中空旋转工作台

台湾原装进口法拉特FALATE精密中空旋转工作台，中空旋转平台减速机，台湾FALATE法拉特精密中空旋转工作台，中空旋转平台减速机，伺服电机专用中空旋转工作台，步进马达专用中空旋转工作台久减速机，为了满足工业现场稳定、高精度的运动控制要求，以西门子新型模块化高性能S7-1200 系列 PLC 和松下 A5 系列伺服控制器为控制核心，采用与伺服控制器相配套的松下伺服电机，设计了 4轴伺服运动控制系统，进行了控制系统的整体硬件设计，介绍了系统地址分配和数据传输、PLC 和伺服控制器的接线和伺服参数设置、相关 PLC程序设计、触摸屏控制界面设计.经调试运行表明：系统运行稳定、控制精度高，适用于工业机械手伺服控制等多种伺服控制场合，具有良好的应用价值.

       关键字：运动控制；可编程逻辑控制器；伺服控制

       1、 前言

       现代工业对于控制系统的响应时间、响应速度、稳定性等性能指标的要求越来越高.根据实际项目设计需要，选择了西门子PLC、松下伺服电机及伺服控制器等集成 4 轴伺服控制系统，将 PLC技术、伺服控制的优势有机结合起来，使运动性能达到更好的水平.在由传动制造逐渐转向智能制造的，多轴伺服的应用将越来越重要，该系统有良好的应用价值.

       2 、伺服控制系统的结构设计

        2.1控制方案的硬件选择

       控制系统的应用对象为四自由度的龙门式堆焊机，采用模块化 PLC+伺服控制器进行运动控制.该方案在系统的响应时间和控制精度、实时性、同步性能等方面不如专用控制器，但，适合定位间隔频率和同步性要求一般的场合.根据项目实际的系统要求，定位间隔时间为几十毫秒，同步要求不高，采用该方案满足系统的需要，性价比较高.

        2.2西门子 S7-1200 多轴伺服系统的组成

       系统硬件部分选型：CPU1214C DC/DC/DC；西门子KIP1000 Basic 触摸屏；松下 MHMJ022G1V交流伺服电机，额定输出功率 200W，额定转速 3000r/m，额定电压单相 / 三相 200V，配 20bit增量式编码器；伺服驱动器选用松下 MB-DK2510E 全数字交流伺服驱动器.一台 1214C DC/DC/DC CPU 集成了 4路脉冲输出接口，能够控制四个伺服控制器以达到控制四台伺服电机的目的，实现 4个轴的定位，并实现多个电机的工作和停止.采用西门子 SIMATIC KIP1000 Basic触摸屏作为上位机，实现对伺服系统运行状态的实时监控.S7-1200在运动控制中使用了轴的概念，通过对轴的组态，包括硬件接口、位置定义、动态特性、机械特性等，与相关的指令块（符合 PLCopen规范）组合使用，通过对轴的组态可实现位置、相对位置、点动、转速控制及自动寻找参考点的功能.CPU 输出脉冲、向信号至 ServoDrive，伺服驱动器再将该信号处理后输出到伺服电机，控制电机加减速、移动到指定位置；编码器信号输入到伺服驱动器形成半闭环控制，用于计算速度与当前位置；用PLC 内部的高速计数器测量CPU 上的脉冲输出，计算速度与位置.

        2.3软件平台

       需要用到的相关软件平台：TIA Portal V13、PANATERMV5.0 Manual.TIA Portal是西门子公司开发的高集成度工业组态软件，提供了直观易用的编辑器，可支持西门子系列PLC编程.还为硬件配置，网络配置、诊断等提供了通用的工程组态框架.PANATERM V5.0 Manual 是松下 A5伺服驱动器专用的伺服参数配置软件，能够实现伺服参数的快速设置，有效缩短了伺服系统的开发周期.

       3 、系统的地址分配及接线图

       系统为四轴伺服驱动设计，下面以一个轴为例介绍PLC 控制器，伺服驱动器以及伺服电机的地址分配与连线.1214C DC/DC/DC模块为晶体管输出，CPU 模块本体集成了一个 PROFITNET 以太网接口，用于编程、HMI 和 PLC之间通信.该 CPU固件版本为 V4.0，集成输出点 Q0.0~Q1.1均可作为 PTO脉冲串输出和方向信号的输出点，可在博图组态软件中自由组态确定脉冲串输出点和方向信号输出点.组态定义 Q0.0为高速脉冲输出连接至伺服驱动器 X4-3 引脚，在 PTO 输出模式下，Q0.0 能提供高达 100k HZ 的脉冲.Q0.1连接至伺服驱动器 X4-5 引脚，控制脉冲方向.组态定义 Q0.2 为伺服 ON 输入连接到X4-SRV-ON引脚，使能伺服驱动器.PLC 的 Q0.3 连接至伺服驱动器 X4-A-CLR，作为报警清除输入.伺服驱动器的引脚S-RDY+ 接至 I0.0，给 PLC 提供伺服准备就绪信号.