摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)為推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力的提升發(fā)揮重大作用，PLC作為一種新興的工業(yè)生產(chǎn)管理技術(shù)，集合了微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制以及通訊技術(shù)等于一體的新型工業(yè)控制系統(tǒng)，在提高工業(yè)產(chǎn)值、提升效率方面發(fā)揮了重要作用，本文基于PLC的伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行基礎(chǔ)，對(duì)其單雙電機(jī)的電控功能展開研究，以便為PLC伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用提供參考建議。

關(guān)鍵字：PLC;伺服電機(jī);運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)速度的加快，產(chǎn)品制造工藝不斷提升，對(duì)于產(chǎn)品的工藝精度要求也越來(lái)越高，目前，在很多工業(yè)制造企業(yè)中，已經(jīng)開始大面積上線工藝系統(tǒng)，但是受制于行業(yè)的發(fā)展，企業(yè)精益化水平以及相關(guān)技術(shù)人才培養(yǎng)等缺陷，很多系統(tǒng)實(shí)施效果并不理想，在生產(chǎn)制造領(lǐng)域，未能提高工序的效率，例如有些企業(yè)運(yùn)用步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，在看似提升了系統(tǒng)集成水平，但是在產(chǎn)出上，不僅精度無(wú)法滿足要求，而且很容易產(chǎn)生生產(chǎn)失步的情況，為了有效解決這類工業(yè)生產(chǎn)困境，伺服電機(jī)控制系統(tǒng)，依靠其高精確度和強(qiáng)抗過(guò)載性，使得生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)更加平穩(wěn)，帶來(lái)明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此，基于PLC的伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究對(duì)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)制造和成本管控具有重要的價(jià)值。

1 PLC伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)模式

在PLC伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)上，為了使其發(fā)揮出正常的功能，以此為目的提高工業(yè)產(chǎn)能，需要在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先需要對(duì)系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行確認(rèn)，了解其參數(shù)要求，其中對(duì)于EC20系列中關(guān)于PLC系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)的A/D以及I/O的延伸模塊時(shí)重要環(huán)節(jié)，同時(shí)注意發(fā)揮出其人機(jī)界面的工程學(xué)使用需求。通常情況下，在工業(yè)企業(yè)中，當(dāng)PLC技術(shù)被應(yīng)用到伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中去時(shí)，會(huì)以脈沖量與模擬量作為生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過(guò)程管控的主要參照指標(biāo)，來(lái)實(shí)現(xiàn)快速定位和對(duì)電機(jī)進(jìn)行限速的目的。在限制速度方面，則應(yīng)當(dāng)按照比例輸出模擬的速度參數(shù)，并通過(guò)PLC技術(shù)對(duì)D/A的功能模塊進(jìn)行設(shè)置，使系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息能夠及時(shí)準(zhǔn)確的被處理和轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到電壓輸出值能夠準(zhǔn)確的被輸入到電機(jī)的伺服功能模塊中去的目的，滿足設(shè)備速度的要求。通常，為了實(shí)現(xiàn)的對(duì)電機(jī)運(yùn)行區(qū)域的信息數(shù)據(jù)掌控，還會(huì)通過(guò)系統(tǒng)對(duì)伺服電機(jī)中的脈沖數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，掌握其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，以便實(shí)現(xiàn)順利轉(zhuǎn)化的目標(biāo)，當(dāng)然，在實(shí)際的控制模式運(yùn)行中，其所需要的I/O功能模塊的數(shù)量是非常大的。

對(duì)于伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模塊來(lái)說(shuō)，其定位和滿足速度的要求并不是特別困難，真正的挑戰(zhàn)在于限制管控，具體的來(lái)講，當(dāng)伺服功能接收了脈沖的數(shù)據(jù)指令之后，將會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的處理，完成指令中對(duì)于電壓與電流的輸出要求，實(shí)現(xiàn)以最合適的電能驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)，并借助伺服系統(tǒng)的推動(dòng)作用，對(duì)脈沖的數(shù)量和頻率加以影響，從而實(shí)現(xiàn)在對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和數(shù)量進(jìn)行控制的目的。事實(shí)上，基于PLC的集成功能，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)PLC與電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率和繞線之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，對(duì)脈沖信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，完成雙機(jī)的有效配合，這個(gè)流程在系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)是相對(duì)比較簡(jiǎn)單的，但是在實(shí)施閉環(huán)的管控時(shí)，需要精準(zhǔn)的計(jì)算出脈沖在電機(jī)端的情況，從而準(zhǔn)確掌握電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

2 基于PLC的伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)研究

2.1 單電機(jī)的科學(xué)管控

在PLC控制系統(tǒng)中，只需要通過(guò)其單方位的管控命令，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單電機(jī)的有效管控，涉及到的PLC應(yīng)用技術(shù)包括PLSV/DRVI以及PDRVA等多種執(zhí)行命令，其中PLSV是變速指令型運(yùn)行命令，該命令的特點(diǎn)是會(huì)隨著時(shí)間的變化，其命令速度也會(huì)做出相應(yīng)的變化，是一種便捷的管理控制命令，但是該命令沒(méi)有定位的功能，因此無(wú)法對(duì)工序進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)控。DRVI命令則主要以方位的管控為主要功能，能夠在運(yùn)行的過(guò)程中實(shí)施準(zhǔn)確的定位，但是，使用DRVA命令對(duì)程序方位進(jìn)行管控時(shí)，電機(jī)的速度也會(huì)不變發(fā)生著改變，當(dāng)方位明確之后，電機(jī)在這個(gè)過(guò)程中將會(huì)立即暫停運(yùn)行，直到系統(tǒng)下一個(gè)指令發(fā)出之后才會(huì)重啟。

