西门子PLC控制v80伺服运动控制，这个做法很简单且实用！

导读

最近很多朋友问我，关于运动控制方面的知识，那今天我们就来学习通过S7-1200与西门子V80伺服进行运动控制！

伺服驱动器使用方法大体和变频器一样，在这里需要注意的是伺服驱动器的选型不只有功率一个参数，还有低惯量和高惯量。

低惯量类型一般转矩低，转速高，适合一些负载轻，运动频繁的控制。高惯量类型转矩高，转速低，适合一些负载较大的控制。所以需要根据现场情况选择合适的驱动器，否则要不就是转速跟不上，要不就是电机过热影响寿命。

今天我们系统的学习一下伺服控制系统！

一伺服控制系统的控制方式

伺服驱动器主要有三种控制方式；

1 转矩控制：

转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为例如10V对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm：如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转，外部负载等于2.5Nm时电机不转，大于2.5Nm时电机反转（通常在有重力负载情况下产生）。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。

应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如饶线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。

2 位置控制：

位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。应用领域如数控机床、印刷机械等等。

3 速度模式

通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。

接下来我们进行实例讲解西门子S1200通过向导控制V80伺服驱动器。

一、硬件配置：

二、4路高速脉冲输出信号分配表：

三、硬件接线

四、S7-1200 编程：

（1）：添加轴工艺对象：

（2） 组态轴工艺对象的扩展对象参数：

（3）添加命令表：

（4）编程：

说明：

二、回原点

如何快速学习西门子PLC编程？这有5个工控实例，看完的都入门了！

可编程控制器的分类

按组成结构：整体式、模块式和紧凑式

按I/O点数：大 (>1024)、中 (256～1024) 、小型 (<256点)

按功能：低、中、高档.

PLC硬件系统：输入部分；运算控制部分（CPU）；运算控制部分（CPU）

可编程控制器的一个机器扫描周期是指用户程序运行一次所经过的时间。它分为执行CPU自诊断、处理通讯请求、读输入(输入采样)、执行程序、写输出(输出刷新)等五个阶段。

S7-200 CPU有两种工作方式:

STOP(停止)。 CPU在停止工作方式时不执行程序，此时可以向CPU装载程序或进行系统设置。

RUN(运行)。 CPU在RUN工作方式下运行用户程序。

在程序编辑、上/下载等处理过程中，必须把CPU置于STOP方式。

改变工作方式的方法:

使用PLC上的方式开关来改变工作方式。

使用STEP7-Micro/WIN32编程软件设置工作方式。

在程序中插入一个STOP指令，CPU可由RUN方式进入STOP工作方式。

使用工作方式开关改变工作状态。

用位于CPU模块的出/入口下面的工作方式开关选择CPU工作方式。工作方式开关有三个挡位:STOP TERM(Terminal)、RUN。

提供参与操作的数据地址的方法，称为寻址方式。

S7-200数据的寻址方式有立即数寻址、直接寻址和间接寻址三大类；有位、字节、字和双字四种寻址格式。用立即数寻址的数据在指令中以常数形式出现。

输入继电器线圈只能由外部信号驱动，不能用程序指令驱动。

输出继电器用来将PLC的输出信号传递给负载，只能用程序指令驱动。

数据存储区及元件功能

（1）输入/输出映像寄存器

（2）变量存储器(V)

（3）内部标志位(M)存储区

（4）顺序控制继电器(S)存储区

（5）特殊标志位(SM)存储器

（6）局部存储器(L)

（7）定时器

（8）计数器

（9）模拟量输入/输出映像寄存器(AI/AQ)

（10）累加器(AC)

（11）高速计数器(HC)

定时器的主要参数有定时器预置值，当前计时值和状态位。

计数器有一个16位的当前值寄存器和一位状态位。当前值寄存器用以累计脉冲个数,其设定值(预置值)在程序中被赋予；当计数器当前值大于或等于预置值时，状态位置1。

S7-200 CPU提供有三种类型的计数器:

