基于PLC的機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)

　　2.2 系統(tǒng)工作原理
　　系統(tǒng)原理如圖2所示，可控環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用交叉聯(lián)接方式，整流變壓器的一個副邊繞組接成Y型，另一個接成△ 型，2個交流電源的相位錯開30°，其環(huán)流電壓的頻率為l2倍工頻。為了抑交流環(huán)流，在2組可控整流橋之間接放了2只均衡電抗器，電樞回路中仍保留一只平波電抗器。
　　控制電路主要由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR、電流調(diào)節(jié)器ACR、環(huán)流調(diào)節(jié)器ARR， 正組觸發(fā)器GTD、反組觸發(fā)器GTS、電流反饋器TCV組成(見圖2)，其中2組觸發(fā)器的同步信號分別取自與整流變壓器相對應(yīng)的同步變壓器。
　　  
　　圖2 工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)直流伺服系統(tǒng)原理圖

　　系統(tǒng)給定為零時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR、電流調(diào)節(jié)器ACR被零速封鎖信號鎖零。此時，系統(tǒng)主要由環(huán)流調(diào)節(jié)器ARR組成交叉反饋的恒流系統(tǒng)。由于環(huán)流給定的影響，2組可控硅均處于整流狀態(tài)，輸出的電壓大小相等、極性相反，直流電機(jī)電樞電壓為零，電機(jī)停轉(zhuǎn)，輸出的電流流經(jīng)2組可控硅形成環(huán)流。環(huán)流不宜過大，一般限制在電機(jī)額定電流的5%左右。正向啟動時，隨著轉(zhuǎn)速信號Ugn的增大，封鎖信號解除，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR輸正， 電機(jī)正向運(yùn)行。此時，正組電流反饋電壓+Ufi2反映電機(jī)電樞電流與環(huán)流電流之和; 反組電流反饋電壓-Uril反映了電樞電流， 因此可以對主電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。而正組環(huán)流調(diào)節(jié)器輸入端所加的環(huán)流給定信號-Ugih和交叉電流反饋信號-Ufil對這個調(diào)節(jié)過程影響極小。反組環(huán)流調(diào)節(jié)器的輸入電壓為(+Uk)+(-Ugih)+(Ufi2)，隨著電樞電流的不斷增大，當(dāng)達(dá)到一定程度時，環(huán)流自動消失，反組可控硅進(jìn)入待逆變狀態(tài)。反向啟動時情況相反。另外，可控環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)制動時仍然具有本橋逆變，反接制動和反饋制動等過程。由于啟動過程也是環(huán)流逐漸減小的過程， 因此， 電機(jī)停轉(zhuǎn)時，系統(tǒng)的環(huán)流達(dá)最大值。環(huán)流有助于系統(tǒng)越過切換死區(qū)，改善過渡特性。
3、 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)
　　程序設(shè)計(jì)方案為手動輸入一個角度值，讓電機(jī)轉(zhuǎn)動，通過與電動機(jī)相聯(lián)的光電碼盤來檢測電動機(jī)轉(zhuǎn)的角度，將轉(zhuǎn)動角度變成脈沖信號。由于電動機(jī)的轉(zhuǎn)速非?？?，所以只能把脈沖信號送往PLC的高速計(jì)數(shù)器。然后將計(jì)數(shù)器的脈沖記錄與手輸入的進(jìn)行比較，如果兩者相等說明電動機(jī)已經(jīng)到達(dá)指定角度位置，否則繼續(xù)進(jìn)行修正。值得注意的是，由于電動機(jī)從轉(zhuǎn)動突變到停止會有一定的慣性， 因此在進(jìn)行信號比較時應(yīng)允許有一定的誤差，不然電動機(jī)就會始終處在修正位置狀態(tài)。系統(tǒng)程序框圖如圖3所示。

 
 　　圖3 系統(tǒng)程序框圖