基于PLC的伺服電機應用現狀分析

唐金杰

摘要：隨著PLC技術在伺服電機的控制系統中的應用，伺服電機的速度及位置控制等方面變得更加精確，使得伺服電機的功能更加完善、設備更加可靠。本文基于PLC的伺服電機的應用現狀進行了分析。首先對伺服電機和PLC技術的相關原理及主要工作特點進行了總結，其次，從在伺服電機運動過程的控制系統中、在實現輸送機械手精確定位的控制系統、在自動灌漿機的伺服電機中、在伺服電機的位置控制及在伺服電機智能調速等五個方面詳細分析了基于PLC技術的伺服電機應用現狀，對其各種應用原理及應用特點進行了分析。本文的研究結果對于指導PLC技術更好地應用于伺服電機方面具有重要意義。

關鍵詞：PLC;伺服電機;控制系統;應用現狀

1???? 伺服電機及PLC技術概述

1.1? 伺服電機概述

MAC永磁交流伺服電機及其驅動系統是在上個世紀70年代后期推出的，這些都標志著新一代的伺服裝置技術已經完全進入了實用化的階段。一直到20世紀80年代中后期，整個交流伺服裝置的市場都逐漸轉向了模擬交流運動伺服系統。早期的交流模擬系統在其諸如零漂、精度、可靠性、抗干擾和柔性等諸多方面都存在著很大的不足，基本上不能完全滿足交流運動設計和控制方面的技術要求，近年來隨著數字控制處理器系統的出現，系統的控制部分的相關操作可以完全由依靠數字控制軟件驅動進行。伺服驅動電機可使物體的速度控制、位置控制的精度得到大大提高，通過將物體的電壓及一些輸出信號自動轉化為伺服電機的轉速和轉矩進行驅動控制的對象。伺服驅動電機轉子的轉速直接接受伺服電機輸入信號的控制，而且反應快速。伺服電機分為直流和交流伺服電機兩大類，其主要的特點之一就是當信號輸入電壓為0 時不會出現的物體自轉現象，隨著轉矩的增加，轉速勻速下降。伺服主要靠對應的脈沖來進行定位，伺服驅動電機本身每接收到1 個對應的脈沖，就可以使伺服電機旋轉

1個與脈沖相對應的方向和角度，從而能夠實現脈沖位移的功能。

1.2? PLC技術概述

可編程控制器或邏輯計算機控制器（PLC），具有自動化微處理器的功能。是一種用于進行自動化編程控制的嵌入式數字運算控制器，可以滿足數據隨時儲存與自動化的執行工作。目前可編程邏輯控制器由CPU、輸入

/輸出控制接口、指令及其數據內存、數字模擬信號轉換、電源等功能控制單元部分組成。早期的功能簡單的可編程計算機控制器模塊已經基本地具有了包括單機邏輯遠程控制、多機遠程通信、模擬遠程控制、時序遠程控制等功能，名稱也隨之改為了可編程邏輯控制器。

2基于PLC的伺服電機的應用現狀分析

2.1? 在伺服電機的運動控制系統中的應用

伺服電機的運動系統需要完成運動距離的控制、旋轉角度的控制、運動位置的控制及運動路經的控制等多種運動的控制，S7-1200PLC在作為一種非常緊湊的PLC產品，具有良好的穩定性和可靠性。PLC在伺服電機的運動程序控制系統的應該中，需要完成主動尋找運動原點、向右移動、向左移動及回到原點等4 個步驟，應用結果表明S7-1200PLC在伺服電機的運動控制系統中的應用，能夠很好地對伺服電機的運動進行控制，使得控制系統的穩定性得到大幅度提高。

2.2? 在輸送機械手精確定位的控制系統的應用

機械手工業生產中的應用可以使得工業水平及產品質量得到保證，同時勞動者的工作強度也得到一定程度的減少，勞動者的工作效率得到提高。伺服電機、伺服驅動器及相關的傳動部件組成了伺服驅動運動系統，從而進一步組成輸送機械手的控制系統。PLC技術在輸送機械手控制系統在輸送機械手精確定位的控制系統中應用了PLC技術、伺服驅動技術以及氣動技術，從而可以滿足輸送機械手完成精確定位的需求。通過實際應用表明，該控制系統具備定位比較精確、運行相對可靠和實用性比較強的特點，能夠完全實現精確定位的功能。

2.3? 在自動灌漿機的伺服電機中的應用

對于當前的自動灌漿機而言，不騙普遍存在生產效率低，自動化以及集成化低的現實問題，對于工業生產的效率會因此收到很大影響。灌漿機的工藝流程如圖1 所示，灌漿機主要生產工藝流程包括觸摸屏參數的輸入、夾板寬度的設定、進瓶計數、鎖夾定位、灌裝機定位、灌漿、鎖夾打開及出瓶等。位置伺服驅動器主要由位置、速度控制單元及驅動單元等三個部分組成，圖2 所示為自動灌漿機中伺服電機位置伺服控制方式的原理圖。應用結果表明基于PLC技術伺服電機能夠實現自動灌漿機的精確定位問題。

2.4? 在伺服電機運動位置控制中的應用

隨著信息技術的不斷發展，對于伺服電機的位置控制問題已經變得相對比較容易，未來對于基于PLC的伺服電機的位置控制的主要研究方向將是對于伺服電機的位置控制中速度及控制精度的研究，S7-200PLC用于伺服電機的位置控制中的控制措施主要包括高速脈沖輸出控制、EM253位置控制、RS232串口通信控制及其綜合控制等四個部分。由于S7-200PLC自身具備非常優秀的性能，能夠很好地實現對伺服電機的位置控制。在實際的應用過程中，應該對S7-200PLC的控制方式加強學習，并根據相關具體情況制定出合理、完整的控制策略，比便于更好地完成對伺服電機的位置控制的需求。

2.5? 在伺服電機智能調速方面的應用

由于PLC具有硬件的通用性較強、程序編輯相對簡單、軟件系統更加靈活等方面的優勢，因此PLC技術被廣泛應用于工業領域，能夠很好的完成對開關量及模擬量的控制。在基于PLC技術的伺服電機的智能調速的應用之中，首先對于伺服電機的選擇之中應該保證系統在加速及減速、動態及靜態等過程中的穩定性，同時應該保證伺服電機具備動態運行過程相對來說比較平穩、具備較強的抗干擾能力。通過對基于PLC技術的伺服電機的智能調速方面的實際應用效果的驗證，結果表明該系統的在誤差率方面遠遠低于傳統的伺服控制系統的誤差率，具有很高的精度。并且該套系統具備傳輸速度更快、效率更高、使用更加方便、系統的誤差率更低等優勢，PLC技術的應用，使得伺服電機調速系統有效性和實用型得到大大提升。

總結

近些年來，基于PLC技術的伺服電機的應用越來越廣泛，本文對其應用現狀進行了分析。首先總結了伺服電機和PLC技術的相關原理及主要工作特點，其次，詳細分析了基于PLC技術的伺服電機的五個方面的應用實例，包括在伺服電機運動過程的控制系統中、在實現輸送機械手精確定位的控制系統中、在自動灌漿機的伺服電機中、在伺服電機的位置控制及在伺服電機智能調速等方面的應用，對其各種應用原理及應用特點進行了分析?？偟膩碇v，PLC技術的應用，使得伺服電機的相關特性得到一定程度的提高，具有很好的應用市場及應用前景。本文的研究結果對于指導PLC技術更好地應用于伺服電機方面具有重要意義。

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