基于微型PLC 通信的多轴伺服同步控制

邹丽梅，郭 波

(武夷学院 机电工程学院，福建 武夷山 354300)

近年随着伺服系统性能提升且价格不断下降，数控、纺织、机器手等多轴自动化装备应用伺服电机愈加广泛。为实现自动化装备多轴协同定位和轨迹的同步控制，当前多轴伺服控制系统多采用PC上位机和DSP、单片机控制芯片下位机模式，也可由PLC 增加运动控制模块组成控制器。电机控制的实现方式其一是通过输出模拟量转速电压，在控制器外环用PID 实现位置控制，多轴之间通过速度跟踪同步，控制器运算量小，速度较快，多轴控制需要多路模拟量输出，同步精度较低。其二是控制器高速输出脉冲位置和速度，以位置插补实现高速定位，控制器输入输出滤波时间决定多轴同步精度，要求较高的控制器运算能力，控制简单且精度较高。

微型可编程控制器PLC 广泛应用于自动化装备控制领域，其功能全面、性能强大、工作可靠且价格便宜。一般的应用中，利用微型PLC 基本单元CPU 的两个高速脉冲输出点，可直接实现两轴以下伺服控制应用，如果增配运动控制模块，还可以扩展轴数，模块还支持插补运算，但PLC 控制伺服同步输出仅限于基本单元或运动控制模块内部的两轴。在当前可供选择的多轴自动化应用控制方案中，多轴控制器平均到每一轴的硬件成本很高，限制了多轴自动化应用的扩展。若通过微型PLC联网通信构建实现多轴伺服控制器，以梯形图程序控制伺服电机同步，则可以较低的控制器硬件成本控制较多的伺服轴，实现任意需求轴的协同定位，可拓展多轴伺服自动化应用范围。……