孙锡保

摘 要：经过多年教学实验，并与同事反复探讨，研究PLC+变频器控制异步电机实现定位功能。

关键词：PLC；变频器；皮带输送机构；物料定位；输入输出地址；梯形图

今天PLC与变频器的飞速发展，推动了异步电动机调速应用迅速推广。PLC、变频器和异步电机组合可以减少机械传动环节，控制设备的加减速、 多段速运行，降低设备的转动惯性，减少设备磨损程度，延长其使用寿命；而较少应用于精确定位场合，原因是变频器采用的是开环控制，未能有效收集处理反馈信号。在精确定位场合更多使用步进与伺服控制，步进控制应用于小惯量、 低负载场合，伺服应用于大惯量、高负载场合。 采用伺服控制可实现最好的控制精度，但其价格高昂而限制其广泛应用。

THJDQG-1型生产线是天煌教仪为职业教育培训研制的通用性模拟生产线设备，可以满足实训教学或技能竞赛需求，由皮带输送机构、PLC、变频器、触摸屏以及上料机构、搬运机械手和分类仓储组成，它在接近工业生产制造现场的基础上又针对教学实验实训进行了专门设计，适合机电一体化、电气自动化等相关专业的教学、培训和竞赛，并且是多省市维修电工职工技术运动会考核设备，我院2010年采购2台此设备，并参加河南省第三届职工竞赛。

图1是皮带输送机构，主要完成传感器的检测和物料的传送，能将工件由A工位经皮带输送线运到B工位， 由皮带输送线、三相异步电动机（由变频器控制）、编码器以及电容传感器、电感传感器、色标传感器等组成。

当物料被推料气缸推到A工位后，PLC启动变频器，三相交流异步电机以30Hz的频率运行，皮带开始输送物料。物料分别经过三个分类传感器检测后，物料最终被传送到终点B工位时，变频器停止运行，传送带停止工作。普通技能训练可以通过挡板将工件停下，只要到位即可，河南省第三届职工竞赛维修电工试题将挡板卸下，要求通过程序将工件精确停在B工位，即搬运机械手下方，便于搬运机械手抓取，如果定位不准确，机械手会撞在工件上，导致考试失败。经过与同事反复交流探讨以及近几年变频器实训教学发现，PLC+变频器控制异步电机可以实现定位功能，本文结合皮带输送机构的工作状况，探讨采用以上组合来实现精确定位控制的方法，以快速培养可持续发展的机电一体化高技能人才。

设计思路：利用触摸屏上的减速位置数值输入和停止位置数值输入，分别设定PLC数据寄存器D200数值和D201数值，进而设定工件移动位移，其中D200≈0.9 * D201；将硬件旋转编码器串接在三相异步电动机并与电动机同步旋转，负责将电动机的旋转信号转换成脉冲输出到PLC，构成闭环控制；接着PLC收集从旋转编码器传送回的脉冲信号与位移转换成的数字量进行比较，当 C235脉冲数= D200数字量处进行减速，在C235脉冲数= D201数字量处将停止，控制变频器的减速与停止状态，变频器外加制动电阻提供能耗制动。

首先 完成输入输出地址的分配

其次 完成PLC外部接線图设计

PLC设置：利用脉冲端口接收脉冲信号，其他输入端口作为接收普通开关信号输入，输出为开关信号；变频器设置：设多段运行方式，分别设置加减速。如图2所示：

按照接线图完成PLC与变频器之间的接线，认真检查，确保正确无误。通过计算机编辑梯形图，使用SC-09通讯编程电缆将下载程序至 PLC中，进行物料定位程序调试，通过监控观察触点、线圈动作情况。通过物料在皮带输送线上长期试验，其结果运行稳定，表明PLC+普通变频器可以实现准确定位。

参考文献

[1]FX1S1N2N2NC 编程手册 .2004

[2]THJDQG-1型光机电气一体化控制实训系统实训指导书.天煌教仪.2010