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      PLC與交流伺服在單軸控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

      2012-02-18 08:35:20
      裝備制造技術(shù) 2012年4期
      關(guān)鍵詞:脈沖數(shù)梯形圖絲桿

      閆 飛

      (中鋁洛陽(yáng)銅業(yè)有限公司熔鑄廠(chǎng),河南 洛陽(yáng) 471039)

      隨著現(xiàn)代電子和控制技術(shù)的高速發(fā)展,交流伺服技術(shù)日益成熟,性能不斷提升,已經(jīng)成為研發(fā)各種先進(jìn)的機(jī)電一體化設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)。在此背景下,本文介紹了一種基于三菱A系列PLC的電機(jī)伺服控制系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由觸摸屏、PLC、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、測(cè)速測(cè)長(zhǎng)儀表組成。其中,觸摸屏作為人機(jī)界面,可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的實(shí)施監(jiān)控。試驗(yàn)結(jié)果表明,采用這種控制方案,可以取得良好的控制效果,運(yùn)行穩(wěn)定,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

      1 系統(tǒng)概述

      本文主要介紹了一種基于PLC交流伺服控制系統(tǒng)在工業(yè)鑄造行業(yè)的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)鑄造機(jī)拉—?!!墓に?,以及定速升降、速度在線(xiàn)調(diào)節(jié)、精確定位控制等工業(yè)需求,其原理圖如圖1。

      圖1 交流伺服控制系統(tǒng)原理圖

      2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和技術(shù)性能

      2.1 硬件設(shè)計(jì)

      (1)PLC的選用。

      CPU單元A1SJCPU—S3;

      輸入模塊A1SX42 64點(diǎn);

      輸出模塊A1SY41 32點(diǎn);

      定位模塊A1SD70(電壓輸出)。

      (2)交流伺服系統(tǒng)。如表1所列。

      表1 交流伺服系統(tǒng)數(shù)據(jù)表

      2.2 系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算

      (1)伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)2 500個(gè)/r;

      (2)拉速。BCD輸入,0~2 000 r/min,變換成以每秒脈沖計(jì)算的拉速單位:脈沖/s,因1轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)2500脈沖數(shù),1min為60 s,所以變換系數(shù)為2 500/60=41.7,近似等于 41。

      即不同單位的拉速等式如下:

      (3)電齒輪設(shè)置為1:1無(wú)減速;

      (4)機(jī)械減速比為72×2=144;

      (5)伺服脈沖與直線(xiàn)位移的關(guān)系。伺服電機(jī)1轉(zhuǎn)經(jīng)機(jī)械減速后對(duì)應(yīng)絲桿1/144轉(zhuǎn),因絲桿螺距為24 mm,所以絲桿1轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)直線(xiàn)位移24 mm。最終,伺服電機(jī)1轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)直線(xiàn)位移24/144 mm(約0.167 mm)。因伺服電機(jī)1轉(zhuǎn)為2 500個(gè)脈沖,所以2 500個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)直線(xiàn)位移24/144 mm。每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)直線(xiàn)位移為24/(2 500×144)mm(大約0.000 066 mm)或每1 mm直線(xiàn)位移對(duì)應(yīng)(2 500×144)/24個(gè)脈沖(大約15 000個(gè)脈沖)。

      (6)10 s拉長(zhǎng):拉速×?xí)r間。如果拉速以脈沖數(shù)/秒為單位,時(shí)間以秒為單位。拉長(zhǎng)以0.001 mm為單位。則

      系數(shù)約為0.6。

      這樣在拉長(zhǎng)顯示的4位BCD碼位的最右位顯示的是最小單位0.001 mm。例如:如果拉長(zhǎng)顯示9999,則表示拉長(zhǎng)值為9.999 mm。

      數(shù)據(jù)關(guān)系表見(jiàn)表2所列。

      表2 數(shù)據(jù)關(guān)系表

      3 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

      3.1 硬件配置的輸入、輸出點(diǎn)

      硬件配置的輸入、輸出點(diǎn)如圖2所示。

      圖2 硬件配置的輸入、輸出點(diǎn)

      3.2 梯形圖

      梯形圖如圖3所示。

      圖3 梯形圖

      剩余程序部分省略。

      4 結(jié)束語(yǔ)

      實(shí)踐證明,由PLC控制的交流伺服電動(dòng)機(jī)的位置控制系統(tǒng),完全符合生產(chǎn)工藝要求,抗干擾能力強(qiáng)、控制精度高,參數(shù)調(diào)整方便,自動(dòng)化程度高,具有很好的應(yīng)用價(jià)值。

      [1]常斗南.可編程序控制器原理應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.

      [2]寇寶泉.交流伺服電機(jī)及其控制[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.

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