运动控制有哪些方法和途径_运动控制有哪些方法

所谓“运动控制”，是指利用伺服系统控制机械传动的位置、速度等物理量的过程。比如控制机床的传送带和刀具，完成精确的工件切割。运动控制系统主要包括运动控制器、伺服驱动器、伺服电机和编码器。运动控制器是具有运动控制功能的PLC的CPU或专用运动控制模块；伺服驱动器用于接收运动控制器的命令，完成伺服电机的运动控制；伺服电机是执行机构，用来驱动工艺轴运动；伺服电机内置编码器，可以将电机的位置反馈给伺服驱动器或运动控制器，从而形成闭环控制。

西门子SIMATIC S7-1200系列PLC集成了运动控制功能，可以多种方式控制伺服驱动器。

1、简而言之，有三种运动控制方法：

1)脉冲步进电机；

2)上位机plc编码器调节电机；

3)PLC位置开关普通(调速)电机；2、什么运动由什么方法控制：

1)例如刺绣工艺适用于：脉冲步进运动控制方式；

2)比如万能铣床的工作台，用于前后、上下、左右、旋转：PLC位置开关普通(调速)电机。

3)比如机械手适用于：PLC位置开关普通(调速)电机，以及上位机PLC编码器调速电机；3、如果您的系统使用PLC位置开关普通(调速)电机就足够了，您可以使用“PLC位置开关普通(调速)电机”。该系统具有转换迅速、动作敏捷、使用操作维护方便简单、工作稳定可靠等优点。

下面说说S7-1200的运动控制方法。

对于固件版本高于或等于V4.1的S7-1200的CPU，有三种方法来控制伺服驱动器：

(1) ProFi Drive: ProFi Drive是基于PROFIBUS或PROFINET总线的驱动技术标准，包含在国际标准IEC61800-7中。PROFIdrive定义了一个运动控制模型，其中包含各种设备。设备通过预设的接口和消息交换数据，这些接口和消息称为PROFIdrive消息帧。每个消息帧都有一个标准结构，可以根据具体应用选择不同的消息帧。通过PROFIdrive消息框架，可以传输控制字、状态字、设定值和实际值。基于PROFIdrive的S7-1200运动控制原理图如下：

在上图中，伺服电机内置编码器的信号有四种反馈模式：

反馈给伺服驱动器；

直接反馈给CPU直通车；

CPU连接到分布式处理模块，通过总线读取数据；

直接连接到CPU的高速计数器通道；

无论哪种方式，PROFIdrive都能形成闭环控制；

(2) PTO模式：PTO的全称是“脉冲串输出”，即“脉冲串输出”。运动控制器通过向伺服驱动器发送占空比为50%的脉冲序列来控制伺服电机的速度。以CPU1215C为例，它总共支持四个脉冲串输出(Pulse1~Pulse4)，每个脉冲信号支持四种PTO模式，即：

PTO(脉冲A和方向B，脉冲A和方向B)；

PTO(向上计数A和向下计数B，向上计数A和向下计数B)；

PTO(A/B相移)；

PTO(A/B相移-四倍，A/B相位-四倍)；

如下图：

其中，PTO(脉冲A和方向B)是一种常见的方法。这种PTO模式使用CPU的两路输出：一路(a)产生高速脉冲串，另一路(b)控制伺服电机的运动方向。通过控制脉冲序列的频率，可以控制电机的速度。

PTO模式可以开环控制，也可以将电机的编码器连接到CPU的高速计数器上进行位置计数，形成闭环系统。基于S7-1200 PTO的运动控制原理图如下：

(3)模拟模式：该模式以模拟信号作为伺服驱动器的给定信号，通过模拟信号的变化来控制伺服电机的速度。以SINAMICS V90为例，它可以接受10V的速度给定信号。我们可以用S7-1200的信号板“AQ 1x12 BIT”输出10V的电压信号。通过连接信号板的输出和V90给出的信号，我们可以通过模拟控制运动。

模拟运动控制方式也必须形成闭环系统，编码器信号可以利用高速计数器或总线反馈给CPU。基于模拟量的S7-1200运动控制图如下：

好了，关于S7-1200的运动控制到此为止。