西门子PLC控制伺服电机转速

时间：2018-08-20

作者：湖南双银科技有限公司

西门子PLC控制伺服电机转速

1.引言

伺服电机在自动控制系统中用作执行元件，它将接收到的控制信号转换为轴的角位移或角速度输出。通常的控制方式有三种：

①通讯方式，利用RS232或RS485方式与上位机进行通讯，实现控制;

②模拟量控制方式，利用模拟量的大小和极性来控制电机的转速和方向;

③差分信号控制方式，利用差分信号的频率来控制电机速度。

简单、方便的实现对伺服电机转速的精确控制是工业控制领域内的一个期望目标，本文主要研究如何利用plc输出的模拟量实现对伺服电机的速度较为精准的控制。

2.控制系统电路

控制装置选用西门子S7-200系列PLC CPU224XPCN，这种型号的PLC除了带有输入输出点外。还有1个模拟量输入点和1个模拟量输出点，这一型号PLC所具有的模拟量模块，能够满足控制伺服电机的需要。

触摸屏选用西门子触摸屏。

触摸屏是人机对话接口，较初的指令信息要从这里输入。输入的信息通过通讯端口传送到PLC。经运算后，PLC输出模拟量，并连接到伺服控制器的模拟量输入端口。伺服控制器对接收到的模拟量进行内部运算，而后驱动伺服电机达到相应的转速。伺服电机通过测速元件将转速信息反馈到伺服控制器，形成闭环系统，实现转速稳定的效果。

3.控制过程

在触摸屏中设置一个对话框，可输入4位数值，然后将此对话框中的数据属性设置成对应PLC中的整形变量数据(如VW310)。目的是当在对话框中输人数值后，电机就能够达到与该数值相同的速度。

PLC输出的模拟量是0～10V，对应的整形数据是0～32000;而伺服电机的输入模拟量是0～l0V。对应的转速是0-6500 RPM。由于这些数值都是理论上的，并且较终希望得到的还是输入值对应上转速即可。因此，模拟量作为中间环节仅做参考。需要重点考虑的还是输入值、整形数据和实际转速。经过直接实测，测试数据如下表所示。

输入值	整形数值	实际转速
500	500	70
2000	2000	360
4000	4000	750
6000	6000	1145

表1 直接实测数值表

由表1可看出，输入值和实际转速相差甚远，而一的办法是通过运算将输入值转换成能对应上实际转速的整形数值。但是还要首先找到较高转速和较低转速对应的数值。通过实验发现，对应关系如表2所示

整形数值	实际转速
2711	500
30854	6000

表2 实测对应数值表

PLC的模拟量输出和伺服电机转速输出都是线性的，可以根据表2的数据列出直线方程组，计算出输入值和整形数值之间的关系。

2711=500×a+b

30854=600×a+b

解得：a=5117;b=152

设实际转速为x，整形数值为y;那么关系方程为：y=5117×x+152

通过PLC。实现则需妻用到数字运算指令，具体如表2所示

表2数字运算指令实现对应关系

运算后，将数据直接传送到模拟量输出口就完成了转换工作(由于输出口不接受双字数据;所以仅传字数据，VB2232即可)。如表3所示

表3模拟量输出口传送指令

这样.就基本上完成了从对话框输入速度值，经过PLC运算后输出模拟量。伺服控制器接收到模拟量驱动伺服电机，伺服电机的转速等于输入速度值的过程。通过经过实际检验，测得输入值、整形数值、实际转速如表3。

输入值	运算后数值	实际转速
500	2711	500
1000	5296	999
2000	10386	1998
3000	15503	3000
4000	20620	4002
5000	25737	5001
6000	30854	6000

表3　运算后的实测数值表

4.结束语

本文提出了一种利用西门子200系列PLC所配备的模拟量输出模块，控制伺服电机的方法，方法简单，易于实现，且能够满足转速精度为±3 RPM的工作要求。

词条
词条说明
西门子V20接口模块
6SL3255-0VA00-4BA 6SL3255-0VA00-4BA1 SINAMICS V20 BOP 尺寸:76x85x30(WxHxD) 上海励辉自动化科技有限公司凭借雄厚的技术实力及多年从事 SIEMENS 产品的销售经验，本公司主要是通过电子商务经营大众消费品，消费品行业所有**品牌产品等。本公司秉承“顾客至上，锐意进取”的经营理念，坚持“客户**”的原则为广大客户提供优质的服务
西门子S7-200 SMART EM AQ04
西门子S7-200 SMART EM AQ04 西门子S7-200 SMART EM AQ04，全新的S7-200 SMART 带来两种不同类型的CPU 模块，标准型和经济型，*满足不**业、不同客户、不同设备的各种需求。标准型作为可扩展CPU 模块，可满足对I/O规模有较大需求，逻辑控制较为复杂的应用；而经济型CPU
西门子s7-1200模拟器6ES7274-1XA30-0XA0
西门子s7-1200模拟器6ES7274-1XA30-0XA0 西门子s7-1200模拟器6ES7274-1XA30-0XA0 西门子产品S7-1200主要由CPU模块(简称为CPU)、信号板、信号模块、通信模块和编程软件组成，各种模块安装在标准导轨上。S7-1200的硬件组成具有高度的灵活性，用户可以根据自身需求确定plc的结构，系统扩展十分方便。 1、CP
西门子S7-200 SMART
西门子S7-200 SMART，EM AR04 西门子S7-200 SMART，EM AR04另一个亮点是针对Sinamics G驱动产品系列的向导指引型验收测试。结合支持Simatic S7-1500高级控制器的CPU新技术，采用2D到4D运动学的操作功能现在可以在TIA博途中轻松地进行编程、模拟和调试，譬如Cartesian龙门架、卷取机、Scara机器人和Delta拾取机器人等。