怎樣進行PLC控制伺服電機準確定位？

為了消除電機的低頻振蕩，提高分辨率，采用了步進電機細分驅動器，驅動步距角為0.9°/1.8°，脈沖細分數設定為4。為保證速度和定位精度要求，步進電機運行一般要經歷三個過程，即啟動加速、恒速運行和接近定位點時的減速運行。為了維護步進電機以及驅動設備，要求驅動脈沖頻率也線性增大，所以，本定位控制系統采用多管線操作，控制電機的運行過程。設直線導軌起始位置在A點，現欲從A點移至D點，其中AD=100 mm。定位精度只與步進電機脈沖當量有關，取脈沖當量為0.11 mm/脈沖，則需要900個脈沖完成定位。步進電機運行過程中，要從A點加速到B點后恒速運行，又從C點開始減速到D點完成定位過程用200個脈沖完成升頻加速，500個脈沖恒速運行，200個脈沖完成降頻減速。

因此確定PTO為3段脈沖管線(AB，BC，CD)。設最大脈沖頻率為1 kHz，將16#A0寫入控制字節SMB67，允許多段PTO脈沖輸出，時基為μs級，建立3段脈沖的包絡表并對各段參數分別設置，給定段的周期增量按下式計算：

給定段的周期增量=(該段結束時的周期值-該段初始的周期值)/該段脈沖數

這種控制方式屬于對步進電機的一種開環控制，其優點是結構簡單、成本低、定位準確、易于實現等。

2.3 控制系統在設計與實施過程中的注意事項

(1)PLC類型的選擇。首先，PLC必須是可以輸出高速脈沖的晶體管輸出形式。其次，PLC輸出最高脈沖頻率大小必須滿足控制要求。

(2)步進電機脈沖細分驅動器的選擇及參數設置。

(3)步進電動機的選擇。首先考慮的是步進電動機的類型選擇，其次才是品種選擇，根據系統要求，確定步進電動機的電壓值、電流值以及有無定位轉矩和使用螺栓機構的定位裝置，從而就可以確定步進電動機的相數和拍數。在進行步進電動機的品種選擇時，要綜合考慮速比i、軸向力F、負載轉矩Ti、額定轉矩TN和運行頻率fy，以確定步進電機的具體規格和控制裝置。

(4)脈沖當量的計算。

3 利用PLC的其他方式實現的準確定位

3.1 利用PLC的PID指令及軟、硬件配合實現準確定位

例如在氣缸精確定位控制系統中，由PLC、電磁閥、光柵尺、氣缸組成一個閉環控制系統。其中PLC作為控制運算中心，光柵尺作為檢測裝置檢測氣缸活塞移動量，并將檢測結果通過PLC的模擬量輸入端子反饋到PLC內部，與設定值比較，并進行PID調節，PID運算結果通過PLC的繼電器輸出接口驅動交流或直流電磁閥，由電磁閥的開關改變氣缸活塞移動的流量，使氣缸準確運動到目標位置，達到準確定位的目的。

3.2 利用PLC的EM253模塊實現的準確定位

EM253位控模塊是S7-200的特殊功能模塊，它能夠產生脈沖串，用于步進電機和伺服電機的速度和位置開環控制。它與S7-200系列PLC通過擴展的I/O總線通訊。它帶有八個數字輸出，在I/O的組態中作為智能模塊，可提供單軸、開環移動控制所需要的功能和性能。提供高速控制，12～200 000脈沖/s。STEP7-Micro/WIN為位置控制模塊的組態和編程提供了位置控制向導，可以生成組態/包絡表和位置控制指令，配置EM253的運動參數、運動軌跡包絡等。

4 結語

實踐證明，本文提出的由PLC、旋轉編碼器、伺服電機等組成的準確定位控制系統具有結構簡單、性價比高、易于實現等優點，可廣泛地應用于工業生產及軍事領域。如板材的精確定長切割、軍用雷達定位系統，絲網印刷機停機控制、以及在數控機床、物料計量、送膜包裝等用異步電機或步進電機實現的定位控制領域有一定的實用和參考價值。