PLC是怎么控制伺服電機的？

在回答這個問題之前，首先要清楚伺服電機的用途，相對于普通的電機來說，伺服電機主要用于精確定位，因此大家通常所說的控制伺服，其實就是對伺服電機的位置控制。其實，伺服電機還用另外兩種工作模式，那就是速度控制和轉(zhuǎn)矩控制，不過應用比較少而已。

速度控制一般都是有變頻器實現(xiàn)，用伺服電機做速度控制，一般是用于快速加減速或是速度精準控制的場合，因為相對于變頻器，伺服電機可以在幾毫米內(nèi)達到幾千轉(zhuǎn)，由于伺服都是閉環(huán)的，速度非常穩(wěn)定。轉(zhuǎn)矩控制主要是 控制伺服電機的輸出轉(zhuǎn)矩，同樣是因為伺服電機的響應快。應用以上兩種控制，可以把伺服驅(qū)動器當成變頻器，一般都是用模擬量控制。

伺服電機主要的應用還是定位控制，位置控制有兩個物理量需要控制，那就是速度和位置，確切的說，就是控制伺服電機以多快的速度到達什么地方，并準確的停下。

伺服驅(qū)動器通過接收的脈沖頻率和數(shù)量來控制伺服電機運行的距離和速度。比如，我們約定伺服電機每10000個脈沖轉(zhuǎn)一圈。如果PLC在一分鐘內(nèi)發(fā)送10000個脈沖，那么伺服電機就以1r/min的速度走完一圈，如果在一秒鐘內(nèi)發(fā)送10000個脈沖，那么伺服電機就以60r/min的速度走完一圈。

所以，PLC是通過控制發(fā)送的脈沖來控制伺服電機的，用物理方式發(fā)送脈沖，也就是使用PLC的晶體管輸出是zui常用的方式，一般是低端PLC采用這種方式。而中PLC是通過通訊的方式把脈沖的個數(shù)和頻率傳遞給伺服驅(qū)動器，比如Profibus-DP CANopen，MECHATROLINK-II，EtherCAT等等。這兩種方式只是實現(xiàn)的渠道不一樣，實質(zhì)是一樣的，對我們編程來說，也是一樣的。這也就是我想跟大家說的，要學習原理，觸類旁通，而不是為了學習而學習。

對于程序編寫，這個差別很大，日系PLC是采用指令的方式，而歐系PLC是采用功能塊的形式。但實質(zhì)是一樣的，比如要控制伺服走一個定位，我們就需要控制PLC的輸出通道，脈沖數(shù)，脈沖頻率，加減速時間，以及需要知道伺服驅(qū)動器什么時候定位完成，是否碰到限位等等。無論哪種PLC，無非就是對這幾個物理量的控制和運動參數(shù)的讀取，只是不同PLC實現(xiàn)方法不一樣。

PLC使用脈沖方式控制伺服電機

在自動化項目開發(fā)的過程中，進行一些高精度的定位控制。選用伺服電機作為執(zhí)行器件可快速實現(xiàn)高精度控制系統(tǒng)的構(gòu)建。

伺服電機作為常用的控制電機，其控制方式已變得多樣。如使用脈沖控制，模擬量控制，總線控制等。在一般的常規(guī)運用中，使用脈沖控制方式依然是很多人喜歡的選用方式。使用脈沖方式控制伺服電機典型控制接線圖如下：

PLC與伺服電機控制接線圖

PLC使用高速脈沖輸出端口，向伺服電機的脈沖輸入端口發(fā)送運行脈沖信號。伺服電機使能后，PLC向伺服電機發(fā)送運行脈沖，伺服電機即可運行。針對伺服脈沖輸入端口的接線方式，可以依照PLC側(cè)輸出端口的方式，進行如下處理：

高速脈沖接線方式

方式1，若PLC信號為差分方式輸出，則可以使用方式1，其優(yōu)點信號抗干擾能力強，可進行遠距離傳輸。若驅(qū)動器與PLC之間的距離較遠，則推薦使用此種方式。

方式2，PLC側(cè)采用漏型輸出。日系PLC多采用此種方式接線，如三菱。

方式3，PLC側(cè)采用源型輸出。歐系PLC多采用此種方式接線，如西門子。

在控制脈沖的形式上，有如下幾種方式：

控制脈沖形式

主要為，AB相脈沖，脈沖+方向，正反向脈沖。

AB相脈沖：A相與B相脈沖的相位相差90°。若A相*于B相90°，則電機正向運行；若B相*于A相90°，則電機反向運行。

脈沖+方向：脈沖控制電機的運行。通過脈沖數(shù)量實現(xiàn)定位控制，接收脈沖的速度實現(xiàn)電機運行速度的控制。方向信號實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)運行控制。

正反向脈沖：正向運行信號控制電機的正向運行，脈沖數(shù)量控制定位位置，脈沖速度控制定位速度；反向運行信號控制電機的反向運行。

綜合以上三種方式，PLC控制伺服電機的位置由發(fā)送給伺服電機的脈沖量確定，控制伺服電機的速度由發(fā)送給伺服電機的脈沖速度確定。

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