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    PLC控制变频器的定位方案

    发布时间:2013-12-03 点击数:1744

    1、前言

    在机械加工和制造行业中,经常需要高精确的位置控制,一般采用直流或者交流伺服来解决,但是成本较高滚球平台注册。而利用PLC灵活编程及控制的功能与我公司搞性能失恋变频器SK3100系列。

    2、方案设计

    组建类似的定位系统一般要考虑传动装置滚球平台注册,传动比滚球平台注册,转速大小,响应性等等因素的影响,PLC与变频器组成的定位系统最少需要满足以下条件,

    (1)精确的测量以及可靠的转动装置

    如要实现精确的定位必须首先要有高精度的测量以及可靠的传动装置否则无论使用什么方式都无法精确的判断当前的状况或会造成当前的位置不能确定的情况,也就无法实现精确的定位控制。所以有精度的测量和可靠的传动装置时首先要解决的问题。

    例如:如果要实现传送带的高精度定位,移动平台需要高精度在定位点处,

                                                    图1 移动平台定位

      假设我们通过编码器的脉冲数来判断当前传送的物品所在的位置,如果想传送带的轴承存在打滑的情况,那么我们对物品所在的位置必然也会判断错误,从而进行控制的结果也是糟糕的滚球平台注册;另外如果采用的是一般的速度传递用齿轮齿条结构时,其传动间隙和非线性可能会引起系统发散震荡和响应变慢,所以这里首先要改进传动装置,解决打滑等造成不能精确测量的问题。

    下面看看我们可以采用那些方法进行改善滚球平台注册。见下图:

                                                     图2  移动平台定位机械改进

    如上图滚球平台注册,改为采用精密定位用的低背隙的齿轮齿条或类似可靠的传动装置,以便防止打滑以及便于精确测量,另外还可以考虑使用磁栅尺来直接精确测量移动平台的位置。

    (2)实时的反馈与控制

    外部的测量滚球平台注册、PLC内部的逻辑运算、PLC对变频器的控制,一般来说这些过程的时间是非常短的滚球平台注册,不过在精度较高的控制中滚球平台注册,仍会导致一定的偏差,所以我们需要实时的反馈与控制,除PLC内部合理的处理外,PLC对变频器的控制量输出也是需要注意的,可以使用D/A输出进行控制。数模转换??榭山欢ǖ氖至孔盎欢杂Φ哪D饬浚ǖ缪够虻缌鳎┦涑?,这种转换具有较高的精度以及实时性。

    (3)合理的控制方式以及可靠的硬件设备

    首先,较大的传动比可以很大程度上的提高定位的精度,以及降低对变频器苛刻的要求。建议根据实际情况选用。

    PLC程序处采用高速计数器来接收编码器反馈回来的脉冲数,脉冲数的多少反映当前的位置滚球平台注册,编码器的A、B相的相位差反映变频器的速度方向。先采样定位点到原点的总脉冲数A,当高速计数器计数到接近A值的C值时,进行减速到低频运行,当计数到更接近A值的B值时频率降为0,另外如有必要的话当计数值为设定值时进行抱闸。

    需要留意的是当高速计数器计数到额定值时,PLC程序处需要调用中断程序,所需的处理放在中断程序中,这是为了捕捉高速变化的事件以及提高响应速度。;另外相关的输出最好采用立即输出滚球平台注册,因为定位精度即决定于高速计数器的测量,同时也决定于执行机构的执行快速性。PLC是按照逐条逐行的扫描机制执行,另外需等扫描周期完成后方可输出,而立即输出指令不受PLC扫描周期阶段的限制,在改变输出映像存储器的同时,立即刷新PLC输出点。因此最好采用中断、立即输出等指令。

    控制部分的基本电路图以及过程图如下:

    电气系统图


                               图3 PLC与变频器定位控制的接线图

    定位过程中的移动平台动作图如图4所示:


                        图4   PLC与变频器定位过程移动平台的动作

    定位过程种的频率变化曲线,如图5所示:


                                        图5    PLC与变频器电位过程频率曲线

    3、结束语

    此定位方案是使用开环位置定位方式,通过合理的配置,可以应用在多种需要定位和距离控制的场合,如电梯的运行、立体车库、传送带的物品搬送等需要较精确的定位场合,其精度最高可达到mm级别。


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