基于台达PLC和变频器的位置控制系统实现

　　1 引言

　　当今自动化控制产品日新月异，相同功能的实现有各种各样不同的方式。比如很多设备上都要使用的定位控制的实现就有很多种方法。有的利用单片机结合伺服系统实现定位控制;有的使用plc高速脉冲输出功能或配定位单元结合伺服系统实现;还有的利用变频器的多段速控制来实现定位控制。但不同的定位控制系统有不同的特点，成本也有很大的差异，于是针对不同的设备对精度和响应速度的要求，选用合适的定位控制系统以实现最优的性价比就非常必要。本文介绍一个高性价比的，应用台达plc的高速计数器和与变频器通讯的功能来实现的定位控制的例子。

　　2 控制实例

　　切纸机械是印刷和包装行业最常用的设备。其完成的最基本动作是:把待裁切的材料送到指定位置，然后进行裁切。其控制的核心就是一个单轴的位置控制。我们已经成功的利用plc对变频器的端子进行控制，实现多段速调速，从而完成这个单轴控制。因为考虑到控制成本和操作的方便性，我们又应用台达的esplc和vfd-b变频器通过通讯来实现这个位置控制。

　　3 系统的构成

　　plc作为控制的核心，主要用来接收编码器的反馈信号实现对当前位置的检测，通过和设定值的比较用通讯功能来控制变频器的输出频率从而实现精确定位。同时通过hmi可以方便的设定plc的一些内部寄存器值进行人机交互，并且变频器的工作频率可以在hmi上方便修改和直观显示。台达的dvp系列plc都具有两个通讯口，com1是rs232，com2是rs485，支持modbus ascii/rtu通讯格式，通讯速率最高可达115200bps，两通讯口可以同时使用。所以无需用任何扩展模块就可以实现既可连接用于参数设置的人机界面又可用通讯的方式控制变频器等其它设备。并且dvp系列plc提供了针对modbus ascii/rtu模式的专用通讯指令，这样在编写通讯程序时就可以大大简化，无需像用串行数据传送指令rs那样要进行复杂的校验码计算和遵循复杂的指令格式。台达的vfd系列变频器内建有单独的rs-485串联通讯界面，并且也遵循modbus ascii/rtu通讯格式(vfd-a系列除外)。基与这些特点选用了性价比优异的dvp es plc和vfd-b变频器。整个系统的结构图如图1所示。

图1 控制系统框图

　　4 plc的i/o分配

　　由于使用了通讯控制，可以省去用于控制变频器的五个输出点，plc输出点的使用减少了。因此选用了dvp14es00r2和一个扩展模块dvp08xm11n。i/o点的分配见表1。需要注意的是dvp14es plc的扩展模块地址输入点是从x20开始，输出点是从y20开始。

　　表1 plc i/o分配表

　　5 es系列plc高速计数器应用