PLC控制伺服电机应用实例，写出组成整个系统的PLC模块及外围器件，并附相关程序。 PLC品牌不限。
以松下FP1系列PLC和A4系列伺服驱动为例，编制控制伺服电机定长正、反旋转的PLC程序并设计外围接线图，此方案不采用松下的位置控制模块FPG--PP11\12\21\22等，而是用晶体管输出式的PLC，让其特定输出点给出位置指令脉冲串，直接发送到伺服输入端，此时松下A4伺服工作在位置模式。在PLC程序中设定伺服电机旋转速度，单位为（rpm），设伺服电机设定为1000个脉冲转一圈。PLC输出脉冲频率=（速度设定值/6）*100（HZ）。假设该伺服系统的驱动直线定位精度为±0.1mm，伺服电机每转一圈滚珠丝杠副移动10mm，伺服电机转一圈需要的脉冲数为1000，故该系统的脉冲当量或者说驱动分辨率为0.01mm(一个丝)；PLC输出脉冲数=长度设定值*10。 以上的结论是在伺服电机参数设定完的基础上得出的。也就是说，在计算PLC发出脉冲频率与脉冲前，先根据机械条件，综合考虑精度与速度要求设定好伺服电机的电子齿轮比！大致过程如下： 机械机构确定后，伺服电机转动一圈的行走长度已经固定（如上面所说的10mm），设计要求的定位精度为0.1mm(10个丝)。为了保证此精度，一般情况下是让一个脉冲的行走长度低于0.1mm，如设定一个脉冲的行走长度为如上所述的0.01mm，于是电机转一圈所需要脉冲数即为1000个脉冲。此种设定当电机速度要求为1200转/分时，PLC应该发出的脉冲频率为20K。松下FP1---40T 的PLC的CPU本体可以发脉冲频率为50KHz，完全可以满足要求。 如果电机转动一圈为100mm，设定一个脉冲行走仍然是0.01mm，电机转一圈所需要脉冲数即为10000个脉冲，电机速度为1200转时所需要脉冲频率就是200K。PLC的CPU输出点工作频率就不够了。需要位置控制专用模块等方式。 有了以上频率与脉冲数的算法就只需应用PLC的相应脉冲指令发出脉冲即可实现控制了。假设使用松下A4伺服，其工作在位置模式，伺服电机参数设置与接线方式如下：
一、按照伺服电机驱动器说明书上的“位置控制模式控制信号接线图”接线：
pin3(PULS1)，pin4(PULS2)为脉冲信号端子，PULS1连接直流电源正极(24V电源需串连2K左右的电阻),PULS2连接控制器(如PLC的输出端子)。 pin5(SIGN1)，pin6(SIGN2)为控制方向信号端子，SIGN1连接直流电源正极(24V电源需串连2K左右的电阻)，SIGN2连接控制器(如PLC的输出端子)。当此端子接收信号变化时，伺服电机的运转方向改变。实际运转方向由伺服电机驱动器的P41，P42这两个参数控制，pin7(com+)与外接24V直流电源的正极相连。pin29(SRV-0N)，伺服使能信号，此端子与外接24V直流电源的负极相连，则伺服电机进入使能状态，通俗地讲就是伺服电机已经准备好，接收脉冲即可以运转。 上面所述的六根线连接完毕(电源、编码器、电机线当然不能忘)，伺服电机即可根据控制器发出的脉冲与方向信号运转。其他的信号端子，如伺服报警、偏差计数清零、定位完成等可根据您的要求接入控制器构成更完善的控制系统。
PLC与伺服放大器接线图 图中L+为公共PLC端子，接24VDC正端，通过控制内部晶体管的开关使得输出Q呈现不同的电平信号或发出脉冲信号。L+一PG—P lM—L+为脉冲输入回路，PLC控制该回路中的发光二极管的亮灭，形成脉冲编码输入。L+一NG—NP一1M— L+为电机旋转方向控制回路，当该回路的发光二极管点亮时，电机正转，否则反转。由于伺服放大器内部电阻只有100欧，为 了防止电流过大烧坏内部的发光二极管，需要外接电阻R，其阻值的计算如下：
具有电子齿轮功能的伺服系统结构图 由于脉冲当量与反馈脉冲当量不一定相等，就需要使用电子齿轮比来建立两者的关系。具体计算公式为：AL=3M ×CMX / CDV。因此根据一个指令脉冲的位置当量和反馈脉冲的位置当量，就可以确定具体的电子齿轮比。三菱该系列伺服电机的电子齿轮比的设定范围
PID调节控制原理框图
根据极间距对极间电压的影响，可以设定PLC的PID调节回路调整策略如下： Uset—uf<0，T 减小；
Uset—uf>0，T增大。
通过上述控制方法，能够比较精确的实现对UF的控制。
4、程序设计
以下应用程序是经过简化的，没有涉及异常情况。其设计以本文前面所述方法及原理为依据，并给出了详尽的程序注释。
4.1 主程序 NErW0RK 1 ① IJD SM0.1 ／／SM0.1=1仅第一次扫描有效 ② MOVW +0，VW450 ／／PID中断计数器初始化 ③ MOVB 100，SMB34 ／／设置定时中断时间间隔为100ms ④ ATCH INT— PWM — PID ，10 ／／设定中断，启动PID执行 ⑤ ENI
//开中断4．2 中断程序 ① NETWORK 1 LD SM0．0 ／／SM0．0=1每个扫描周期都有效 I CW V VW450 ／／调用中断程序次数加1 ② NETWORK 2 LDW > = VW450． + 10 ／／检查是否应进行PID计算 M0VW +0，VW450 ／／如果如此，清计数器并继续 N0T JMP 0 ／／否则，转人中断程序结尾 ③ NETWORK 3 ／／计算并装载PID PV(过程变量) ID SM0．0 RPS
