PLC编程算法 plc控制伺服电机程序实例讲解

　1、开关量也称逻辑量，指仅有两个取值，0或1、ON或OFF。它是最常用的控制，对它进行控制是plc的优势，也是PLC最基本的应用。
　　开关量控制的目的是，根据开关量的当前输入组合与历史的输入顺序，使PLC产生相应的开关量输出，以使系统能按一定的顺序工作。所以，有时也称其为顺序控制。
　　而顺序控制又分为手动、半自动或自动。而采用的控制原则有分散、集中与混合控制三种。
　　2、模拟量是指一些连续变化的物理量，如电压、电流、压力、速度、流量等。
　　PLC是由继电控制引入微处理技术后发展而来的，可方便及可靠地用于开关量控制。由于模拟量可转换成数字量，数字量只是多位的开关量，故经转换后的模拟量，PLC也完全可以可靠的进行处理控制。
　　由于连续的生产过程常有模拟量，所以模拟量控制有时也称过程控制。
　　模拟量多是非电量，而PLC只能处理数字量、电量。所有要实现它们之间的转换要有传感器，把模拟量转换成数电量。如果这一电量不是标准的，还要经过变送器，把非标准的电量变成标准的电信号，如4—20mA、1—5V、0—10V等等。
　　同时还要有模拟量输入单元(A/D)，把这些标准的电信号变换成数字信号;模拟量输出单元(D/A)，以把PLC处理后的数字量变换成模拟量——标准的电信号。
　　所以标准电信号、数字量之间的转换就要用到各种运算。这就需要搞清楚模拟量单元的分辨率以及标准的电信号。例如：
　　PLC模拟单元的分辨率是1/32767，对应的标准电量是0—10V，所要检测的是温度值0—100℃。那么0—32767对应0—100℃的温度值。然后计算出1℃所对应的数字量是327.67。如果想把温度值精确到0.1℃，把327.67/10即可。
　　模拟量控制包括：反馈控制、前馈控制、比例控制、模糊控制等。这些都是PLC内部数字量的计算过程。
　　3、脉冲量是其取值总是不断的在0(低电平)和1(高电平)之间交替变化的数字量。每秒钟脉冲交替变化的次数称为频率。
　　PLC脉冲量的控制目的主要是位置控制、运动控制、轨迹控制等。例如：脉冲数在角度控制中的应用。步进电机驱动器的细分是每圈10000，要求步进电机旋转90度。那么所要动作的脉冲数值=10000/(360/90)=2500。
　　模拟量的计算
　　1、-10—10V。-10V—10V的电压时，在6000分辨率时被转换为F448—0BB8Hex(-3000—3000);12000分辨率时被转换为E890—1770Hex(-6000—6000)。
　　2、 0—10V。0—10V的电压时，在12000分辨率时被转换为0—1770Hex(0—6000);12000分辨率时被转换为0—2EE0Hex(0—12000)。
　　3、 0—20mA。0—20mA的电流时，在6000分辨率时被转换为0—1770Hex(0—6000);12000分辨率时被转换为0—2EE0Hex(0—12000)。
　　4、 4—20mA。4—20mA的电流时，在6000分辨率时被转换为0—1770Hex(0—6000);12000分辨率时被转换为0—2EE0Hex(0—12000)。
　　以上仅做简单的介绍，不同的PLC有不同的分辨率，并且您所测量物理量实现的量程不一样。计算结果可能有一定的差异。
　　注：模拟输入的配线的要求：
　　1、使用屏蔽双绞线，但不连接屏蔽层。
　　2、当一个输入不使用的时候，将V IN 和COM端子短接。
　　3、模拟信号线与电源线隔离 (AC 电源线，高压线等)。
　　4、当电源线上有干扰时，在输入部分和电源单元之间安装一个虑波器。
　　5、确认正确的接线后，首先给CPU单元上电，然后再给负载上电。
　　6、断电时先切断负载的电源，然后再切断CPU的电源。
　　脉冲量的计算
　　脉冲量的控制多用于步进电机、伺服电机的角度控制、距离控制、位置控制等。以下是以步进电机为例来说明各控制方式。
　　1、步进电机的角度控制。首先要明确步进电机的细分数，然后确定步进电机转一圈所需要的总脉冲数。计算“角度百分比=设定角度/360°(即一圈)”“角度动作脉冲数=一圈总脉冲数*角度百分比。”
　　公式为：角度动作脉冲数=一圈总脉冲数*(设定角度/360°)。
　　2、步进电机的距离控制。首先明确步进电机转一圈所需要的总脉冲数。然后确定步进电机滚轮直径，计算滚轮周长。计算每一脉冲运行距离。最后计算设定距离所要运行的脉冲数。
　　公式为：设定距离脉冲数=设定距离/[(滚轮直径*3.14)/一圈总脉冲数]
　　3、步进电机的位置控制就是角度控制与距离控制的综合。
　　以上只是简单的分析步进电机的控制方式，可能与实际有出入，仅供各位同仁参考。
　　4、伺服电机的动作与步进电机的一样，但要考虑伺服电机的内部电子齿轮比与伺服电机的减速比。

设备:
1.永宏plc： FBS-24MCT 1 台
2.GSK 伺服1 套： Di20-M10B（驱动器）/80SJT-M032E（电机）
3.DC24V 开关电源1 个
4.信号线若干
查看驱动器引脚定义并选择控制模式
位置控制模式：查看伺服引脚定义，这里用最少的信号线实现电机转动。

