plc控制交流伺服电动机的位置控制系

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1、PLC控制交流伺服电动机的位置控制系统论文摘要：本文以某厂铝电解电容器生产过程中的一道关键工序——电容器套管自动烫印裁切为例，从系统参数分析计算入手，设计了基于三菱FX2N系列的PLC控制交流伺服电动机的位置控制系统，给出了定长及速度控制的算法和软件程序。关键词：PLC交流伺服电动机位置控制一、引言可编程控制器（PLC）是采用微机技术的通用工业自动化装置，是面向用户的专业控制计算机。它可靠性高，抗干扰能力强，编程直观、简单，适应性好，功能完善，接口功能强，通讯联网能力也越来越强。随着微处理器和微计算机技术的发展，PLC不再仅有逻辑判断功能，同时还具有数据处理

2、，PID调节和数据通讯功能，已广泛应用于机械、电子、纺织等各行各业。某电容器制造厂有一道关键工序——电容器套管自动烫印裁切，该工序要求电容器套管间隙性定长送进，完成自动烫印及裁切。图1为电容器套管定长控制与裁切示意图9。该系统中交流伺服放大器驱动伺服电动机，通过减速器带动一对滚轮旋转，从而实现电容器套管带料的定长送进。下面将从系统参数分析计算入手，设计了基于三菱FX2N系列的PLC控制交流伺服电动机运动系统，并给出了定长及速度控制的算法和软件程序。（图1）套管定长控制与裁切示意图一、系统硬件设计及系统参数计算1、硬件设计位置控制系统中交流伺服放大器选用三菱公

3、司的MR-J2S-40A，其属于通用交流伺服系统MELSERVO-J2-SUPER系列，具有位置控制、速度控制和转矩控制三种模式，本系统采用位置控制。9交流伺服电动机选用三菱公司的HC-KFS-43，其编码器的分辨率Pt=131072脉冲/转，具有很高的控制精度。本系统中采用的PLC选用三菱公司的FX2N-48MR脉冲输出模块采用FX2N-1PG对于FX2N系列PLC，本身不具备内置定位指令，但可以通过FROM/TO指令与扩展单元FX2N-1PG脉冲输出模块进行数据交换，向伺服放大器发送指定数量的脉冲串，从而完成对伺服电动机的简单定位控制，其最高波特率为10

4、0K，一台FX2N系列的可编程控制器可以连续多达8个FX2N-1PG脉冲输出模块，从而最多可实现8轴的运动控制。下图2为一实际的FX2N系列PLC的交流伺服控制系统接线图，其中PLC的输入继电器X0用于控制电动机的停止，X1用于控制电动机的正向启动，，X2用于控制电动机的反向启动；脉冲输出模块的FP输出前向脉冲；伺服放大器I/o接口CNIA的PP/NP分别用于接收正反向脉冲串。9图2交流伺服控制系统硬件配置图2、系统参数计算电容器套管带料的送进长度L取决于伺服放大器接收的脉冲数n，而送进速度则L取决于伺服放大器接收的脉冲频率f，设定：旋转编码器的分辩率：PT

5、=131072脉冲/转伺服放大器的电子齿轮比：CMX/CDV=56（电子齿轮比用来对伺服放大器接收脉冲串放大或缩小一定的倍数，从而改变发送给伺服电动机的脉冲串数量和频率）9机械减速器的传动比I=1/10，主动滚轮的直径D=50mm。若设电容器套管带料的送进长度为L，对应的交流伺服放大器所需接收的脉冲数为n，则：L=[(n*CMX/CDV)*I..*3.14*D]/Pt(1)即：n=L*Pt/(3.14*D*I*CMX/CDV)(2)若设电容器套管带料的送进速度为v，对应的交流伺服放大器所需接收的脉冲频率为f，则：L/V=n/f(3)即：f=n*v/L(4)如

6、若设电容器套管带料的单位送进长度为1mm，则公式(2)可计算出向伺服放大器发送的脉冲数为149。对于电容器套管带料的单位送进速度为1mm/S，则公式(2)可计算出向伺服放大器发送的脉冲频率为149赫兹。套管带料的送进长度和速度可由发送的脉冲数和脉冲频率得到。一、控制系统的程序编制系统控制如图3所示。PLC扩展特殊单元时,依照扩展顺序将各特殊单元按NO.0,NO.1,NO.2,等顺序编号,PLC特殊功能单元通信时，必须指明特殊单元编号，特殊单元中的缓冲寄存器BFM用于存储有关数据。FROM指令用于时特殊功能模块缓冲9寄存器中的内容读入PLC，TO指令用于从PL

7、C对特殊功能单元的缓冲寄存器写入数据。特殊功能模块的缓冲寄存器，同样需要进行编号，不同编号的缓冲寄存器存放不同的用途的数据。表1所示为FX2N-1PG的BFM列表。表1FX2N–1PG的BFM编号及含义缓冲存储器BFM编号含义高16位低16位#0脉冲速率#2#1进给速率#3参数#5#4最大速度#6基数#8#7JOG速度#10#9原地返回速度（高速）#11原地返回速度（爬行）续表9缓冲存储器BFM编号含义高16位低16位#12用于原地返回的0点标志数目#14#13原地位置#15加速/减速时间#16保留#18#17设置位置（Ⅰ）#20#19运行速度（Ⅰ）#22#

8、21设置位置（Ⅱ）#24#23运行速度（Ⅱ）#25操