现工作台的运动控制。通过合理的系统软硬件设计和控制工艺设计，利用伺服电机的高控制精度

2、和滚珠丝杠螺母副的高传动精度。保证工作台高精度的运动控制。关键词：PLC；伺服电机；驱动器；工作台中图分类号：TP273：TM383．4文献标识码：A1工作台控制系统构成近开关实现，为保证安全，超程限位采用两个近距离排工作台运动控制系统构成如图1所示。其中，电列的接近开关1B2和1B3实现；为保证机械传动精机为安川∑系列sGM—A5A312伺服电机，与之配套度，采用滚珠丝杠螺母副和滑动导轨，并要保证其装配的伺服驱动器为SGDA—A5AP，电机输出功率为5O精度，伺服电机转轴与丝杠通过联轴器连接；电气

3、控制w，供电电源为AC200V～AC230V，自带增量式编系统和机械传动组件安装在同一个金属板上，并设有码器，分辨率为2048P／R。可编程控制器采用西门必要的保护措施。子S7—200系列CPU224DC／DC／DC，带有两个203硬件控制电路设计kHz高速脉冲输出及6路高速计数。滚珠丝杠螺母3．1伺服电机和驱动器的接线副为日本AHK系列，丝杠导程为5mm，行程为160安川SGDA伺服驱动器由供电电源、1CN、2CN、mm。行程限位采用GXL一8FU电感式接近开关，感操作器和电机电源接口5个主要部分

4、组成。供电电源应距离为0mm～1．8mm。接口接220V交流电，并带有必要的保护和滤波电路；1CN接口和上位控制器相连以实现电机的运动控制；2CN接口和编码器相连，从而构成伺服电机的半闭环控制；操作器接口用于设定驱动器内部参数，如电子齿轮比、电机运行方式等；电机电源接口给伺服电机提供一定频率的脉冲信号，从而带动电机转动。伺服电机和驱动器的接线图如图2所示。1CN共有36个引脚，对于位移控制来说并不是图1工作台控制系统构成图每个引脚都要用到，几个常用引脚的含义见表1。在2总体设计方案完成伺服驱动器内部

5、参数设置后，各引脚和接线便可工作台的运动控制主要为位移和速度控制，位移确定。控制的起始零点通过接近开关定位，启动工作台控制中间继电器KAl接在报警电路中，当电机正常工系统时首先进行归零点定位，指定的位移量都以此零作时1CN一34、1CN一35引脚间为通路，KA1线圈得点为基准；电机速度控制通过给定脉冲信号的频率F电；当有故障报警时1CN一34、1CN一35引脚间断开，来实现，工作台移动的速度取决于指令脉冲数N、脉KAl线圈失电。设置驱动器参数允许正转侧驱动禁冲信号频率F和丝杠导程L。止，当工作台靠近

6、行程限位IB2时，中间继电器KA2工作台的零点定位和超程限位由高精度电感式接得电，从而断开1CN一16引脚电路，禁止电机正转。

7、I}2011年江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目收稿日期；2012—02—22}修回日期：2012—03—25作者简介；刘嫒嫒(1983-)，女。山东滨州人，讲师，硕士，研究方向：机电一体化技术。学兔兔www.xuetutu.com2012年第4期刘媛媛。等：基于伺服电机和PLC的工作台运动控制·127·3．2可编程控制器的接线4驱动器参数设置可编程控制器输入输出为直

8、流信号，利用QO．0几个重要的伺服驱动器参数设置如下：ca一输出口产生高速脉冲信号，并连接到伺服驱动器01bitO=0，cn--01bit2=0，cn--01bit3—1；cn--02bitO=1CN一1引脚，QO．1作为方向控制信号接驱动器0，ca一02bit3，4，5—000；ca一24=8192，ca一25—lCN一3引脚。在接线时由于PLC输出为DC24V信5000；电子齿轮比=cn一24／cn一25，cn一24一编码器号，为保证电流在额定值以内，需在输出电路上串接2脉冲数×4，cn--25

9、=负载轴每旋转一圈的负载移动量所kl2电阻。接近开关1B1作为零点定位接到10．0，行对应的脉冲数，因丝杠导程为5l'nln，cn--25=5000，则驱程限位1B2、1B3分别接到IO．1和10．2。当电机发生动器每接收到一个指令脉冲负载移动量为1m。故障报警时，KA1线圈失电，QO．3有输出，KA3线圈得电，从而断开伺服驱动器，使电源电路起到保护作用。利用PLC的高速计数器HSC4对伺服电机编码器反馈位移量进行计数，编码器为A、B相增量式编码器，输出电压5V，经过