基于PLC的伺服驱动填充系统的设计

　　3.2 PLC程序设计

　　在程序设计中，关键是如何控制由伺服驱动器控制的伺服电机精确旋转和控制填充量的问题。伺服电机精确旋转是通过西门子S7-200的程序模块PTO设定运动包络线来控制。通过调用程序模块PTO，将伺服电机旋转一周分成1 024个脉冲，这样每一个脉冲伺服电机旋转0.350，通过计数器，当脉冲累计个数达到3 333 , 6 666和10 000时，伺服电机停止转动，填充阀打开开始填充，虽然有一个脉冲的误差，但可以忽略不计。为了防止累计误差的出现，每次旋转盘回零点时计数器都会清零。通过在电机上安装旋转编码器，利用PLC的高速计数脉冲读出电动机的旋转圈数，再利用泵的排量计算出脉冲当量，通过与上位机设定的值进行比较来控制填充阀的开闭，即可精确控制填充量。根据要求，减速电机每转一圈需要1 024个脉冲，每圈的排量是27.5mL，电机和泵的减速比是8.91，通过给减速电机加装旋转编码器，利用西门子S7-200的高速计数器读出脉冲数量，算出脉冲当量(即一个脉冲泵所排出的量)，当通过上位机给出要填充的量时，通过程序设计用这个量除以脉冲当量，和高速计数器读出的实际脉冲数量进行比较，以此作为控制填充阀开启关闭的条件，就可以精确控制填充量了，而不受变频器频率(减速电机转速)的影响。

　　伺服电机旋转定位程序图、脉冲计数程序图和脉冲当量计算程序图、填充量控制图分别如图4-7所示。

　　3.3 伺服驱动填充系统的界面设计

　　自动工作界面和参数设置界面如图8--9所示，在参数界面分别设定填充量、填充数量和填充速度等参数。在自动工作模式下，点击自动启动按钮，填充自动运行;点击自动停止按钮，则填充停止。电机停止按钮和电机启动按钮分别控制减速电机的停止和启动。

4 实际调试中所要注意的问题

　　第一个要注意的问题是由于旋转盘和伺服电机的转动惯量不匹配导致旋转盘工作过程中出现抖动。解决的办法有两种:(r>在何服电机和旋转盘之间加上减速器，这种方式成本高，而且要有一定的安装空间;(2)配合调节伺服驱动器的参数，如位置控制比例增益P2-00(初始值为35)、速度控制增益P2-04(初始值为500)和伺服电机的负载惯量比P1-37，以及在旋转盘下加装塑料垫圈增加阻力的方法能很好地解决上述问题。

　　第二个要注意的问题是系统调试中的干扰问题。由于柜体操作空间比较小，各个电气元件比较集中，特别是变频器和伺服驱动器对信号的干扰比较大，严重干扰电脑和PLC的通信，使调试程序出现困难。将所有的通信线都换成屏蔽线，然后接地，是一种很好的解决办法。

5 结束语

　　整个设备的硬件和软件调试完毕后，试运行，填充量误差都在允许的范围之内，取得了圆满成功。