1、伺服電動機又稱執行電動機,它是控制電動機的一種。它是一種用電脈沖信號進行控制的,并將脈沖信號轉變成相應位移的執行器。伺服電動機在控制系統中一般作為執行元件,根據控制對象的不同,由伺服電動機組成的伺服系統一般有三種基本控制方式,即位置控制、速度控制和力矩控制。本系統采用位置控制。控制系統中元件的選型1.PLC 的選型因為伺服電動機的位移量與輸入脈沖個數成正比,伺服電動機的轉速與脈沖頻率成正比,所以需要對電動機的脈沖個數和脈沖頻率進行精確控制。且由于伺服電動機具有無累計誤差,跟蹤性能好的優點,伺服電動機的控制主要采用開環數字控制系統,通常在使用時要搭配伺服驅動器進行控制,而伺服電動機驅動器采用了大

2、規模的硬件集成電路,具有高抗干擾性及快速響應性。在使用伺服驅動器時,往往需要較高頻率的脈沖,所以要求所使用的PLC 能產生高頻率脈沖。日本三菱公司的FX3U 晶體管輸出的PLC 可以進行6點同時100kHz 高速計數及3軸獨立100kHz 的定位功能,并且可達到通過基本指令0.065s 及PCMIX 值實現高速度,完全滿足了控制伺服電動機的要求。2.伺服電動機的選型在選擇伺服電動機和驅動器時,只需要知道電動機驅動負載的轉矩要求及安裝方式即可,我們選擇額定轉矩為2.4Nm,額定轉速為3000r/min,每轉為131072p/rev 分辨率的三菱公司的HF -KE73W1-S100伺服電動機,與之

3、配套使用的驅動器選用MR -E -70A -KH003伺服驅動器。三菱的此款伺服系統具有500Hz 的高相應性,高精度定位,高水平的自動調節,能輕易實現增益設置,且采用自適應振動抑止控制,有位置、速度和轉矩三種控制功能,完全滿足要求。同時采用三菱GT1155-QFBD -C 型觸摸屏,對伺服電動機進行自動操作控制。PLC 控制系統設計我們需要伺服電動機實現正點、反點、原點回歸和自動調節等動作,另外為確保本系統的精確性,增加編碼器對伺服電動機進行閉環控制。PLC 控制系統I/O 接線圖如圖1所示。圖1中的公共端的電源不能直接接在輸入端的24V 電源上。根據控制要求設計了PLC 控制系統梯形圖,如

4、圖2所示。M806控制伺服急停,M801控制伺服電動機原點回歸,M802控制伺服正點,M803控制伺服反點,M804為自動調節,M805為壓力校正既編碼器的補償輸入。在電動機運行前需要首先進行原點回歸,以確保系統的準確性和穩定性,當M50和M5同時接通時伺服電動機以2kHz 的速度從Y0輸出脈沖開始作伺服電機PLC 觸摸屏直接控制伺服電動機程序設計文/河南新機股份有限公司閆娓陳忠提趙安介紹了以日本三菱公司的FX3U -48MT -ES -A 作為控制元件,GT1155-QFBD -C 作為操作元件直接控制三菱伺服電動機的具體程序設計。圖124V電源公共端輸出脈沖伺服停止伺服復位脈沖方向C O

5、M Y 0Y 1Y 2Y 3+24VS/S 24GX 0X 1解碼器原點回歸動作,當碰到近點信號M30=O N 時變成寸動速度1kHz 從Y0輸出脈沖直到M30=OFF 后停止。M30是在自動調節時電動機轉動的角度與零點相等時為O N 。電動機在進行正反點時,采用FX3U 具有的專用表格定位指令DTBLS1S2;在使用表格定位之前,首先要在梯形圖左邊的PLCparameter(PLC 參數中進行定位設定。正反點控制采用指令D R V A S1S2D1D2絕對定位指令。在自動運行時,利用PLC 內強大的浮點運算指令,根據系統的多方面參數進行計算,在操作時,只需要在觸摸屏上設定參數,伺服電動機便根

6、據程序里的運算公式轉化成為脈沖信號輸出到驅動器,驅動器給電動機信號運轉。在伺服電動機運行的過程中為確保電動機能達到需要的精度,采用增量式編碼器與伺服電動機形成閉環控制,把計算到的角度與編碼器實際測量角度進行比較,根據比較結果調整伺服電動機的脈沖輸出,從而實現高精度定位。整個程序采用步進指令控制(也可以采用一般指令控制,簡單方便。伺服系統設置1.伺服驅動器的接線伺服系統的接線很簡單,只需要按照規定,把線接入相對應的插頭即可。將三相電源線L1,L2,L3插頭接入CPN1,將伺服電動機插頭接入CN2,將編碼器插頭接入CNP2,控制線插頭接入CN1。在調試程序時需要用伺服電動機的專用軟件,通過RS42

7、2接口接到伺服系統的CN3上即可。2.伺服驅動器的參數設定系統采用定位控制。三菱M R -E 系列的伺服驅動器,主要有兩組參數,一組為基本參數,另一組為擴展參數,根據本系統要求,主要設定基本參數,主要有NO.0,NO.1,NO.2,NO.3,NO.4,NO.5,NO.7,NO.18,NO.19,擴展參數要根據具體情況進行設定。同時也可通過伺服設置軟件SETUP221E 進行參數設置。在伺服電動機進行調試過程中建議先設為速度模式,進行伺服電動機的點動測試。觸摸屏程序設計建立初始畫面,在畫面上分別設置按鈕,在按鈕上分別寫上,壓力+、壓力-、原點回歸、自動調節、壓力校正、伺服急停等字樣。其中繼電器的

8、對應情況如上所寫。控制畫面如圖3和圖4。本系統同時還設置有手動調節功能,確保在自動調節出現問題時的及時補救,觸摸屏上設置了指示燈可顯示此時的工作狀態,同時在手動和自動指示燈的中間部分設置了脈沖的輸出指示即伺服電動機的運轉指示,當有脈沖輸出時,會有“脈沖輸出中”的紅色指示燈出現。當無紅色指示燈顯示時,即表示電動機有故障,此時根據顯示的異常字母進行故障查詢,簡單方便。EA 圖3圖4圖2 Y003 RSTM10RSTS0RSTM15DTBLY001K1M 805M 801M 6M 802M 5M 803DTBLY001K2M 803M 5M 802M 804M 6M 10RSTM15RSTS12RSTM15M 805M 6M 15M 1M 10=K0D250Y003STLS0M 50M 5DZRNK2000K1000M30Y000RSTM10RSTS0M8043M50M8000STLS1