SON：为ON 时，开启伺服使能。当然伺服使能功能可以通过参数来修改，该信号可由参数PA54 设置。
PA54=0：只有当外部输入信号SON 为ON 时，电动机才能被使能；
PA54=1：驱动单元内部强制电动机使能，而不需要外部输入信号SON。
CCW/CW：驱动禁止信号，一般和行程开关配合使用，避免超程，该信号可由参数PA20 设置。
PA20=0：使用驱动禁止功能；
PA20=1：不使用驱动进制功能。
RDY：驱动单元准备好信号，当电机通电励磁时该信号有输出。
位置指令输入信号

这里位置输入信号可以采用差分驱动或者单端驱动接法，由于选用的FBS-24MCT 为集电极开路
输出形式，所以采用单端驱动接法。
伺服驱动单端驱动方式限定外部电源最大电压为25V 时，需要串接一个限流电阻R
依据：Vcc=24V，R=1.3KΩ~2KΩ；Vcc=12V，R=510KΩ~820KΩ；Vcc=5V，R=0；
频率限制为：
PLS/DIR：最高脉冲频率500KHZ
U/D：最高脉冲频率500KHZ
A/B：最高脉冲频率300KHZ
控制线制作
GSK 随机附带一个44 针插座，依据引脚图，把需要的控制信号接线出来。在这里把有可能用到
的信号线都接出来，但是这些信号在伺服控制中并不都是必要的，下图中用蓝色线表示伺服的输出
信号给PLC 的输入，红色表示PLC 的输出给伺服的输入，另外开关电源的正、负分别用红、蓝表示。
1)选取需要的控制信号
38引脚——24V、33引脚——0V

2)伺服同PLC 的接线图
这里从伺服给PLC 的输入信号只取了SRDY，PLC 给伺服的信号有SON、FSTP(CCW)、RSTP(CW)、PULS/SIGN 这几个信号。

伺服调试
取出驱动器、电机，电机至驱动的编码器连接线和电机至驱动的电源线，出厂都已配置好，这里只要按照指示接好即可。
把PLC 至驱动器的控制信号线接好。
1.伺服的手动调试
1)伺服参数设定
GSK 伺服上电之后，可以先采用驱动器本身自带的手动功能，该功能模式下，伺服的转动由驱动器按键来控制，进入PA 参数菜单，设置一下参数：
PA4=3：手动方式，在SR-菜单下操作，用↑、↓键进行加、减速操作。
PA20=1：驱动禁止功能无效，此时只是利用驱动器本身来调试，所以把CCWCW 功能先屏蔽。
PA54=1：驱动单元内部强制电机使能，而不需要外部输入信号SON。
参数设置完成以后，保存后下电。diangon.com
2)手动运行步骤
1.驱动器上电，显示R - 0，是电机运行速度监视窗口。
2.检查PA1 参数是否和使用的电机代码一致。
3.以上2 步都无误后，进入“SR- /SR-RED” 菜单下后，按↑、↓键开始运行电机。
2.PLC 控制运行伺服在手动调试下运行正常，现在进入PLC 的上位控制，该控制中PLC 的从伺服引入的IO 如下：
Input:
SRDY——X2
Output：
PULS-: Y0
SIGN-: Y1
CCW: Y2
CW: Y3
SON: Y4
为了控制方便，这里先把CCWCW 信号使能屏蔽。
1) 伺服参数设置
PA4=0: 位置方式。
PA12：电子齿轮倍频系数（电子齿轮分子），设为2。
PA13: 电子齿轮分频系数（电子齿轮分母），设为1。
PA14=0：位置方式下，脉冲输入模式：脉冲+方向。
PA15=0: 位置指令方向维持原指令方向。
PA20=1: 驱动禁止功能无效（即屏蔽CCW/CW 使能信号）。
PA54=0: 外部SON 使能。
参数修改完毕后，存储后下电，重新上电。
2) 相关计算
在这里先做一个伺服电机的多段速运行程序，运动过程
1.以速度1000RPM 转10 圈
2.接着以速度1200RPM 转20 圈
3.接着以速度1400RPM 转30 圈
4.接着以速度1600RPM 转40 圈
5.接着以速度1800RPM 转50 圈
6.接着以额定速度2000RPM 运行60 圈
7.停顿一定时间后，从第1 步开始重复。
由手册知道，伺服每转1 圈，编码器反馈10000PS，又电子齿轮设定为2，所以PLC 每发出5000PS，伺服就转动1 圈
即第一段行程10 圈对应的脉冲数=10 圈×5000PS/圈=50000PS，其它段的行程脉冲计数同此式。
把伺服需要的速度转化成PLC 的脉冲数，以1000RPM 为例，假设PLC 需要发出的脉冲数为X，
电子齿轮设定是2，则有

由此公式，可求得其它速度所对应的PLC 脉冲数。
3) PLC 参数的设置
FBS-24MCT 的脉冲输出点共有4 轴（ 8 点），为Y0~Y7，默认Y0~Y3 为高速200K，Y4~Y7 为中速20K。
要使得PLC 的高速点输出脉冲时，需要先对这几个点的输出进行组态，点击永宏编程软件菜单栏中的“专案IO 组态”进入组态页面