伺服行星转向器

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　　分别列 举了三项方法，以及他们之间的相互比较。

　　引言 随着自动化水平的不断提高，越来越多的工业控制场合需要的位置控 制。

　　因此，如何更方便、更准确地实现位置控制是工业控制领域内的一个重要问 题。

　　位置控制的性主要取决于伺服驱动器和运动控制器的精度。

　　高端的运动 控制模块可以对伺服系统进行非常复杂的运动控制。

　　但在有些需要位置控制的场 合，其对位置精度的要求比较高，但运动的复杂程度不是很高，这就没有必要选 择那些昂贵的高端运动控制系统。

　　S7-200 系列 PLC 是一种体积小、编程简单、控制方便的可编程控制器，它 了多种位置控制方式可供用户选择，因此，如何利用该系列 PLC 实现对伺 服电机运动位置较为的控制是本文的研究重点。

　　1、基本控制系统 伺服系统分为液压伺服系统、电气－液压伺服系统以及电气伺服系统。

　　本文 主要讨论了电气伺服系统中的交流伺服系统，其基本组成为交流伺服电机、编码 器和伺服驱动器。

　　交流伺服系统的工作原理是伺服驱动器发送运动命令，驱动伺 服电机运动， 并接收来自编码器的反馈信号，然后重新计算伺服电机运动目标位 置，从而达到控制伺服电机运动。

　　本伺服系统中选用 Exlar 公司生产的 GSX50-0601 型伺服直线电动缸。

　　该电 动缸由普通伺服电机和一个行星滚珠丝杠组成， 用来实现将旋转运动转变为直线 运动。

　　此外， 选用 Xenus 公司生产的 XenusTM 型伺服驱动器。

　　它可以利用 RS． 232 串口通信方式和外部脉冲方式实现位置控制。

　　一般来说， 一个伺服系统运转需要配置一个上位机，所以本系统采用西门子 S7-200PLC 作为上位机控制器。

　　通过高速脉冲输出、EM253 位置控制模块、自 由口通信三种方式控制伺服电机运动。

　　2、高速脉冲输出模式 西门子 CPU224XP 配置两个内置脉冲发生器，它有脉冲串输出(PTO)和脉冲 宽度调制输出两种脉冲发生模式可供选择。

　　这两个脉冲发生器的脉冲输出频 率为 100kHz。

　　在脉冲串输出方式中，PLC 可生成一个 50％占空比脉冲串，用于 步进电机或伺服电机的速度和位置的控制。

　　2.1 硬件构成

　　图 1 为高速脉冲输出方式的位置控制原理图。

　　控制过程中，将伺服驱动器工 作定义在脉冲+方向模式下，Q0.0 发送脉冲信号，控制电机的转速和目标位置； Qo，发送方向信号，控制电机的运动方向。

　　伺服电动缸上带有左限位开关 LIM 一、右限位开关 LIM+ 以及参考点位置开关 REF 。

　　三个限位信号分别连接到 CPU224XP 的 I0.0～I0.2 三个端子上， 可通过软件编程， 实现限位和找寻参考点。

　　图 1 位置控制原理图 2.2 程序设计 高速脉冲串输出(PTO)可以通过 Step7Micro/WIN 的位置控制向导进行组态， 也可通过软件编程实现控制。

　　PTO 输出方式没有专门的位置控制指令，只有一 条脉冲串输出指令，而且在脉冲发送过程中不能停止，也不能修改参数。

　　为解决 以上问题，可以设置脉冲计数值等于 10(或更小)，并能使脉冲发送指令 PLS 处 于激活状态。

　　这样，就可以在任一脉冲串发送完之后修改脉冲周期。

　　图 2 为高速脉冲输出方式位置控制流程图。

　　控制思路为：通过 PTO 模式输 出，可以控制脉冲的周期和个数；通过启用高速计数器 HSC，对输出脉冲进行 实时计数和定位控制，以控制伺服电机的运动过程。

　　图 2 位置控制流程图 3、EM253 位置控制模块 EM253 位置控制模块是西门子 S7-200 的特殊功能位置控制模块，它能够产 生脉冲串用于步进电机与伺服电机的速度和位置的开环控制。