四向车西门子PLC1200脉冲控制伺服与总线型控制方式思考

一、前言

1.四向穿梭车运动控制系统由硬件设备和软件系统两部分构成，硬件设备包括主控、运动、感知三大模块。主控模块由 plc、控制继电器等构成。运动模块由伺服电机、横纵向轮组构成。感知模块由光电传感器、超声波传感器等构成。用户面向上位机交互软件，上位机交互软件调用底层运动控制接口对四向穿梭车进行控制
2.四向穿梭车的运动控制一般通过 plc 以及伺服电机实现。伺服电机有位置
模式和速度模式两种运动方式。位置模式按照四向穿梭车的真实行驶位置作为
参考，速度模式按照四向穿梭车每个时刻的真实速度作为参考。相比于速度模
式，位置模式的运动方式更为安全。
3.对位置控制的几种方式做了探讨思考

二、西门子1200PLC脉冲控制

1200轴控制：
1.内部脉冲发生器规划运动控制，根据距离生成脉冲总数、根据最大速度以及轴组态S曲线生成速度（脉冲/秒）
2.PTOSliceTime=2ms，决定内部超驰响应时间
3.伺服跟随PLC脉冲，开环控制跟随响应慢，没总线型伺服直接闭环控制电机，伺服规划其运动控制好
4.运动控制算法在PLC较高控制器层级、没有伺服本身做运动控制器较低的运动控制层级更能发挥电机的性能
5.伺服驱动器跟随性能，PLC发第200个脉冲，伺服因位置滤波器、内部处理算法，其响应正在执行第几个脉冲？

1.脉冲控制方框图

三、1200轴控制_PROFIdrive

编码器接入PLC形成闭环系统，PLC根据电机或者设备反馈状态实时调整输出

四、1200轴控制_模拟量

其余与PROFIdrive组态相同

五、总线控制伺服

1.PLC处于控制层级较上一层，伺服驱动器处于控制层级较下一层，直接控制电机且与电机编码器组成闭环系统。PLC上位控制器发送目的位置、最大速度、加减速度至伺服控制器。伺服自动规划路径与速度曲线，且根据电机反馈实时调整。此时只需要调整速度环、位置环、刚性、惯量比、位置平滑滤波器、S速度曲线、加速度、减速度等。可以达到设备平稳且高效，对电机冲击也更小。2.在运动中动态修改位置与速度时，伺服控制器本身可以平滑过度位置与速度，不像PTO脉冲控制，	PLC使用多个指令超驰响应刷新新的位置控制、PLC的处理周期\PTO本身的时间段、伺服响应的延时。均导致在动态中调整设备达不到最理想的效果，导致最终停止的位置不准。3.目前西门子PLC1200不支持canopen协议，虽然有新增can模块，但不如本事芯片自带经济与响应好。4.PLC的脉冲控制方式就像一个人抽鞭子控制马前进多少步一样。需要连续不断的鞭子和改变鞭子的速度，PLC控制层级需要不断占用CPU资源与计算，且开环纯靠模型计算的控制方式，没有反馈系统。且在运动改变目的位置时，均不如总线型伺服控制方便和发挥电机的性能且降低PLC的程序难度。

六、仿真测试