光栅尺在PLC中经典应用案例

来源：苏州连达精密量仪有限公司  发布时间：2022-06-09 11:11:01   点击次数：0

在一般的应用场合下，伺服电机已经可以达到很高的定位精度，但是在一些特殊情况下，例如机械传动精度差，或者结构安装偏差较大的情况下，会导致执行机构的实际定位精度达不到伺服电机的理论精度。在这种情况下，增加光栅尺与伺服电机构成全闭环系统，是一个非常简便与极具性价比的改进方案。

【项目描述】

PLC通过脉冲控制伺服点击进行定位，伺服电机外接光栅尺作为反馈信号，接入伺服电机驱动器的CN5端口，组成全闭环系统，进行精确定位。

【硬件方案】

1. PLC：s7-200 SMART

2. 伺服电机驱动器：ASD-A2系列

3. 光栅尺：AB相5V差分信号光栅尺，4倍频后分辨率为0.005mm/pulse

【全闭环控制架构】

伺服电机按照常规的方式连接好后，将光栅尺信号接入驱动器的CN5端口。注意，此处光栅尺信号需要选择5V差分信号类型，驱动器CN5接线定义如下图：

接线很简单，将光栅尺对应的A+、A-、B+、B-、Z+、Z-及5V和GND线接入CN5口对应管脚即可。

【驱动器参数设置】

线路接好后，需要对驱动器参数进行设置，才可使伺服电机工作在全闭环模式下,请按照如下步骤设置参数。

下面详细讲解一下参数如何设定：

1.全闭环功能参数，P1-74；

P1-74是设定全闭环控制功能的参数，有效控制位位4位，从右向左依次为第1~4位。

第1位：该位控制的是驱动器是否使用全闭环功能，具体参数释义如下图；

我们要使用全闭环功能，所以这一位设置为1。

第2位：CN5端口信号来源选择，具体参数释义如下；

我们将光栅尺的信号接入了驱动器CN5口作为全闭环反馈信号的来源，所以这一位设置为1。

第3位：光栅尺A/B相相位选择，具体参数释义如下；

根据光栅尺安装的情况及机构的运行方式，光栅尺反馈信号可能是A超前B也可能是B超前A，该参数需要根据实际安装情况设定。此处假设为0；

第4位：此位为光栅尺反馈信号滤波功能设置，此处设置为0.
根据上述的参数分析，我们把P1-74参数设置为：00011。

2.光栅尺分辨率参数，P1-72

此参数表示当电机转一圈时，光栅尺返回的脉冲数（4倍频后）是多少，单位是pulse/转。在此案例中，我们的丝杆导程选择的为10mm。也就是说，伺服电机转一圈时，丝杆行走距离为10mm。而我们选用的光栅尺分辨率为0.005mm/pulse，所以当丝杆行走10mm时，光栅尺返回脉冲数为（10÷0.005）=2000，即电机转一圈，光栅尺返回脉冲数为2000个，所以P1-72设置为2000。

3.电子齿轮比设定，P1-44，P1-45

电子尺齿轮比的定义如下图所示：

其中，f1为上位机发出的脉冲指令，f2为作用到伺服电机上的脉冲指令，N代表P1-44，M代表P1-45。

以转1圈为例，假如我们希望伺服电机的行走精度为0.01mm/pulse，由于丝杆导程为10mm，所以电机转一圈，上位机应该发出（10÷0.01）=1000个脉冲，即f1=1000。

由于电机只转一圈，所以f2=光栅尺分辨率=2000。

f2/f1=N/M=P1-44/P1-45=2/1所以P1-44设置为2，P1-45设置为1。

至此，一个基于台达ASD-A2系列伺服电机的基础全闭环系统搭建已经完成，上位机通过脉冲控制伺服电机可以得到更高的控制精度了。