PLC使用脈沖方式控制伺服電機

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，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達到幾千轉，由于伺服都是閉環(huán)的，速度非常穩(wěn)定。轉矩控制主要是 控制伺服電機的輸出轉矩，同樣是因為伺服電機的響應快。應用以上兩種控制，可以把伺服驅動器當成變頻器，一般都是用模擬量控制。

伺服電機最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。

伺服驅動器通過接收的脈沖頻率和數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個脈沖轉一圈。如果PLC在一分鐘內發(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的晶體管輸出是最常用的方式，一般是低端PLC采用這種方式。而中高端PLC是通過通訊的方式把脈沖的個數和頻率傳遞給伺服驅動器，比如Profibus-DP CANopen，MECHATROLINK-II，EtherCAT等等。這兩種方式只是實現的渠道不一樣，實質是一樣的，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。但實質是一樣的，比如要控制伺服走一個絕對定位，我們就需要控制PLC的輸出通道，脈沖數，脈沖頻率，加減速時間，以及需要知道伺服驅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的讀取，只是不同PLC實現方法不一樣。

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)行器件可快速實現高精度控制系統(tǒng)的構建。

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相領先于B相90°，則電機正向運行；若B相領先于A相90°，則電機反向運行。

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

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。