XORW VW464，VW464 ／／清除工作区域 M0VW ArW0．VW466 ／／读取模拟数值 A V466．7 M0VW 16#FFFF．VW464 ／／检查符号位，若为负则扩展符号 LRD DTR VD464．VD396 ／／将其转化成实数并装载人PV LPP ／R 32000．0，VD396 ／／正常化至0．0至1．0之间的数值 ④ NETWORK 4 ID SM0．0 MOVR VIM00，VIM00 ／／VIM00为设定值 ⑤ ⑥ NETWORK 6 ID SM0．0 PID VB396，0 ／／进行PID计算 ⑦ NETWORK 7 LD SM0．0 M0vR VD404．VD464 ／／装载PID输出至工作区 +R VD400，VD464 *R 1000．0. VIM64 ／／缩放数值
TRUNC VD464,VD464 ／／将数值转化成整数 MOVW VW 466．VW 1000 ／／VW1000为PLC输出脉冲周期 ⑧ NETWORK 8 ／／伺服电机右反转控制(PWM) ／／SMW68／78 lIFO周期值 ／／SMW70／80 PWM脉冲宽度 ／／SMD72／82 lIFO脉冲计数值 LD SM0．0 MOVB 16# D3．SMB77 ／／输出脉冲周期为500微秒 MOVW VW 1000，SMW 78 MOVW VW 1000．VW1 1 18 ／I +2．VWl118 MOVW VW 1118．SMW 80 PIS 1 ⑨ NETWORK 9 LBL 0
本例给出了利用西门子PLC的高速脉冲输出及PID控制功能，实现对数字式交流伺服电机进行控制的原理及相应编程方法。此控制方法已成功用于水燃气生产控制系统中，效果良好
基于1756-M08SE模块的多轴交流伺服控制系统（二轴）
由于开发程序较大，这里我们只给出伺服的点动，正反向，等的控制！先介绍如下：
总体概述：罗克韦尔伺服传动习惯于用EQU(等于指令)比较数字量输入模块0号位输入次数的奇偶次数来分别控制伺服环的闭合和断开。其中MSO指令用于直接激活伺服驱动器并且使能与物理伺服轴相关的已组态伺服环。触发MSO指令后，指定轴进入伺服控制状态。当轴处于移动状态时，执行该指令无效。如果这时触发了该指令，MSO指令会产生一个“Axis in Motion”的故障。MSF指令用于直接立即关断伺服驱动器输出，并且禁止物理伺服轴的伺服环。这会使轴处于准备状态。该指令可以禁止任意正在执行的其他运动规划。且若需要直接用手来移动轴时，可以用该指令关断伺服操作。
要成功执行以上两条运动状态指令，有个必要的前提，即目标轴必须组态为伺服轴，如果该条件不满足，该指令会产生错误。 建立坐标也是主程序中一个非常重要的环节。无论是在工业现场或者是其它地方的运动控制系统中，基本上都须要建立一个坐标系。若不建立一个坐标系，虽然可以用增量式的控制方式来实现一些简单的控制，但是这样的方式不能实现对实际位置的反馈等操作，而且控制方式复杂。所以在成熟合理的控制系统中建立坐标系是必不可少的一个环节。坐标系的建立可以使控制变得很方便，且可实现对系统当前所在位置的实时反馈等功能。 本次设计所控制的轴为以罗克韦尔公司型号为Y-1002-2-H00AA的电动驱动的两根丝杆。丝杆长330mm，每个螺距为5mm，其实物如图1所示。（伺服轴）
系统的实现： 在硬件上一个完整的伺服系统由控制器、通信网络、驱动器、电动机、执行机构及检测装置组成。其中控制器相当于人的大脑，用来分析各种输入信号（命令和反馈等）；通信网络相当于人的神经系统，如SERCOS接口、DeviceNet接口等；而驱动器则像是肌肉所起的作用一样，用于将控制信号进行功率放大，以驱动电动机；电动机相当于手，而人手中的生产工具则是伺服系统的中执行机构（如滚珠丝杆等，将电动机的旋转运动转化为直线运动）。在以上两章系统分析和设计中阐述了系统各个部分的功能和特点，而要实现本次设计的功能的硬件连接如图4.1所示。
最常用指令介绍：本次设计中利用MAJ和MAS指令来实现手动程序的编写。在程序中MAJ（Motion Axis Jog）指令用于点动伺服轴。点动轴的轮廓可设置为按照S形曲线平滑达到设定速度，也可按照梯形曲线达到设定速度，同时该指令可将任何当前轴的运动转换为单纯的点动运动。轴在点动运行过程中，可以使用MAS指令停止该轴，或触发另一个MAJ指令。MAS（Motion Axis Stop）指令用于停止指定物理轴的任意运动，而无需禁止其伺服环（如果伺服环闭合）。对于任何被控制的轴运动均可使用该指令以设定的减速度进行停止，其可选用的停止方式有点动停止方式、齿轮停止等。
程序设计如下：
注：其中的一些中间寄存器为上位机HMI设置用的。可以不考虑！
PLC控制台达伺服电机图片：
－、接线图：（草图，有待整理优化）
1、PLC接线图
伺服控制器为北京欣斯达特数字科技有限公司产品，该MicroStep TX-3H504D驱动器性能如下：
