1引言

　　隨著現代科學技術的發展，PLC己廣泛地應用於(yu) 工業(ye) 控製微型計算機中。

　　目前，工業(ye) 機器人關(guan) 節主要是采用交流伺服係統進行控製，本研究將技術成熟、編程方便、可靠性高、體(ti) 積小的SIEMENSS-200可編程控製器，應用於(yu) 可控環流可逆調係統，研製出機器人關(guan) 節直流伺服係統，用以對工業(ye) 機器人關(guan) 節進行伺服控製。

2工業(ye) 機器人關(guan) 節直流伺服係統

　　工業(ye) 機器人關(guan) 節是由直流伺服電機驅動，通過環流可逆調速係統控製電機的正反轉來達到對工業(ye) 機器人關(guan) 節的伺服控製的目的。

　　2.1控製係統結構

　　係統采用SIEMENS7-200型PLC，外加D／A數模轉換模塊，將PLC數字信號變成模擬信號，通過BT―I變流調速係統（主要由轉速調節器ASR、電流調節器ACR、環流調節器ARR，正組觸發器GTD、反組觸發器GTS、電流反饋器TCV組成）驅動直流電機運轉，驅動機器人關(guan) 節按控製要求進行動作。係統結構如圖1所示。

　　圖1機器人關(guan) 節直流伺服係統結構示意圖

　　2.2係統工作原理

　　係統原理如圖2所示，可控環流可逆調速係統的主電路采用交叉聯接方式，整流變壓器的一個(ge) 副邊繞組接成Y型，另一個(ge) 接成△型，2個(ge) 交流電源的相位錯開30°，其環流電壓的頻率為(wei) l2倍工頻。為(wei) 了抑交流環流，在2組可控整流橋之間接放了2隻均衡電抗器，電樞回路中仍保留一隻平波電抗器。

　　控製電路主要由轉速調節器ASR、電流調節器ACR、環流調節器ARR，正組觸發器GTD、反組觸發器GTS、電流反饋器TCV組成（見圖2），其中2組觸發器的同步信號分別取自與(yu) 整流變壓器相對應的同步變壓器。

　　圖2工業(ye) 機器人關(guan) 節直流伺服係統原理圖

　　係統給定為(wei) 零時，轉速調節器ASR、電流調節器ACR被零速封鎖信號鎖零。此時，係統主要由環流調節器ARR組成交叉反饋的恒流係統。由於(yu) 環流給定的影響，2組#p#分頁標題#e#可控矽均處於(yu) 整流狀態，輸出的電壓大小相等、極性相反，直流電機電樞電壓為(wei) 零，電機停轉，輸出的電流流經2組可控矽形成環流。環流不宜過大，一般限製在電機額定電流的5％左右。正向啟動時，隨著轉速信號Ugn的增大，封鎖信號解除，轉速調節器ASR輸正，電機正向運行。此時，正組電流反饋電壓+Ufi2反映電機電樞電流與(yu) 環流電流之和；反組電流反饋電壓-Uril反映了電樞電流，因此可以對主電流進行調節。而正組環流調節器輸入端所加的環流給定信號-Ugih和交叉電流反饋信號-Ufil對這個(ge) 調節過程影響極小。反組環流調節器的輸入電壓為(wei) （+Uk）+（-Ugih）+（Ufi2），隨著電樞電流的不斷增大，當達到一定程度時，環流自動消失，反組可控矽進入待逆變狀態。反向啟動時情況相反。另外，可控環流可逆調速係統製動時仍然具有本橋逆變，反接製動和反饋製動等過程。由於(yu) 啟動過程也是環流逐漸減小的過程，因此，電機停轉時，係統的環流達最大值。環流有助於(yu) 係統越過切換死區，改善過渡特性。

3. 係統程序設計

　　程序設計方案為(wei) 手動輸入一個(ge) 角度值，讓電機轉動，通過與(yu) 電動機相聯的光電碼盤來檢測電動機轉的角度，將轉動角度變成脈衝(chong) 信號。由於(yu) 電動機的轉速非常快，所以隻能把脈衝(chong) 信號送往PLC的高速計數器。然後將計數器的脈衝(chong) 記錄與(yu) 手輸入的進行比較，如果兩(liang) 者相等說明電動機已經到達指定角度位置，否則繼續進行修正。值得注意的是，由於(yu) 電動機從(cong) 轉動突變到停止會(hui) 有一定的慣性，因此在進行信號比較時應允許有一定的誤差，不然電動機就會(hui) 始終處在修正位置狀態。係統程序框圖如圖3所示。

　　圖3係統程序框圖

4結論

　　基於(yu) PLC研製的直流伺服係統，利用PLC擴展能力強的特點，添裝手動輸放裝置，實現工業(ye) 機器人關(guan) 節直流伺服係統的可視操作。其優(you) 點是：（1）無需改變電路結構，即可通過程序實現電機正反轉的控製；（2）能夠使電機不等待停止轉動即可立刻反方向轉動；（3）可令電機急停，避免電機慣性轉動；（4）編程、維護方便。