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PLC使用脈沖方式控制伺服電機

2020-2-10  閱讀(1714)

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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,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(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使用脈沖方式控制伺服電機

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:

 

PLC使用脈沖方式控制伺服電機

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:

 

PLC使用脈沖方式控制伺服電機

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。

 

 

 

 

 

 

 

 

(來源:網(wǎng)絡,版權歸原作者)

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