西门子CPU模块6ES7952-1AM00-0AA0          西门子CPU模块6ES7952-1AM00-0AA0                     西门子CPU模块6ES7952-1AM00-0AA0

【SIEMENS】上海毕辉自动化控制设备有限公司

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     首先了解PLC如何控制伺服电机

    1、电机的连线及控制

    本应用实例选择的是位置控制，脉冲输入有集电极开路和差动驱动两种，为了方便的实现同时对两部电机的控制，采用差动驱动。与PLC的接线图如图所示。

    PLC与伺服放大器接线图

    图中L+为公共PLC端子，接24VDC正端，通过控制内部晶体管的开关使得输出Q呈现不同的电平或发出脉冲。L+一PG—PlM—L+为脉冲输入回路，PLC控制该回路中的发光二极管的亮灭，形成脉冲编码输入。L+一NG—NP一1M—L+为电机方向控制回路，当该回路的发光二极管点亮时，电机正转，否则反转。由于伺服放大器内部电阻只有100欧，为

    了防止电流过大烧坏内部的发光二极管，需要外接电阻R，其阻值的计算如下：

    根据公式(1)，可以选择R=3．9KO

    2、电子齿轮比

    数字交流伺服具有位置控制的功能，可通过控制器发出位置指令脉冲。而伺服的位置反馈脉冲当量由编码器的分辨率及电机每转对应的机械位移量等决定。当指令脉冲当量与位置反馈脉冲当量二者不一致时，就需要使用电子齿轮使二者匹配。使用了电子齿功能，就可以任意决定一个输入脉冲所相当的电机位移量。具有电子齿功能的伺服结构如图3所示。若机械传动机构的螺距为w，指令脉冲当量为△L，编码器每转脉冲数为P，又考虑到一般电机轴与传动丝杠为直接相连，则位置反馈脉冲当量△=W／4P。

具有电子齿功能的伺服结构图

    由于脉冲当量与反馈脉冲当量不一定相等，就需要使用电子齿轮比来建立两者的关系。具体计算公式为：AL=3M×CMX/CDV

    。因此根据一个指令脉冲的位置当量和反馈脉冲的位置当量，就可以确定具体的电子齿轮比。三菱该系列伺服电机的电子齿轮比的设定范围

    对于输入的脉冲，可以乘上其中任意倍率使机械运行。

    下面是plc控制的具体应用

    3、PIC控制原理及控制模型

    本例采用了西门子s7．200系列CPU226作为主控制器。它是s7．200系列中的PLC，本机自带24个数字输人口、l6个数字输出口及两个RS-422／485串行通讯口，多可扩展7个应用模块j。实际项目中，通过扩展EM231模拟量输入模块来采集电压，输入的模拟可在0～10V±5V、0～20mA等多种输入中选择。终，PLC根据输入电压的大小控制脉冲发送周期的长短，从而达到控制伺服电机速度的目的。

    3.1高速数字脉冲输出

    西门子s7．200系列AC／DC／DC(交流供电，直流I/O)类型PLC上集成了两个高速脉冲输出口，两个高速脉冲输出口分别

    通过Qo．0、Qo．1两个输出端子输出，输出时可选择PWM(脉宽调制)和PIO(脉冲串)。PIO每次只能发出固定脉冲，脉冲开始发送后直到发送完毕才能开始新的脉冲串；PWM相对灵活，在脉冲发送期间可随时改变脉冲周期及宽度，其中脉冲周期可以选择微秒级或毫秒级。

    3.2PID功能特性该系列PLC可以通过PID回路指令来进行PID运算，在一个程序中多可以用8条PID指令，既多可同时实现8个PID

    控制算法。在实际程序设计中，可用STEP7-Micro／Win32中的PID向导程序来完成一个闭环控制的PID算法，从而

    程序设计效率。3.3控制模型控制模型方框图如下图所示，其中Uset为极间电压给定值(此时产气状态)，Uf为极间电压采样值，Vout为伺服电机运转速度。通过对电弧电压采样值与弧间电压给定值的比较并经过PLC的PID调节回路控制，可以得出用于控制伺服电机的脉冲发送周期T，从而使伺服电机的送棒速度不停的，这样就达到了控制两极间距的目的。保证了两极间距的相对，也就保证了极间电压的性。

    PID调节控制原理框图

    根据极间距对极间电压的影响，可以设定PLC的PID调节回路策略如下：

    Uset—uf<0，T减小；

    Uset—uf>0，T增大。

    通过上述控制，能够比较的实现对UF的控制。4、程序设计

    以下应用程序是经过简化的，没有涉及异常情况。其设计以本文前面所述及原理为依据，并给出了详尽的程序注释。

西门子S7-200PLC在实时下具有速度快，具有通讯功能和较高的生产力的特点。一致的模块化设计促进了低性能定制产品的创造和可扩展性

　　的解决方案。来自西门子的S7 - 200微型PLC可以被当作的微型PLC解决方案或与其他控制器相结合使用。SIMATIC S7-200 Micro 自成一体特

　　别紧凑但是具有惊人的能力－特别是有关它的实时性能－它速度快，功能强大的通讯方案，并且具有操作简便的硬件和。但是还有更多特点：

　　SIMATIC S7-200 Micro PLC具有统一的模块化设计－目前不是很大，但是未来不可的定制解决方案。这一切都使得SIMATIC S7-200 Micro PLC

　　在一个紧凑的性能范围内为自动化控制提供一个非常有效和经济的解决方案SIMATIC S7-200的应用领域从更换继电器和器一直扩展到在单机

　　网络以及分布式配置中更复杂的自动化任务。

       S7-200也越来越多地提供了对以前曾由于经济原因而的特殊电子设备的地区的进入SIMATIC S7

　　-200发挥统一而经济的解决方案。整个的系列特点强大的性能，***模块化和开放式通讯。结构紧凑小巧－狭小空间处任何应用的选择在

　　所有CPU型号中的基本和功能，大容量程序和数据存储器杰出的实时响应－在任何时候均可对整个进行完全控制，从而了、效率

　　和性易于使用STEP 7-Micro/WIN工程－初学者和*的选择集成的 R-S 485接口或者作为总线使用极其快速和准确的操作顺序和

　　控制,通过时间中断完整控制对时间要求严格的流程S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用.S7-200系列PLC主要有6

　　种扩展单元，它本身没有CPU，只能与基本单元相连接使用，用于扩展I/O点数.PLC在正式运行时，不需要编程器。编程器主要用来进行用户程序

　　的编制、存储和等，并将用户程序送入PLC中，在调试中，进行监控和故障检测。S7-200系列PLC可采用多种编程器，一般可分为简易型

　　和智能型。