利用PLC模拟量控制伺服电机转速

科技信息 。机械与电子o ·SCIENCE＆TECHNOLOGY INFORMATION 2008年 第7期 利用PLC模拟量控制伺服电机转速 苗 涛 1I 曹云东 ’ (1．沈阳工业大学电气工程学院 辽宁 沈阳 110023；2．沈阳芯源微 电子设备有限公 司 辽宁 沈 阳 110168) 【摘 要】利用西门子PLC输出的模拟量、伺服控制器完成了对伺服电机转速精准的控制。提高了系统控制的可靠性和精确度。满足了工 业现场的需要 【关键词】伺服系统；PLC；模拟量 【Abstract]The accurate control of rotate speed of servo—motor is performed by taking advantage of the analog output of Siemens PLC and servo— controller．It increases the reliability and accuracy of the system control and satisfies the needs of industrial field． ． 【Key words]servo system PLC analog 1．引言 伺服电机在 自动控制系统中用作执行元件，它将接收到的控制信 号转换为轴的角位移或角速度输出。通常的控制方式有三种：1．通讯 方式，利用RS232或 RS485方式与上位机进行通讯，实现控制；2．模拟 量控制方式，利用模拟量的大小和极性来控制电机的转速和方向；3． 差分信号控制方式，利用差分信号的频率来控制电机速度。简单、方便 的实现对伺服电机转速的精确控制是工业控制领域内的一个期望目 标，本文主要研究如何利用PLC输出的模拟量实现对伺服电机的速 度较为精准的控制。 2．控制系统 电路 控制装 置选用西门子 S7—200系列 PLC CPU224XPCN．这种型号 的PLC除了带有输入输出点外，还有 1个模拟量输入点和 1个模拟 量输出点，这一型号PLC所具有的模拟量模块 ，能够满足控制伺服电 机 的需要 。 触摸屏选用富士 7．7寸触摸屏 ．型号为 UG330H—SS。 具体控制 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 如图 l所示，触摸屏是人机对话接口，最初的指令 信息要从这里输入。输入的信息通过通讯端口传送到PLC。经运算后， PLC输出模拟量，并连接到伺服控制器的模拟量输入端口。伺服控制 器对接收到的模拟量进行内部运算，而后驱动伺服电机达到相应的转 速。伺服电机通过测速元件将转速信息反馈到伺服控制器，形成闭环 系统，实现转速稳定的效果。 图 1 控制方案 方案中的伺服电机， 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 工作转速范围为500～6000RPM，精度要 求为±3 RPM。 3．控制过程 在触摸屏中设置一个对话框，可输入 4位数值，然后将此对话框 中的数据属性设置成对应 PLC中的整形变量数据(如 VW310)。 目的 是当在对话框中输人数值后，电机就能够达到与该数值相同的速度。 PLC输出的模拟量是0～10V，对应的整形数据是 0～32000；而伺 服电机的输入模拟量是 0～10V，对应的转速是0～6500 RPM。由于这些 数值都是理论上的，并且最终希望得到的还是输入值对应上转速即 可。因此，模拟量作为中间环节仅做参考。 需要重点考虑的还是输入值、整形数据和实际转速。经过直接实 测 ，测试数据如表 l所示。 表 1 直接实测数值 表 输入值 整形数值 实际转速 5o0 5o0 70 20o0 20o0 36o 40o0 40o0 750 60o0 6o0O l145 由表一可看出，输入值和实际转速相差甚远．而唯一的办法是通 过运算将输入值转换成能对应上实际转速的整形数值。