基于以上兩種命令的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)實(shí)施PLC系統(tǒng)時(shí)，一般會(huì)選擇以PLSV為主要控制命令，該命令的主要功能是有效控制系統(tǒng)模塊的平穩(wěn)運(yùn)行，確保設(shè)備能夠穩(wěn)定，另外的兩個(gè)命令對(duì)系統(tǒng)的執(zhí)行和運(yùn)轉(zhuǎn)起到輔助的作用，當(dāng)設(shè)備處于暫停的狀態(tài)時(shí)，電機(jī)將會(huì)獲得明確的方位和調(diào)控指令，并對(duì)其做出回應(yīng)，在系統(tǒng)對(duì)于各功能模塊進(jìn)行有效掌控之后，便能夠讓有效的管控功能得以順利實(shí)現(xiàn)，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：一是設(shè)施設(shè)備的運(yùn)行需要科學(xué)的系統(tǒng)支持，來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行管控，即在系統(tǒng)開啟之后，通過(guò)不同的設(shè)備按鈕，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的準(zhǔn)確定位和對(duì)應(yīng)的操作，如當(dāng)按下指定按鈕后，設(shè)備準(zhǔn)確操作繞點(diǎn)定位，隨后開始暫停，等待進(jìn)一步指令，當(dāng)?shù)诙伟聪掳粹o式，此時(shí)電機(jī)在繞點(diǎn)和終點(diǎn)之間來(lái)回進(jìn)行往返操作運(yùn)動(dòng)，而當(dāng)操作人員迅速按下按鈕時(shí)，電機(jī)將會(huì)緩慢暫停。當(dāng)設(shè)備需要再次啟動(dòng)時(shí)，則只要二次按下相應(yīng)的按鈕即可，在設(shè)備系統(tǒng)處于暫?；蛘咄Ｖ沟臓顟B(tài)時(shí)，只需要通過(guò)延長(zhǎng)按壓按鈕的時(shí)間便可以使電機(jī)得以復(fù)位，回歸到初始狀態(tài)的位置。第二，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)控。在操控系統(tǒng)設(shè)備時(shí)，通過(guò)不同的按鈕之間的切換，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)點(diǎn)動(dòng)的有效管理。在PLC系統(tǒng)編輯中，需要提前就定位階段的速度、起點(diǎn)與終點(diǎn)位置脈沖數(shù)據(jù)等加以設(shè)置，并于伺服功能模塊中的脈沖數(shù)據(jù)緊密融合，以達(dá)到相應(yīng)的目標(biāo)。

2.2 雙電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制的有效管控

雙電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的核心是對(duì)I/O的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行管理，以提高其數(shù)量，在PLC系統(tǒng)功能模塊中，由于其接口數(shù)量不足，必須采用拓展的功能模塊，在科學(xué)地運(yùn)行旋鈕變阻器的同時(shí)，通過(guò)合理控制點(diǎn)壓的方式，完成對(duì)電機(jī)運(yùn)行速度的控制。而對(duì)于PLC系統(tǒng)功能模塊中，對(duì)模擬器的處理難以實(shí)現(xiàn)的情況，可以利用A/D轉(zhuǎn)換的能夠模塊加以處理來(lái)實(shí)現(xiàn)，使變阻器中的電壓數(shù)據(jù)能夠得到有效的轉(zhuǎn)化，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)參數(shù)的合理輸出。

事實(shí)上，在雙電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，通過(guò)科學(xué)合理的操作，是能夠發(fā)揮出轉(zhuǎn)向的作用的，讓整體的運(yùn)行效率變得更高。

3 結(jié)論

通過(guò)系統(tǒng)功能的分析，可以發(fā)現(xiàn)，基于PLC的伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究是工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)控制程序中關(guān)鍵的研究?jī)?nèi)容，需要應(yīng)用多種專業(yè)知識(shí)進(jìn)行集成，在認(rèn)真設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上加強(qiáng)對(duì)環(huán)節(jié)控制的研究，使其系統(tǒng)功能能夠高效運(yùn)轉(zhuǎn)和協(xié)同，對(duì)于提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)制造成本具有重要的意義，本文基于PLC伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)控制研究，在伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和PLC相關(guān)擴(kuò)展功能上加以延伸和分析，明確了對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)方向，尤其在控制技術(shù)、單雙電機(jī)速度匹配及系統(tǒng)的啟動(dòng)與停止控制方面進(jìn)行重點(diǎn)研究分析，對(duì)各模塊的功能擴(kuò)展，以及問(wèn)題的優(yōu)化方向展開探討，總體來(lái)看，對(duì)于伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用還需要在實(shí)際的場(chǎng)景中加以優(yōu)化，提升系統(tǒng)融合能力和模塊功能擴(kuò)展的可行性。

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作者簡(jiǎn)介：吳宗（1984.12-），男，湖南湘潭，中級(jí)工程師，本科，研究方向：工業(yè)自動(dòng)化、智能制造。

校級(jí)科研項(xiàng)目：基于球頭拉桿自動(dòng)上料裝置的關(guān)鍵技術(shù)研究（編號(hào)2019KQ14）