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自动化PLC运动控制系统操作流程

 基于PLC的运动控制系统结构组成与分类

  1.运动控制系统结构组成

  运动控制系统种类多样。典型的现代运动控制系统的硬件由上位计算机、运动控制器、功率驱动装置、电动机、执行机构、传感器反馈检测装置等部分组成。运行控制系统结构组成如图2.8所示。

图2.8 运行控制系统结构组成

  图2.8中，运动控制器通常由具有运动控制功能的PLC担任，其主要任务是根据上位控制系统的决策命令、预先设定的控制策略、运动控制要求和传感器的反馈信号进行逻辑、数学运算，将分析、计算所得出的控制命令以数字脉冲信号或模拟电压信号的形式送到电动机驱动器中，驱动器进行功率变换后驱动电动机运转，电动机通过传动机构带动机械机构运动，完成期望的机械运动。执行电动机种类和规格型号繁多，常见类型有步进电动机、直流电动机、交流伺服电动机、直线电动机等。

  2.运动控制系统分类

  运动控制系统分类方法较多，各种分类方法从不同角度诠释运动控制系统。

  (1)按照控制形式分类

  运动控制系统按照控制形式分类为开环控制和闭环控制。其中，闭环控制又分为单闭环控制和多闭环控制。

  (2)按照执行电动机的类型分类

  用直流电动机驱动机械机构的系统为直流传动系统，用交流电动机驱动机械机构的系统为交流传动系统。

  (3)按照被控物理量分类

  以转速为被控量的系统为调速系统，以角位移或直线位移为被控量的系统为随动系统。

  (4)按照驱动方式分类

  运动控制系统按照驱动方式分为电气控制、液压控制和气动控制。

  随着工业生产中机电一体化设备的复杂化和控制性能要求的提高，现代运动系统正朝着高性能、智能化、柔性化、网络化和数字化的方向发展。提高运动控制系统的性能主要从提高电动机制造工艺、优化逆变器硬件组成、选择高精度的检测元件和改进驱动控制策略等几个方面进行，这使运动控制系统具有了高精度、高速度、高效率、高可靠性等能力。

运动控制是指在复杂条件下，将预定的控制方案、规划指令转变成期望的机械运动。由于运动控制的动力源多数来自于电动机，运动控制指通过对电动机电压、电流、频率等输入量的控制，实现机械运动**的位置控制、速度控制、加速度控制、转矩或力的控制，使机械机构按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。

  现代运动控制技术是机电一体化的核心技术，其涉及电机学、电力电子技术、微电子技术、计算机控制技术、控制理论、信号检测与处理技术等多门学科。现代工业生产对运动控制系统提出了日益复杂的要求，科学技术的快速发展为研制和生产各类新型运动控制装置提供了支撑与保障。现代运动控制系统广泛存在于机床、汽车、仪表、家用电器、轻工机械、纺织机械、包装机械、印刷机械、冶金机械、化工机械以及工业机器人、智能机器人等领域。