但是还要首先 找到最高转速和最低转速对应的数值。通过实验发现，对应关系如表 二所示 表 2 实测对应数值 表 整形数值 实际转速 27ll 5o0 30854 6Oo0 PLC的模拟量输出和伺服电机转速输出都是线性的，可以根据表 2的数据列出直线方程组．计算出输入值和整形数值之间的关系。 2711 = ：5 竺b解得 设实际转速为 x，整形数值为Y；那么关系方程为： y=5 1 17xx+152 通过PLC实现则需要用到数字运算指令，具体如图四所示 图2 数字运算指令实现对应关系 运算后，将数据直接传送到模拟量输出口就完成了转换工作(由于 输出口不接受双字数据，所以仅传字数据VB2232即可)。如图3所示 1 图3 模拟■输出口传送指令 这样，就基本上完成了从对话框输入速度值，经过 PLC运算后输 出模拟量．伺服控制器接收到模拟量驱动伺服电机 ，伺服电机的转速 等于输入速度值的过程。通过经过实际检验，测得输入值、整形数值、 实际转 速如表 表3 运算后的实测数值表 输入值 运算后数值 实际转速 5o0 27l1 5o0 10o0 5269 999 (下转第 104页) 维普资讯 http://www.cqvip.com 科技信息 0建筑与工程O SCIENCE＆TECHNOLOGY INFORMATION 2008年 第7期 售票厅 、联检大厅 26—28 40—65 10 0．25 售票室 25—27 40-65 25 0．25 国际候车室 25—27 40-65 20 0．25 3-3空调负荷计算及节能设计 在方案设计或初步设计阶段．空调设计一般可根据《全国民用建 筑工程设计技术措施．暖通动力》(2o03)书中冷负荷估算指标，按建筑 面积计算空调负荷：按功能分区配备机组。在施工图设计阶段必须按 《公共建筑节能设计标准》的有关要求，进行热负荷和逐项逐时的冷负 荷计算。站房空气调节区的夏季计算得热量主要由下列各项组成：通 过围护结构传人的热量；通过外窗进入的太阳辐射热量；人体散热量； 室内照明设备及其他内部热源的散热量；渗透空气带人的热量(含人 员所需新风量)。冷负荷计算时，房间所需新风负荷占冷负荷比例较大 且不易确定．计算时一般按人均面积指标换算确定。 3．4空调机组系统组合 大中型车站或办公楼、商住楼．一般一至三层为公共场所，而房间 分隔按使用的功能分成若干分区，如车站，按使用功能分成广厅、多功 能商业服务区、售票区、行包区、客运管理和驻站单位办公区、候车区。 候车区又分普通候车厅、母婴候车室、贵宾软席候车室等。空调的启用 时间也不尽相同．根据这些不同的功能分区及使用时间的要求，可以 有不同的系统组合．常用的有： (1)风管送风式空调(热泵机组)，机组有商用吊顶式空气处理机 组．配合候车室或商场的装修。室内机可以装在房间吊顶内，根据送风 的要求．可选用高静压型、标准型和低静压型。风管可接多个散流器或 百叶风口，并且回风管可接一个回风箱，配新风口、回风口等附件。根 据需要。调节新风调节阀，配送新风。在过渡季，可开全新风口，进入风 扇模式，使室内通风换气。一般。大机组的制冷量可以做到 13Okw，按 200～250W／rd估算．一台机组空调面积达650～520 rd。 (2)智能多联空调机组 智能多联空调机组．采用一个主机带多款室内机．室内机根据房 屋分区及装修的风格不同．可采取多种形式，常配有天井式室内机、柜 式机、挂壁式机。也可配前面提到的风管送风式空调机，目前机组可做 到一机带 16台室内机。机组设有智能化控制系统，具有故障自检功 能，能迅速显示故障的位置。智能多联空调机组的许多末端产品都配 备排水泵，冷凝水可得到有效的排放 3．5空调在设计、施工时应注意的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ： 3．5．1设计时应 注意的问题 广西铁路站房。地处南方。空调使用时间主要在夏秋季．设计应充 分考虑在过度季利用站房自然通风或配备机械通风排气系统，以达到 室内降温，提高空气品质，节能降耗的效果。