目前，制約基于PLC的控制伺服系統在工業應用上的主要問題，主要包括以下幾個方面：支持PLC控制伺服系統的智能設備造成初期投資的提高；系統結構如何變化，如何構築一個基于PLC伺服的控制系統；通訊是否可靠；設備選型的局限性等。

那麼，是否有辦法解決能？且來探讨一二。

控制系統基本結構

伺服調速系統的主要組成部分如圖1所示。其中伺服電機是受控對象和傳動裝置。伺服驅動器将具有一定電壓、電流和頻率的電源能量變換為具有可調電壓、可調電流或可調頻率電源能量，起電能變換和控制作用，以檢驗和變換反饋信号。在伺服調速系統中主要反饋量有電壓、電流、轉速、轉矩、磁通和轉子位置角等。控制層根據給定信号和反饋信号産生所需要的控制指令和偏差信号。調節裝置用于按照一定規律控制變流裝置能量的流動，通過硬件或軟件産生滿足控制要求的算法或校正量，以提高或校正系統的靜态性能。在要求不很高的場合，沒有反饋裝置而采用開環控制，但前提是電機本身應具有足夠的穩定性和可調性。

圖1伺服機調速系統的基本結構圖

伺服驅動器

1、伺服驅動器

控制伺服電機的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達，屬于伺服系統的一部分，主要應用于高精度的定位系統。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達進行控制，實現高精度的傳動系統定位，目前是傳動技術的高端産品。

2、伺服控制系統調速控制系統及其原理

伺服電機調速系統由伺服驅動器、電動機及其控制系統構成。伺服調速系統通過改變異步電動機定子的供電源頻率，從而改變電動機同步轉速，其調速特性基本上保持了伺服電動機固有的機械特性硬度高、轉差率小的特點，同時具有效率高、調速範圍寬、精度高、調速平滑等優點。伺服調速工作原理圖如圖2所示。

（a）伺服驅動器工作原理圖

（b）伺服調速工作原理框圖

圖2伺服調速工作原理圖

改變電機頻率和極數均可改變電機的轉速，因此改變電動機頻率就可以實現調速運轉。

伺服驅動系統主要設備是提供變頻電源的伺服驅動，伺服驅動器可分成交-直-驅動器和-交變頻器兩大類，目前國内大都使用交-直-交驅動器。其特點是效率高，調速過程中沒有附加損耗；應用範圍廣；調速範圍大，精度高。

改變定子電源頻率可以改變同步轉速和電機的轉速。又由電動機的電勢公式可知外加電壓近似與頻率和磁通的乘積成正比，即

由上式可知，若外加電壓不變，則磁通随頻率改變而改變。一般電機在設計中為了充分利用鐵心材料都把磁通Ф的數值選在接近磁飽和的數值上，因此，如果頻率從額定值往下降低，磁通會增加，将造成磁路過飽和，勵磁電流增加，鐵心過熱，這是不允許的。為此我們要在降頻的同時還要降壓，這就要求頻率與電壓能協調控制。

系統分析

電動機總線型調速控制系統電路如圖3所示：

圖3伺服電機調速控制系統電路

控制電路分析：PLC為本系統總控制器，本系統用到的PLC通過特制電纜連接伺服驅動器；驅動器再接伺服電機；伺服電機通過伺服驅動器給PLC一個反饋信号，這個反饋信号接PLC的模拟量輸入端。這樣便于控制更加精準和快速。由用戶程序控制PLC的動作，PLC的動作引起欺負驅動器的反應，從而達到控制電機轉速的目的。編碼器接24V直流電源。伺服驅動器接220V交流電。工業控制計算機通過PPI電纜連接PLC，用戶可以通過組态軟件觀察控制系統工作情況。從而實現遠程控制電機調速系統。

軟件設計

編程設計時，依據PLC是以循環掃描方式按順序執行程序的基本原理，按照動作的先後順序，從上到下逐行繪制梯形圖，它比由繼電器控制電路改畫成的梯形圖程序往往更加清楚，更容易懂。

子程序SBR_0部分截圖，如圖4：

圖4SBR_0部分程序

程序分析：

DB1為程序主數據塊，存放系統程序執行過程中的主要數據，在符号定義表中用戶自己定義系統的主要數據名稱和存儲地址；SBR_0是自己編寫的程序塊，其主要功能為：SBR_0實現模拟量到數字量的轉換，這是為了方便PLC計算，因為PLC在運算時隻能處理數字量；為了便于利用組态軟件觀察。系統上電運行時，程序順序掃描，在掃描到SBR_0時，先調用子程序SBR_0，将輸入的模拟量轉換為數字量，送入PLC進行運算。其數據存儲到主數據塊DB1。然後經過一些變頻器控制命令和數據傳輸指令，最後調用子程序FC2，将PLC的運算結果轉換為模拟量輸出，同樣将數據存儲在符号定義表中，便于用戶通過自己繪制的組态軟件觀察系統的運行情況和數據的改變等。

結論

伺服電機、PLC、接觸器等可安裝在一台控制櫃内，可就地或遠程操作，其操作方式簡單靈活。但要注意伺服控制器和電機的散熱和電磁幹擾問題。在電機開始啟動時，可能對伺服控制器造成幹擾。電機在調速供電方式下切換時須注意各接觸器閉合和斷開順序,接觸器應該有足夠的延時以防止電機繞組産生的感應電動勢加載到伺服驅動器的輸出逆變橋上造成電機的損壞。

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