PLC控制伺服電機的應用設計探討

李軍　徐永勝　趙志川　綦宗升　王爽

摘 要：本文將在自動控制plc的基本概念和系統結構上，深入探討plc自動控制系統以及伺服電機的實際應用和設計。

關鍵詞：plc;伺服電機;應用設計

前言

在現代科學信息技術不斷發展的同時和基礎上，伺服電機的技術也在逐步發展和完善，并已廣泛應用于許多工業領域，如傳感器和智能計算機控制的領域、自動控制的領域等。此外，在許多現代的電器設備和許多自動化的設備中，伺服電機的技術也是非常重要的，甚至可以是電器設備不可缺少的。因此，本文對采用plc自動控制的伺服驅動電機的技術應用以及設計問題進行了較好的研究和分析。

一、PLC概述

plc控制器是主要通過對數字控制器的運算和操作進行可編程控制的數字化裝置，被廣泛簡稱為可編程數字控制器，是主要針對各種工業應用環境進行開發的可編程控制裝置。plc控制技術包括了計算機控制技術、通信控制技術和各種自動控制技術。微處理器可以通過一個可編程的存儲器精確地進行生產過程信息的存儲。其核心組成部分主要是一個微處理器。一個可編程的控制器廣泛應用于各種工業生產，可精確地控制整個生產的過程。該系統的控制器主要具有通過對輸出和輸入控制功能的特點來控制整個生產過程的開關量和程序的模擬量。一個可編程的控制器主要由系統存儲器、微處理器、編程盒、輸入/輸出控制部件等組成。

PLC操作簡單，應用廣泛，抗干擾能力強。如果應用于伺服馬電機控制的話，系統整體的性能顯著提高。

二、PLC控制伺服電機的應用設計分析

伺服電機驅動器是將設備的數字角和輸入脈沖信號序列轉換為控制機械角位移或機械角旋轉運動速度的一種控制元件。在伺服電機控制設備的過程中，只有輸入脈沖信號序列等控制信號序列可以通過一個致服電機驅動器來進行調節，即控制設備的數字旋轉運動方向、速度和機械角位移。這也是和其他伺服電機不同的主要控制原因。

考慮到設備plc和伺服編碼器電機控制系統的主要性能特點，本設計將系統的結構設計分為幾個主要的部分：

（1）電源的方面：本設計使用ac220v為系統的運行控制器提供開關電源的支持，使用設備dc24v的開關電源為設備plc伺服電機控制脈沖信號、伺服電機控制信號等設備提供開關電源;整個控制系統是操作的一個關鍵環節，控制整個系統的運行。

（2）本設計主要以plc為系統的控制核心，實現系統的信息交互與運營商和伺服電機設備之間通過伺服器的i/o信號，根據之前的邏輯存儲伺服驅動程序，將信息交互控制系統中的信號發送給相應的伺服驅動程序，即實現信息交互控制的設備和伺服編碼器電機;

（3）控制設備的精度：為了滿足各種設備的信息控制精度和性能要求，還必須綜合考慮設備plc能實現提供的最大脈沖編碼器頻率、伺服器電機能實現脈沖接收的最大脈沖編碼器頻率、伺服編碼器電機的脈沖編碼器電機控制精度以及與伺服器的信息交互響應性能。

三、對于系統細節的有效處理

PLC在伺服電機中的應用主要涉及兩個方面：PLC和伺服電機。因此，從這兩個方面來處理細節問題：

（1）伺服電機作為伺服系統的核心，因為主要負責能量轉換，所以和其他馬達相比，轉換效率高，構造簡單的特征是必要的。伺服執行式電機系統又稱自動執行式伺服電機。在自動控制的系統中，作為馬達執行的重要一環，可以通過根據伺服電機對應的馬達執行命令自動控制執行信號調整并優化馬達的執行速度和馬達執行方向。基于提高精度、效率和執行快速性的系統設計目標，本文主要選用了松下公司的minasaepo系列的交流自動伺服系統。由于其內部主要控制部分信號為32位的iadsp，因此主要采用了ig-btpwm控制的方式。因此，整個伺服電機系統的響應速度快，體積小，能夠很好地滿足小型紡織機械、數控機床等應用領域的快速發展應用需要。

（2）速度控制的方面。對速度的控制主要是保證速度控制設備用戶能夠根據馬達用戶的要求和指示在到達第一時間對馬達進行相應的馬達速度控制調整。對速度的控制系統是一種反饋速度控制的系統。在系統的運行中，plc通過接收馬達指令控制信號，啟動或暫時停止馬達伺服驅動器，模擬信號，有效地控制馬達的功率和轉速，從而有效實現速度控制系統所要求和的目標;

（3）增益自動調節方面。在將電機應用于伺服控制電機時，需要根據系統的指令自動完成伺服電機相應的增益調整任務，不能過遲或者頻率過調。因而實現這一增益調整目標的關鍵手段就是伺服電機自動控制系統增益的自動調整。目前對于伺服電機增益的自動調整主要有自動的調整和手動的調整兩種常用的方式。與兩種手動調整方法的基本優點相比，前者更適用。一般來說，電機的固有頻率過低就會直接影響系統的伺服控制電機的系統增益自動調整。伺服電機的固有頻率如果過低的話，伺服系統就不能及時得到迅速的振動和響應，這是其特性。

結語

由此證明，將plc技術應用于對伺服驅動電機的控制系統可以極大地提高自動定位伺服電機控制系統的效率和性能，降低控制系統結構的復雜性。隨著伺服電機技術的進步和發展，plc在工業伺服驅動電機控制系統中的廣泛應用將會發展成為未來的必然趨勢。

參考文獻

[1]尚學彬 .PLC控制伺服精確定位的設計及應用[J].才 智，2019（25）：60 -61 .

[2]張丈捷，侯聰聰 .PLC在伺服 電機位 置控 制 中的應 用 [J].技 術與 市場，2018（12）：58 .