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西门子S7-1200伺服电动机的POT运动控制

伺服系统简介
伺服系统的产品主要包含伺服驱动器、伺服电动机和相关检测传感器(如光电编码器旋转 M编码器、光栅等)。

伺服产品在我国是高科技产品，得到了广泛的应用，其主要应用领域有机床、包装、纺织和电子设备，其使用量超过了整个市场的一半，特别是在机床行业，伺服产品应用十分常见。

伺服系统的构成通常包括被控对象(plant)、执行器(actuator)和控制器(controller)等几部分，机械手臂、机械平台通常作为被控对象。执行器的主要功能是提供被控对象的动力，执行器主要包括电动机和功率放大器，特别设计应用于伺服系统的电动机称为伺服电动机(servo motor)。

通常伺服电动机包括反馈装置，如光电编码器(opticalencoder)、旋转变压(resolver)。
目前，伺服电动机主要包括直流伺服电动机、永磁交流伺服电动机、感应交流伺服电动机，其中永磁交流伺服电动机是市场主流。

控制器的功能在于提供整个伺服系统的闭路控制，如扭矩控制、速度控制、位置控制等。目前一般工业用伺服驱(servo driver)通常包括控制器和功率放大器。

台达伺服驱动系统
台达自动化产品是性价比较高的产品，特别是驱动类产品，在中国有一定的市场占有率。台达伺服驱动系统的使用方法与日系伺服驱动系统类似。本节的控制对象将以台达伺服系统为例进行介绍。

台达ECMA-C30604PS永磁同步交流伺服电机和ASDB-20421-B全数字交流永磁同步伺服驱动装置组成的伺服驱动系统将在后续章节用到。

ECMA-C30604PS的含义：ECM表示电机类型为电子换相式，C表示电压及转速规格为220 V/3000 pm，3表示编码器为增量式编码器，分辨率为200ppr，输出信号线数为5根线，04表示电机的额定功率为400W。

ASD-B20421的含义：ASDB2表示台达B2系列驱动器，04表示额定输出功率为100 w.21表示电源电压规格及相数为单相220 V。

伺服驱动器参数设定
1控制模式：驱动器提供位置、速度、扭矩3种基本操作模式，可以用单一控制模式，即固定在1种模式控制，也可以选择用混合模式来进行控制，每一种模式一般分2种情况，所以总共有11种控制模式。
2参数设置方式操作说明：ASD-B2伺服驱动器的参数共有187个，如P0-XX、P1-XX、P2-XX、P3-XX和P4-XX等，可以在驱动器的面板上进行设置。

硬件及轴的组态
PLC的运动控制任务的完成，正确组态运动控制工艺对象是非常关键的，下面将针对具体实例介绍完整的运动控制轴组态过程。

(1)轴的运动控制要求
某设备上有一套伺服驱动系统，伺服驱动器的型号为ASD-B-20421-B，伺服电机的型号为ECMA-C30604PS，是伺服电动机通过联轴器驱动丝杠滑台转动，控制要求如下：
设置伺服电机的圈脉冲为1600。

按下SB1按钮，伺服电机正转点动运行；按下SB2按钮，伺服电机反转点动运行。
按下SB3按钮，伺服电机开始寻参考原点，触碰微动开关10.4、I0.5自动反转方向。
按下SB4按钮，伺服电机按每秒一圈的速度开始正转5圈，停5s，然后反转5圈返回参考原点，再停5s，并依次循环动作。
按下急停按钮SB5，系统立即停止工作。

(2)主要硬件配置
CPU1214CDC/DC/DC。
伺服电动机、伺服驱动器、丝杠滑台套。
4个常开按钮SB1-SB4、1个急停按钮SB5、左右限位微动开关SQ1和SQ2以及参考原点接近开关SQ3。

工艺对象的轴组态
工艺对象“轴”的组态是硬件组态中非常重要的一环，“轴”表示驱动的工艺对象，“轴”工艺对象是用户程序与驱动的接口。工艺对象从用户程序收到运动控制命令，在运行时执行并监视执行状态。

“驱动”表示步进电机加电源部分或者伺服驱动器加脉冲接口的机电单元。运动控制中必须要对工艺对象进行组态才能应用运动控制指令。工艺组态包括三个部分：工艺参数组态、轴控制面板和诊断面板。