觸摸屏與PLC組成的伺服電機控制系統分析

王笑

摘 要：隨著數控技術、智能化、自動化技術的進一步發展，觸摸屏和PLC（可編程控制器）技術在很多領域的控制系統中都得到了很好的應用。通過使用觸摸屏與PLC組成的伺服電機控制系統，能夠大大提升控制效果，實現理想的控制目標，促進生產和發展的有效開展。本文主要結合觸摸屏與PLC組成的伺服電機的特點，探究系統的構成和工作原理，并用實際的應用方向探討觸摸屏與PLC組成的伺服電機控制系統在控制系統中的應用。

關鍵詞：觸摸屏 PLC 伺服電機控制系統 應用

中圖分類號：TM34 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）11（b）-0089-02

隨著人們消費水平的不斷提升，對于產品的質量和創新等要求也越來越高，這給生產企業帶來很大的困難，要生產出高規格和高質量產品，僅僅依靠傳統的人工是很難實現的。新時期，生產企業只有不斷提升技術水平，強化先進設備應用，打造智能自動控制系統，才能滿足這種需要，提升生產效率和質量。將觸摸屏與PLC組成的伺服電機控制系統應用到生產領域中，能夠不斷提升生產質量，優化生產流程，促進企業生產發展的有效開展，滿足消費者的各種需要。對此，企業需要進一步探究觸摸屏與PLC組成的伺服電機控制系統的特點和功能，把握其工作原理，才能更好地應用該控制系統并服務生產。

1 系統構成

在觸摸屏與PLC組成的伺服電機控制系統中，觸摸屏、可編程控制器、伺服電機、驅動器等是主要的組成構件，該控制系統中使用的驅動器和伺服電機主要是三洋產的Q系列產品，該系列產品的伺服電機性能相對優越，作為控制系統的主要執行單元，其發揮的主要功能是實現系統的動力輸送，能夠進行位置、動態、速度、輸出信號、報警記錄、電子齒輪等功能實現。

控制系統的PLC采用的是日本富士公司生產的Micrexsx spb系列產品，PLC是控制系統的核心控制單元。

而觸摸屏主要選用的也是富士公司生產的設備，觸摸屏的使用主要是發揮顯示功能，對于控制系統的工作狀態等信息進行直觀顯示，顯示屏上還裝有開關按鈕，能夠進行輸入指令的操作，實施PLC的數據交換功能，觸摸屏是控制系統實現人機交互的主要渠道，能夠對于系統的運行實施動態監控和顯示，能夠方便工作人員進行相關驅動器參數的設定，實現輸入和設置功能。

2 控制系統功能

觸摸屏與PLC組成的伺服電機控制系統的主要功能是通過對伺服電機的控制，發揮控制目標，按照控制模式的差異，還可以將對電機的控制劃分成位置控制模式，內置速度控制模式、速度控制模式以及手動控制模式。借助觸摸屏的現實設備，還可以試試對控制模式進行自主選擇和切換，實現有效的人機交互目標。在整個體系中，伺服電機的功能實現是確保控制效果的關鍵，因此，針對伺服電機的工作原理和選擇進行著重介紹。

2.1 伺服點擊工作原理

該系統的工作原理是執行CNC裝置系統發出的指令信息，包括位置和速度，這些信息經過伺服驅動電路的過程中，會被電路系統進行相應的轉換和放大處理，放大轉換后的指令信息經過伺服電動機以及機械傳動機構來驅動機床工作臺等運動部件使得機床的運動得以進行。所以，伺服系統是一種自動控制系統，其控制量就是控制系統運動部件的位置和速度。

2.2 伺服進給系統

伺服進給系統是一個很典型的機電一體化系統，主要由位置控制單元、速度控制單元、驅動元件（電機）、檢測與反饋單元和機械執行部件幾個部分組成。伺服機電、機械傳動機構、伺服驅動電路等共同構成了伺服進給系統。其主要的運作方式是伺服驅動電路將整個數控系統傳達的位置與速度的信息指令執行轉變和擴大，再經由伺服驅動電路轉化和擴大之后，由機械傳動機構、伺服驅動裝置以及驅動機床的執行工件對這些信息進行快速進給和工作進給。

在對伺服系統進行設計時，選用閉環控制系統更為合適。該控制系統的數控機床在數控裝置發出指令脈沖后，當指令值送到位置比較電路時，此時若工作臺沒有移動，即沒有位置反饋信號時，指令值使伺服驅動電動機轉動，經過齒輪等傳動元件帶動設備工作臺移動。裝在設備工作臺上的位置測量元件，測出工作臺的實際位移量后，后反饋到數控裝置的比較器中與指令信號進行比較，并用比較后的差值進行控制。若兩者存在差值，經放大器后放大，再控制伺服驅動電動機轉動，直至差值為零時，工作臺才停止移動。根據閉環控制系統的運作，可以看出，該運作系統具有精確度高的優點，但是這種控制系統的調試和維修工作較為麻煩，所以在對該系統進行設計時要注意系統的穩定性設置。

2.3 伺服進給系統電機和伺服驅動裝置的選型

在選擇伺服進給電機時，要注意所選的伺服進給電機要滿足幾點要求：第一，電機的額定轉矩要在所有的進給速度的范圍內大于空載進給扭矩；第二，電機額定轉矩要大于最大的負荷扭矩；第三，進給的負荷慣量和電機轉動慣量要十分匹配；第四，電機的最大轉矩應大于定位加速時的最大扭矩。

3 觸摸屏與PLC組成的伺服電機控制系統的具體應用

3.1 在包裝機控制系統中的應用

現階段，包裝是產品生產的關鍵環節之一，包裝質量直接影響產品的銷售，在包裝中使用觸摸屏與PLC組成的伺服電機控制系統，往往需要綜合機械、光、電力等元素進行考量，通過使用觸摸屏與PLC組成的伺服電機控制系統，能夠有效提升包裝工作的效率和質量。包裝的工作包括包裝袋的生產、袋口壓實和切斷，并且將包裝好的產品以此輸送出來。

廠家只需要根據生產包裝的要求，在觸摸屏上設置好包裝的相關生產參數，調節好生產速度，就可以進行有效的包裝流程開展。且采用觸摸屏與PLC組成的伺服電機控制系統進行包裝，也能夠有效替身更協調的穩定性能，提升包裝精度和流暢性，提升包裝工作效率。

3.2 在筑路機械中的有效應用

隨著交通的快速發展，道路工程也在火熱開展中，道路工程的工程量巨大，質量要求也不斷提升，要提升工程質量和效率，采用觸摸屏與PLC組成的伺服電機控制系統能夠有效實現建筑目標，實現道路工程建設的現代化發展目標。借助觸摸屏與PLC組成的伺服電機控制系統，道路工程建設中，可以對發動機的運動參數、狀態、位移、轉向等實現精準的控制，還可以設置檢測功能，并且對筑路過程中的相關機械設備實施控制目標，能夠實現大規模的生產施工自動化，提升建筑效率。

4 結語

除了在包裝和筑路中的應用，目前，觸摸屏與PLC組成的伺服電機控制系統在很多領域都有應用，且應用效果較好，發揮了巨大的應用價值。隨著觸摸屏與PLC組成的伺服電機控制系統相關技術的進一步完善，其功能還在不斷提升，未來該控制系統將在更多領域發揮價值。

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