铁路旅客人流量，具有时 段性，设计空调负荷，应注意实际调查和统计。 设计室内机组时。应充分考虑建筑装修吊顶的层高及大玻璃幕墙 的传热，合理组织室内气流，选择机型和出风口形式．保证室内气流组 织合理。空调温度场均匀，避免出现死角。 由于空间高度的限制，凝结水管的坡度有时难以保证，室内机组 应尽量设置在靠墙一侧．以便敷设排水管．冷凝水有组织的排放。 3．5．2施工中应注意的问题 室外机的安装 。既要不影响建筑物的美观，还要注意集中安置室 外机对周围气流产生的影响，尽量避免因室外热气流引起的温度随楼 层升高而形成的温度场对空调效率的影响，尽量避免室外机外设置不 必要的遮挡，有时在凹陷式露台设置室外机组，加装百叶窗，应当设置 必要的导流措施，避免排气回流．影响空调效果。布置在屋顶时。宜敞 开布置，布置在后面阳台时，应避开消防登高位。 4．结束语 商用中央空调制冷剂系统形式简单，施工维修方便，适用于中型 规模的空调场合。年度综合费用，风冷系统低于水冷系统，且能获得冷 热两用的功能。空调的系统形式很多．设置时应进行多方案技术经济 比较。设计选用时还应考虑设备维修保养方便、环保、计量与收费、设 备与建筑立面美观协调等因素，以求达到最佳的设置 【参考文献】 [1]公共建筑节能设计标准、(GB50189—2005)． [2]铁路旅客车站建筑设计规范．(GB50226-2007) [3]铁路房屋暖通空调设计标准、(TB10056—98)． (上接第 79页JWeb Service方案实现了一个大型的电子商务平台。实 践证明，这种基于Web Service的方式可以满足信息集成的要求 ，体现 了松散耦合的特点。面向服务的架构可以解决原来企业应用集成的问 题．为企业的业务流程的变更提供了很好的灵活性 ，为企业未来业务 的发展提供了良好的环境。e 【参考文献】 [1]Adam Fmer~．n，Allen Jones．．Net XML web服务程序设计[M]．北京：清华大学 出版杜．2003．63．75． [2]DavidAChappeU,TylerJewel1．JavaWeb服务 [M】．北 京：中国电力 出版社， [责任编辑：田瑞鑫】 2003．23．41． [3]柴晓路．web服务架构与开放互操作技术[M】．北京：清华大学版杜，20O2、107— 1l】、 [4]杨青怀，进鹏，徐枞巍．基于SAML的协同电子商务安全服务系统团．计算机工 程与应用，2002。38(14)：228．231． [5]苏斌、社区数字化系统设计与工程实施[M】．北京：清华大学出版社，2003．15— 27、 [6]李平均，景辉，刘浏．基于Extranet的虚拟商务杜区管理框架设计团．计算机工 程与设计．2005，26(10)：277卜2774． (上接第82页J 2O00 l0386 l998 3O00 l5503 3O00 4000 2O620 4oO2 5O00 25737 5o0l 6O00 30854 6000 4．结束语 本文提出了一种利用西门子 200系列PLC所配备的模拟量输出 模块，控制伺服电机的方法，方法简单，易于实现，且能够满足转速精 度为±3 RPM的工作要求。 104 [责任编辑：翟成梁】 【参考文献l [1]曲素荣，索娜．电机及电力拖动[M】．成都：西南交通大学出版社，2004． [2】s7—2oo可编程序控制器系统手册[z】．北京西门子培训中心，2004． [3】王成元，周美文，郭庆鼎．矢量控制交流伺服驱动电动机[M】．北京：机械工业 出版社，1994． [4】胡学林．可编程序控制器教程[M】．北京：电子工业出版杜，2003． 作者简介：苗涛(1972一)，男，电气工程师，在职工程硕士，主要从事工业设 备 电气 自动化控 制方面工作。 曹云东(1963一)男，教授，博士生导师，主要研究方向为现代电器设计理论 及应用。电器智能化。 [责任编辑：田瑞鑫】 维普资讯 http://www.cqvip.com