西门子屏蔽通讯电缆代理经销商

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　交流伺服系统的工作原理是伺服驱动器发送运动命令，驱动伺服电机运动， 并接收来自编码器的反馈信号，重新计算伺服电机运动目标位 置，从而达到控制伺服电机运动。

　　本伺服系统中选用 Exlar 公司生产的GSX50-0601 型伺服直线电动缸。

　　该电 动缸由普通伺服电机和一个行星滚珠丝杠组成，用来实现将旋转运动转变为直线 运动。

　　选用 Xenus 公司生产的 XenusTM型伺服驱动器。

　　它可以利用 RS． 232串口通信方式和外部脉冲方式实现位置控制。

　　一般来说，一个伺服系统运转需要配置一个上位机，本系统采用西门子 S7-200PLC作为上位机控制器。

　　通过高速脉冲输出、EM253 位置控制模块、自由口通信三种方式控制伺服电机运动。

　　2、高速脉冲输出模式 西门子 CPU224XP配置两个内置脉冲发生器，它有脉冲串输出(PTO)和脉冲 宽度调制输出两种脉冲发生模式可供选择。

　　这两个脉冲发生器的脉冲输出频 率为100kHz。

　　在脉冲串输出方式中，PLC 可生成一个50％占空比脉冲串，用于 步进电机或伺服电机的速度和位置的控制。

　　2.1硬件构成

　　图 1为高速脉冲输出方式的位置控制原理图。

　　控制过程中，将伺服驱动器工作定义在脉冲+方向模式下，Q0.0 发送脉冲信号，控制电机的转速和目标位置；Qo，发送方向信号，控制电机的运动方向。

　　伺服电动缸上带有左限位开关 LIM 一、右限位开关LIM+ 以及参考点位置开关 REF 。

　　三个限位信号分别连接到 CPU224XP 的I0.0～I0.2 三个端子上， 可通过软件编程， 实现限位和找寻参考点。

　　图 1 位置控制原理图 2.2 程序设计高速脉冲串输出(PTO)可以通过 Step7Micro/WIN 的位置控制向导进行组态，也可通过软件编程实现控制。

　　PTO 输出方式没有专门的位置控制指令，只有一条脉冲串输出指令，在脉冲发送过程中不能停止，也不能修改参数。

　　为解决 以上问题，可以设置脉冲计数值等于10(或更小)，并能使脉冲发送指令 PLS 处 于激活状态。

　　这样，就可以在任一脉冲串发送完之后修改脉冲周期。

　　图 2为高速脉冲输出方式位置控制流程图。

　　控制思路为：通过 PTO 模式输出，可以控制脉冲的周期和个数；通过启用高速计数器 HSC，对输出脉冲进行实时计数和定位控制，以控制伺服电机的运动过程。

　　图 2 位置控制流程图 3、EM253 位置控制模块EM253 位置控制模块是西门子 S7-200 的特殊功能位置控制模块，它能够产生脉冲串用于步进电机与伺服电机的速度和位置的开环控制。

　　3.1 硬件构成 如图 3 所示为 EM253位置控制原理图， 定义伺服驱动器工作在脉冲+方向模 式下。

　　P0 口发送脉冲，P1 口发送方向，DIS端硬件使能放大器，并清除放 大器错误。

　　LIM-、LIM+、REF分别为电机左限位、右限位以及参考点。

　　图 3EM253 位置控制原理图 3.2 程序设计EM253 位置控制模块可以通过 Step7-Micro/WIN 进行向导配置， 配置完成后系统将自动生成子程序，编程简单、可轻松实现手动、自动、轨迹运行模式。

　　由 于 EM253属于开环控制，不能很好地反馈电机实际运动情况。

　　利用伺服驱动器本身的差分输出信号，通过伺服驱动器软件设置，反馈给 PLC，实现闭环 位置控制。

　　但由于直线伺服电动缸与 PLE可允许发送接收信号存在一定差别， 需要对输入到 PLC 的信号进行电平的转化以及降低伺服驱动器发送的反馈脉冲频率。

　　PLC 对输入脉冲进行累加，从而得到电机的实际运转位置与运转速 度，其脉冲计数程序如下。

　　①计数器初始化程序 LDSMO.1//*扫描时MOVB16#FC,SMB47//SMB47=16#F4,SMB47 为高速计数器 1 的控制字节 HDEF1，9//将 HSC1配置为正交模式 MOVD0,SMD48//设置 HSCI 的新初始值为 0 MOVD20000，SMD52//设置 HSCI的新预设值为 20000 HSCI//激活高速计数器 I ②脉冲计数程序 LDSMO.0 MOVDHC1，VD600//将高速计数器1 所记数值存储在 VD600 中

　　DTRVD600,VD610//VD601〕中的整数转化为实数，存人VD610 /RSOOO,VD610//VD610 除以 5000 存入 VD610,5001〕为电机旋转一周编码 器发送脉冲数*R2.54,VD610//VD610 乘以 2.54 存人 VD610,2.54 为电机旋转一周移动的距 离 4、RS-232串口通信方式 4.1 硬件构成 西门子 CPU22

　　伺服系统和 PLC分别作为系统的主从站。

　　PLC 控制器通过该通信功能可实现对伺服驱动器进行运行控制、参数读取、伺服驱动器当前运动状 态的读取等操作。

　　当 S7-200 系列 PLC工作在自由口通信模式下时，一般通过 CPU 模块的集 成接口进行通信。

　　CPU 集成接口采用了 PPI 硬件规范，其接口为RS-485 串口， 当 S7-200 系列 PLC 的 CPU 与带有 RS-232 标准接口的计算机或伺服驱动器连接时，需要配套选用 S7-200PLC 的 PC/PPI 转换电缆或一个 RS-232/RS-485转换器。