文档介绍：plc控制电机论文
嵌入式PLC在电机精确控制中的应用
摘要:嵌入式可编程控制器操作简便、可靠性高,非常适合于电机精确控制方面的应用。文章采用PLC、直流伺服电机和光电编码器等设备,设计了数控直流伺服电机控制系统。该系统采用了精确的PID闭环控制和工进、快进两档变速功能。试验结果表明,该系统有较好的控制精度和可靠性。
关键词:PLC;电动机;控制系统
嵌入式可编程控制器(PLC)以微处理器为基础,面向控制过程,适应工业环境,操作方便,可靠性高。从1969年第一台可编程控制器面世以来,经过40年的发展,已经成为最重要最普及应用场合最多的控制器。它使用可编程记忆体存储指令用来执行诸如逻辑、顺序、计时演算的功能,并通过数字或者类似的输入输出模块控制各种机械设备。本论文以数控机床单轴系统为例描述了基于PLC的控制系统的设计步骤和设计思路,提出了一整套完整的基于PLC的精确直流电机控制的设计思路,具有一定的通用性。
1控制系统硬件设计
本设计使用直流伺服电机设计了一种速度可控的高精度伺服系统。其中直流电机选择日本山洋公司PG90型号电机直流伺服电机,转速为3 000 r/min, 编码器为圆光栅编码器。选择西门子S系列PLC控制器,它支持8针非隔离型和9针隔离型RS232串口通信,可以方便的与触摸屏、伺服驱动器等进行通信。直流伺服电机带动工作台前进,运动过程分为以速度V1快进,以速度V2工进两档变速控制。采用光栅进行转速测量,通过共阴极七段数码管用于实时显示直流电机的转速。图1表示了该系统的基本控制结构示意图。
其中编码器产生信号是一组高速脉冲,电机每转一圈产生脉冲信号100个,接到PLC内部高速计数器上,。
2PLC状态转移图设计
状态转移图用于描述控制系统的工作时序,它是按照设计需求,分析各个输入输出与各种操作的基本逻辑关系,根据系统各设备操作内容和顺序。以状态转移的形式强调动作的顺序和条件。状态转移图是基于PLC的控制系统设计的起点,它的主要组成要素由以下几个部分组成。
步:表示某个执行元件状态变化用矩形框表示,数据表示该步编号。初始步用双线框表示。
转移条件:两个步之间用一段横线表示转移,可用文字图形符号或逻辑表达式注明转移条件。当相邻两步之间的转移条件满足时自动转换
动作说明:在步右侧加一个矩形框说明该步对应的动作。
逻辑结构:主要有分支结构和循环结构两种,选择性分支表示在某步后执行若干分支中一条。选择性分支开始用水平线将各分支相连,结束后用水平线将其汇合;循环结构用于多次反复执行。
图2直流电机伺服控制系统的状态转换图。直流伺服电机控制系统的基本工作步骤如下:循环开始工件处于左右丝杠之间,按下启动按钮SB1,接触器KM1得电保持,直流电机正转;电机拖动工件向左快速运行。行至SQ2处限位处,KM1失电,KM2得电,工件向左慢速运行,当到达SQ1处,KM2失电,此时定时器T1开始通电定时,工件停止3s,而后KM3得电,电机反转拖动工件开始向右快速运行。
3PLC梯形图设计
现代PLC采用梯形图作为设计输入方法,软件可以实现梯形图到程序代码