基于S7—200SmartPLC伺服电机位置控制系统的应用

汪涛 郎茂坤 杨波

随着工业4.0以及中国制造2025的提出，工业自动化的发展越来越迅速，对伺服电机的位置控制精度要求越来越高。本文基于一个西门子S7-200 Smart PLC与台达A2系列伺服的位置控制方法，以西门子S7-200 Smart PLC为控制单元，通过高速脉冲输出控制伺服驱动器，伺服驱动器带动电机运转，利用伺服电机上的编码器发出脉冲信号构成位置反馈，从而实现对电机的精确位置控制。

S7-200 Smart;伺服电机;高速脉冲;位置控制

1引言

本文是基于西门子小型PLC S7-200 Smart，此款PLC是一种编程简单，控制方便的可编程控制器，它提供了多种方式用于位置控制。本文将研究如何利用此款PLC实现对伺服电机运动位置较为精确的控制。

2控制系统简介

本文伺服控制系统主要由交流伺服电机、编码器和伺服驱动器。伺服控制系统的工作原理是伺服驱动器发送运动命令信号，驱动伺服电机运转，同时接收来自编码器的反馈信号，然后重新计算伺服电机运动位置，从而达到精确控制。本系统采用西门子S7-200 Smart PLC作为控制模块，用于需要高速脉冲驱动伺服电机，采用晶体管输出型，故选用CPU ST40 DC/DC/DC型PLC。伺服驱动器及伺服电机选用台达A2系列产品。

3系统硬件设计

3.1 硬件接线图

硬件接线图如下图所示;此硬件部分主要分为以下几部分：输入I/O信号，Smart ST40系列PLC、A2伺服驱动器、伺服电机。其中输入输出端子需要PLC PTO控制向导进行配置;同时在PLC的脉冲输出端需要接一个2K的电阻，主要用于降压限流，保护驱动器的输入信号。

3.2 PLC I/O分配表

I/O分配表如表所示：Q0.0用于发送脉冲信号，控制电机的转速及定位位置;Q0.1用于接入伺服使能型号;Q0.2用于控制伺服电机的运转方向;I0.0接入左限位开关（LMT+），I0.1接入右限位开关（LMT-），I0.2接入参考点位置开关（RPS）。

3.3 伺服控制器参数设置

3.4 PLC运动控制向导配置

4系统程序设计

4.1 PLC运动控制子程序简介

根據3.4运动向导生成11个功能各不相同的运动控制子程序，为了减少程序占用的空间，按照程序设计需求灵活配置运动子程序;主要子程序介绍如下：

4.2 PLC梯形图程序x

4.3 案例程序设计

5总结

通过本文可以看到，西门子S7-200 Smart运动控制指令向导，简单方便的实现了对伺服电机的位置控制，本设计结构简单、成本低、定位精准，为小型PLC与伺服控制系统在位置控制领域相结合提供了有益参考。

参考文献

[1]廖常初. PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2015

[2]吉顺平.可编程控制器应用及原理 .北京：机械出版社，2011

作者简介：汪涛（1988-），男，安徽合肥人，毕业于安徽建筑大学，学士，自动化专业。