PLC对4个伺服电动缸进行控制的方法

　　本文根据对控制任务及控制对象的分析，介绍了利用国产信捷XDM系列运动控制型PLC对4个伺服电动缸进行控制的方法，该方法简单易行，编程容易，可靠性高。

　　1、控制任务

　　试验诊断平台的控制系统设计要求如下：

　　（1）根据现场装调人员指示，操作人员发出伺服电动缸动作指令，4个伺服电动缸在总行程范围内单独动作，在行程极限位置可靠停止；

　　（2）控制箱应具备每个电动缸的行程显示、动作指示功能，且要求操作简单，便于搬动。

　　2、控制对象分析

　　试验诊断平台如图1所示。

　　

　　上位机操作系统所要控制的是乐星迈克彼恩L7S系列的标准I/O型伺服驱动器，该驱动器可根据与上位控制器的连接方式，以力矩、速度、位置模式进行运行，并可根据参数及I/O输入接点信号，切换运行模式。在完成位置控制功能的条件下，其模式选择对上位控制器的功能要求有较大区别。其中，力矩模式对上位控制器要求最高，需完成位置环与速度环控制。而位置模式对上位控制器要求最低，但同样不会影响定位精度，其精度取决于伺服电机编码器反馈精度及电动缸机械精度。因此，考虑简化上位机功能，使用伺服驱动器与电动缸APM交流伺服电机构成快速、准确定位的全数字位置伺服系统。

　　3、控制系统方案设计

　　根据对控制任务以及被控对象的分析，控制系统应提供一个友好的人机界面，能完成对4个伺服电动缸的半闭环位置控制，操作模式具有JOG连续运转，JOG步进点动与电子手轮方式，伺服电机启动/停止可S形加减速，电机使能与刹车控制等功能。

　　由于使用的是交流伺服位置控制系统驱动，根据L7S系列标准I/O型伺服驱动器端子输入位置运转模式接线，上位控制系统需带PTO（脉冲串输出）的可编程开发运动控制器、运动控制卡或PLC以及能与控制器或控制卡通信连接操作的上位人机界面HMI触摸屏。

　　3.1 基于四轴运动控制型PLC构成的控制系统

　　整个控制系统包括电源、信捷TH765系列HMI触摸操作显示屏、信捷XDM-32T-C四轴运动控制型PLC、电子手轮、L7S系列标准I/O型伺服驱动器等。HMI触摸操作显示屏、运动控制型PLC及L7S伺服驱动器通过串行通信网络MODBUS-RTU协议构成监控系统。其系统结构如图2所示。

　　

　　3.2 人机界面设计

　　信捷TH765系列HMI触摸操作显示屏通过TouchWin编辑软件可快速组态人机界面，实现多个界面，如图3所示，包括操作与位置显示界面、伺服驱动器状态界面、报警与历史记录界面等。

　　

　　4、应用

　　采用AP斜面操作台集成控制系统，操作平台如图4所示，主要分为HMI触摸操作显示屏和电子手轮两部分。电子手轮左侧为轴选择旋钮，分为五档——OFF、X1、Y1、X2、Y2；电子手轮右侧为倍率选择旋钮，分为三档——X1、X10、X100。置于OFF档时，手摇金属码盘无效；置于相应轴时，电子手轮手摇金属码盘可顺时针和逆时针操作，对应轴前进和后退。

　　

　　5、结语

　　本文所介绍的国产信捷XDM系列运动控制型PLC，集运动控制功能与普通PLC功能于一体，最多可支持10轴脉冲输出，可实现两轴联动，既支持普通运动控制指令，如圆弧、直线插补等，又支持平面转换指令，可进行X-Y、Y-Z、X-Z等的两轴联动转换，简单易行，可靠性高，对实现多轴运动控制具有一定参考价值。
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