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基于PLC的伺服电机控制系统开发

1、课题背景

PLC（ProgrammableLogicController）名为可编辑逻辑控制器，诞生于

上个世纪，其功能强大、使用方便、性价比高、可靠性抗干扰能力强的优异特点

使它成为了现代化工业改革中控制系统方面的一面旗帜。而伺服电机是工厂自动

化、数控机床、机器人等机电一体化中的重要驱动部件。两者都广泛运用在工业

领域，而它们的结合更是给整个现代工业带来了翻天覆地的变化。

伺服系统（servomechanism）又称随动系统，是用来精确地跟随或复现某个

过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟

随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。它的主要任务是按控制命

令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度

和位置控制非常灵活方便。在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出

量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位

移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角），其结构组成和其他形式的反馈

控制系统没有原则上的区别。伺服系统最初用于国防军工,如火炮的控制,船

舰、飞机的自动驾驶,导弹发射等,后来逐渐推广到国民经济的许多部门,如自动

机床、无线跟踪控制等

纵观我国的工业自动化水平还依旧处于发展阶段，无论是控制系统还是网络

化程度都和发达国家之间存在明显的差距。其中有大多数工厂依旧使用传统机床

和生产加工线，这些工厂和企业急需爆发出新的生命力来响应国家的政策。并且

近年来我国强调经济的可持续发现和现代工业化的转变，PLC伺服控制应用将是

其中必不可少的一份子。因此从它的发展趋势来看，它在我国工业应用领域的拓

展和深入将是必然实现的。

而本课题基于PLC的伺服电机的控制系统，便是顺应时代的潮流。在plc

深入改革工业世界的同时，运用自己所学的基础知识和专业知识来设计并解决问

题。

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2、文献调研

2.1PLC伺服系统在国内发展现状

2012年沈阳理工大学机械电子工程的王瑜硕士在导师陈白宁的辅导下研究

以钢管切割生产线中的自动定长切割设备为对象，提出了锯片在高速旋转的过程

中变速进给切削的新理念，研究开发了可以变速、定长切割，具有设备可靠性高、

结构简单、易于调试等特点的冷切割设备控制系统。该系统自动化程度高，可靠

性高，钢管的切削质量高，锯片的使用寿命长。

2013年南京师范大学电气工程的刘佳佳硕士在导师鞠勇的指导下，根据江

苏某集团有限公司根据市场需求开发的轴承压入机项目。针对轴承压入机的机械

,PLCPLC

结构与工作特点采用基于的伺服运动系统实现轴承压入控制。实现了

伺服控制系统精确定位的设计与研发,采用手动和自动两种操作方式对系统进行

,

精确定位。并且实际使用效果良好达到了设计的要求。实验表明该精确定位系

统具有较高的精确性。

2010年广西师范大学硕士喻伟闯在导师罗晓曙的指导下，研究从光纤连接

器插针的高精度研磨需求出发,与某台资光纤插针生产企业合作研发出一套光纤

连接器研磨机伺服控制系统。主要研究了伺服系统的组