PLC控制伺服电机.docx

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PLC控制伺服电机
第1章 PLC基础知识
PLC简介
PLC的定义
PLC(Programmabl，高级的已发展到触摸式屏幕；除手持式编程器外，大量使用了笔记本电脑和功能强大的编程软件。
目前，为了适应大中型小企业的不同需要，进一步扩大PLC在工业自动化领域的应用范围，PLC正朝着以下两个方向发展：
其一：小型PLC向体积缩小、功能增强、速度加快、价格低廉的方向发展，使之能更加广泛地取代继电器控制。
其二：大中型PLC向大容量、高可靠性、高速度、多功能、网络化的方向发展，使之能对大规模、复杂系统进行综合性的自动控制。
总的趋势是：
(1) 中央处理单元处理速度进一步加快。
(2) 控制系统将分散化。
(3) 可靠性进一步提高。
(4) 控制与管理功能一体化。
PLC的构成
PLC的硬件主要由CPU模块、I/O端口组成。
1) 中央处理单元CPU是PLC的核心，它是运算、控制中心，将完成以下任务：
(1) 接受并存储用户程序和数据。
(2) 诊断工作状态。
(3) 接受输入信号，送入PLC的数据寄存器保存起来。
(4) 读取用户程序，进行解释和执行，完成用户程序中规定的各种操作。
2) PLC中的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器
3） I/O接口模块的作用是将工业现场装置与CPU模块连接起来，包括开关量I/O接口模块、模拟量I/O接口模块、智能I/O接口模块以及外设通讯接口模块等。
图1-1为PLC的硬件组成框图：
编程器
电源
主机
CPU
输出单元
输入单元
外设接口
I/O扩展口
存储器
EPROM
(系统程序)
RAM
(用户程序)
输入信号
输出信号
I/O扩展单元
图1-1
PLC的工作原理
PLC工作过程一般可分为输入采样，程序执行和输出刷新三个主要阶段。PLC按顺序采样所有输入信号并读入到输入映像寄存器中存储，在PLC执行程序时被使用，通过对当前输入输出映像寄存器中的数据进行运算处理，再将其结果写入输出映像寄存器中保存,当PLC刷新输出锁存器时被用作驱动用户设备，至此完成一个扫描周期。PLC的扫描周期一般在100毫秒以内。PLC程序的易修改性，可靠性，通用性，易扩展性，易维护性可和计算机程序相媲美，再加上其体积小，重量轻，安装调试方便，使其设计加工周期大为缩短，维修也方便,还可重复利用。
PLC的循环扫描工作过程见图1-2。
初始化
硬件、内存检查
检查结果正常
扫描周期监视时间预置
执行用户程序
程序结束
扫描周期固定值
有固定值设置
等待知道设定的扫描周期为之止
算出扫描周期
输入触点 输出继电器
输出继电器 输出触点
外设端口服务
NO
无
YES
有
设置各异常继电器
异常或警告
正常
异常
异常
警告
图1-2
第2章 伺服系统
伺服电机种类及结构特点
“伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思。人们想把“伺服机构”当个得心应手的驯服工具，服从控制信号的要求而动作。在讯号来到之前，转子静止不动；讯号来到之后，转子立即转动；当讯号消失，转子能即时自行停转。由于它的“伺服”性能，因此而得名伺服系统。
伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标值(或给定值)的任意变化的自动控制系统。
　　伺服的主要任务是按控制命令的要求，对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制得非常灵活方便。
通常根据伺服驱动器的种类来分类，有电气式、油压式或电气—油压式三种。伺服系统若按功能来分，则有计量伺服和功率伺服系统；模拟伺服和功率伺服系统；位置伺服和加速度伺服系统等。
　　电气式伺服系统根据电气信号可分为DC直流伺服系统和AC交流伺服系统二大类。AC交流伺服系统又有异步电机伺服系统和同步电机伺服系统两种
电气伺服技术应用最广，主要原因是控制方便，灵活，容易获得驱动能源，没有公害污染，维护也比较容易。特别是随着电子技术和计算机软件技术的发展，它为电气伺服技术的发展提供了广阔的前景。
早在70年代，小惯量的伺服直流电动机已经实用化了。到了70年代末期交流伺服系统开始发展，逐步实用化，AC伺服电动机的应用越来越广,并且还有取代DC伺服系统的趋势成为电气伺服系统的主流。
目前交流伺服电动机分为两种：同步型和感应型。
同步型(SM)：采用永磁结构的同步电动机，又称为无刷直流伺服电动机。
其特点：
(1) 无接触换向部件。
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