伺服运动控制..pdfVIP

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1.课程设计内容和任务要求

1.1设计内容

（1）正确编写PLC程序，能够实现伺服电机的跟随控制

（2）用人界面监控实现伺服电机正反转的控制

1.2任务要求

（1）熟悉课程设计内容，收集资料，详细阅读各设备说明书；

（2）总体设计，正确选定系统方案，认真画出系统总体结构框图；

（3）系统各部分的硬件设计；

（4）绘制系统硬件原理图（接线图）；

（5）编写系统控制程序；

（6）设计系统监控界面；

（7）完成系统测试，并整理编写课程设计说明书

2.课程设计涉及到的硬件设备

2.1台达伺服驱动器（ASD-A0421-AB）的功能介绍

本次课程设计选用型号为ASD-A0421-AB的伺服驱动器（额定输出功率为：

400W；输入电压及相数：220V单相；编码器分辨率：1000ppr；支持ECMA电机

机种）。与驱动器配套的电机型号为ECMA-C30604ES,其额定电压及转速：

220V/3000rpm；感应形式：2500ppr；额定输出功率：200W。

2.1.1伺服驱动器的三种控制方式

一般伺服有三种控制方式：速度控制方式，转矩控制方式，位置控制方式。

在控制方式上用脉冲串和方向信号实现。速度控制和转矩控制都是用模拟量来控

制的，位置控制是通过发脉冲来控制的。具体采用什么样的控制方式要根据控制

的需求，满足何种运动功能来选择就。伺服驱动器的响应速度来看转，矩模式运

算量最小，驱动器对控制信号的响应最快位置模；式运算量最大驱动器，对控制

信号的响应最慢。

（1）转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋

值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为，例如10V对应5NM的话，

当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5NM，如果电机轴负载低于2.5NM时

电机正转，外部负载等于2.5NM时电机不转，大于2.5NM时电机反转（通常在有

重力负载的情况下产生）。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩

大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。

（2）速度模式：通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控

制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电

机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直

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接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号

就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动

过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。

（3）位置控制：位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转

动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方

式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控

制，所以一般应用于定位装置。应用领域如数控机床、印刷机械等等。本次课程

设计就是通过设置P1-00为02，采用（3）位置控制模式。

2.1.2伺服驱动器的周边装置接线图

对于图3电源口L1、L2为控制回路电源输入端，R、S、T为主回路电源输

入端，电源接线法分为单相220V、单相110V、三相220V三种接法，设计中采用

的是单相220V,安装时应该特别注意R、S、T与L1、L2电源口的接法是否正确，

如果选择的接法错误，驱动器将会被烧坏。确认伺服电机的U、V、W是否会接错，

接错的话会出现不