增计数，

减计数，

增/减计数。

S7-200系列PLC支持SIMATIC和IEC1131-3两种基本类型的指令集，编程时可任意选择。

SIMATIC指令集是西门子公司PLC专用的指令集，具有专用性强、执行速度快等优点，可提供LAD，STL，FBD等多种编程语言。

IEC1131-3指令集是按国际电工委员会(IEC)PLC编程标准提供的指令系统。该编程语言适用于不同厂家的PLC产品，有LAD和FBD两种编辑器。

LAD图形指令有三个基本形式：触点、线圈和指令盒。

实例编程：

例1

图1.1为三相异步电动机正反转运行电路。起动时，合上QS，引入三相电源。按下正转控制按钮SB2，KMl线圈得电，其常开触点闭合，电动机正转并实现自锁。

图1.1

当电动机需要反转时，按下反转控制按钮SB3，KMl线圈断电，KM2线圈得电，KM2的常开触点闭合，电动机反转并实现自锁，按钮SBl为总停止按钮。

任务要求用PLC来实现上图所示的三相异步电动机的正反转运行电路

（1）I/O(输入/输出)地址分配

由上述控制要求可确定PLC需要3个输入点，2个输出点，其I／0地址分配如下：

I0.0：停止按钮SB1

I0.1：正转起动按钮SB2

I0.2：反转起动按钮SB3

Q0.0：正转运行用交流接触器KM1

Q0.1：反转运行用交流接触器KM2

PLC的外部硬件接线图

1）方案一：直接用“起一保一停”基本电路实现。

2）方案二：利用“置位/复位”基本电路实现。

3）方案三：利用栈操作指令实现梯形图及指令表。

例2

图2.1为两台电动机顺序起动逆序停止的控制电路图。按下起动按钮SB2，第一台电动机M1开始运行，5s之后第二台电动机M2开始运行；按下停止按钮SB3，第二台电动机M2停止运行，10s之后第一台电动机Ml停止运行；SBl为紧急停止按钮，当出现故障时，只要按下SBl，两台电动机均立即停止运行。

图2.1

任务要求用PLC来实现上图所示的两台电动机顺序起动逆序停止的控制电路，其控制时序图如下图所示。

I/O(输入/输出)地址分配

由上述控制要求可确定PLC需要3个输入点，2个输出点，其I/0地址分配如下：

I0.0：紧急停止按钮SB1

I0.1：起动按钮SB2

I0.2：停止按钮SB3

Q0.0：电动机M1运行用交流接触器KM1

Q0.1：电动机M2运行用交流接触器KM2

根据I／0地址分配及控制时序图可知，当起动按钮SB2被按下时，输入继电器I0.1接通，输出继电器Q0.0置1，交流接触器KMl线圈得电并自保，这时第一台电动机M1运行，5s之后输出继电器Q0.1置1，第二台电动机M2。

开始运行；当按下停止按钮SB3时，输入继电器I0.2接通，输出继电器Q0.1置0，第二台电动机M2停止运行，10s之后输出继电器Q0.0置0，第一台电机停止运行。梯形图及语句表如图所示。

例3

图3.1为三相异步电动机Y-△减压起动的原理图。KMl为电源接触器。KM2为△联结接触器，KM3为Y联结接触器，KT为起动时间继电器。其工作原理是：起动时合上电源开关QS，按起动按钮SB2，则KMl、KM3和KT同时吸合并自锁，这时电动机接成Y联结起动。

图3.1

任务要求用PLC来实现图Y-△减压起动的控制电路，其控制时序图如图所示。利用PLC基本指令中的串、并联及输出指令可实现上述控制要求。

例4

如图4.1是一个库门自动控制示意图。当有汽车接近库门时，超声波开关动作（超声波开关为0N），库门打开，直到上限位开关动作，汽车通过库门，红外线光电开关动作(汽车遮断了光束，光电开关为0N)，汽车完全进入库门后，库门开始关门，直到下限位开关动作，完成一个自动控制过程。

图4.1

如图4-1所示，设小车在初始位置时停在右边，限位开关SQ2处于“0N”状态。按下起动按钮SB0后，小车向左运动，碰到限位开关SQl时，变为右行；返回限位开关SQ2处变为左行，碰到限位开关SQ0时，变为右行，返回起始位置后停止运动。

任务要求用PLC控制小车往复运动，用单序列的顺序功能图编程。

图4-1

（1）I/O(输入/输出)地址分配

由上述控制要求可确定PLC需要4个输入点，2个输出点，其I/O地址分配如下：

I0.0：限位开天SQ0

I0.1：限位开关SQl

I0.2：限位开关SQ2

I0.3：起动按钮SB0

QO.0：接触器KMl小车左行

QO.1：接触器KM2小车右行

小车往复运动的顺序功能图

小车往复运动的控制梯形图

例5

城市隧道要求24小时不间断照明，有时考虑到要节约用电和延长灯的使用寿命，需要分时控制，同时又要有足够的照明，如隧道中有A、B、C三组灯，每天早7点到晚7点，第1组灯亮，晚7点到晚10点3组灯都亮(车多)，晚10点至第二天早7点第2、3组灯亮，要求用一个开关控制三组灯的亮和灭。

（1）I/O(输入/输出)地址分配

I0.0： 控制开关

QO.1、QO.2、QO.3： 三组灯

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