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变流技术 Co n v e rt e r T e c h n iq u e s 电气自动化 2 0 1 4年第3 6 卷 第 3 期 基 于 P L C定 位模 块 E M2 5 3的伺服控制 系统 强明辉。何晓 兰州理工大 学 电气工 程与信息工程学院 ， 甘肃 兰州7 3 0 0 5 0 摘要在硬质胶囊生产线中， 为了实现蘸胶机构定位准确、 精度高的特点， 对基于 P L C定位模块 E M 2 5 3伺服电机控制系统进行了研 究及应用， 利用定位模块 E M2 5 3输出的脉冲个数和脉冲频率控制伺服电机的位置和速度； 采用 S T E P 7一M i c r o ／ WI N编程软件 提供的位置控制向导 ， 借助于触摸屏和伺服驱动器 ， 完成对伺服电机的开环速度以及位置控制， 从而满足实际的性能指标。 关键词 P L C； 触摸屏； 定位模块 ； 伺服驱动器； 伺服电机 D OI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j i s s n ． 1 0 0 0- 3 8 8 6 ． 2 0 1 4 ． 0 3 ． 0 0 2 [ 中图分类号]T P 2 7 3 [ 文献标志码]A [ 文章编号]1 0 0 0 3 8 8 6 2 0 1 4 0 3 0 0 0 3 0 2 A S er v o Co n t r o l Sy s t e m B a s e d O n PL C P o s it i o n i n g Mo d u l e EM2 5 3 Q I A N G Mi n g h u i ， H E X i a o C o l l e g e o fE l e c t r i c a l a n d I n f o r m a t i o n E n g i n e e r i n g， L a n z h o u U n i v e r s i t y of T e c h n o l o g y ， L a n z h o u G a n s u 7 3 0 0 5 0 ，C h i n a Ab s t r a c t T h i s p a p e r s t u d i e s a n d a p p l i e s a s e r v e mo t o r c o n t r o l s y s t e m b a s e d o n P L C p o s i t i o n i n g mo d u l e EM2 5 3 t o a c h i e v e a c c u r a t e p o s i t i o n i n g a n d h i g h p r e c i s i o n o f g l u e d i p p i n g me c h a n i s m i n t h e h a r d c a p s u l e p r o d u c t i o n l i n e ．T h e n u mb e r a n de q u e n c y o f t h e p u l s e s s e n t f r o m p o s i t i o n i n g mo d u l e EM2 5 3 t o c o n t r o l t h e p o s i t i o n a n d s p e e d o f the s e r v e mo t o r ． P o s i t i o n c o n t r o l g u i d e f r o m S T E P 7 - Mi c ro／ W I N，a s w e l l a s t h e t o u c h s c r e e n a n d s e r v o d riv e a r e u s e d t o c o n t r o l t h e l o o p o p e n i n g s p e e d a n d p o s i t i o n o f t h e s e r v e mo t o r ，s o as t o a t t a i n t h e a c t u a l p e rfo r ma n c e t a r g e t ． Ke y wo r d s P L C；t o u c h s c r e e n；p o s i t i o n i n g mo d u l e ；s e r v o d ri v e；s e r v e mo t o r 0 引 言 硬质胶囊生产线在生产过程中具备无极调速， 慢速启动 、 快 速制动 、 故障显示、 报警等功能， 整条生产线采用工业计算机集中 控制方式 ， 速度、 位置控制等相关动作都可以在触摸屏上进行相 应的操作 ， 其操作简单 ， 方便。基于整条生产线的要求及所要实 现的功能， 在生产硬质胶囊的蘸胶机构 中采用 了先进的伺服电 机， 它不仅具有定位准确、 精度高、 结构简单、 使用方便， 能降低生 产成本的特点， 而且还提高了系统的机械性能和 自动化程度 ， 功 效较高 ， 使得生产的胶囊毛坯质量稳定。 1 蘸胶机构 硬质胶囊蘸胶机构主要由伺服电机、 电机支座、 蘸胶挂架 、 蘸 胶模具等构成。伺服电机安装在电机支座上， 伺服电机下部连接 有丝杠， 丝杠自上而下依次套有浮动连轴节、 轴承及丝母， 蘸胶挂 架的一端经丝母连接在丝杠的一端， 另一端设有蘸胶模具。伺服 电机带动丝杠上下运动， 即可使上下运动的蘸胶模具浸入胶液 面， 使胶囊模具在离开胶液时表面挂上一定厚度的胶液 ， 从而达 到蘸胶的目的。在该机构中， 将蘸胶下降过程分为 3段 ， 蘸胶上 升过程分为 7段 ， 蘸胶上下往复运动的速度和位置参数通过可操 作的触摸屏界面设定， 由可编程控制器 P L C对伺服电机的运动 实施程序控制 J 。 2 控制系统的组成及工作原理 该控制系统控制器选用 s 72 0 0系列的可编程控制器， C P U 型号为 2 2 4 X P ， 同时选用定位模块 E M2 5 3 ， 二者通过 自身所带的 定稿 日期 2 0 1 30 6 2 1 电缆直接连接。定位模块 E M2 5 3用于 s 7 2 0 0 P L C定位控制系 统中， 通过产生高速脉冲来实现对 电机的开环速度、 位置的控 制E 3 3 ； 选用西门子型号为 MP 3 7 7的触摸屏， 通过组态变量建立触 摸屏与 P L C的通讯 J ， 操作和监控 s 7 2 0 0 ， 不仅可靠性高， 不 需要考虑通讯问题， 而且可 以使触摸屏 上的各项设定值输入 P L C； 同时， 伺服驱动器的使用可以提高伺服电机的精确率。整 个控制系统的结构框图如图 1 所示。 位 簧、速度 菇 i 堡 塞 篁． 匠 i 图 1 控制 系统结构框图 控制过程中， 借助于 S T E P 7一Mi c r o ／ WI N编程软件的位置控 制向导， 对 E M2 5 3进行配置， 实现对伺服电机运动参数和运动轨 迹包络的设定， 即完成伺服电机在每段运行中目标速度和结束位 置的设置； 同时， 触摸屏上的点动操作， 可以进行位置、 速度参数 的实时设置以及集中显示。 3 系统的实现 3 ． 1 触摸屏的介绍 触摸屏画面是胶囊生产过程中， 操作人员面对的直接画面。 为了满足对伺服电机的运动控制， 采用触摸屏， 实现电机运动过 程中的参数设置与调整。 。 。在本文中， 通过 S I M A T I C Wi n C C fl e x i b l e对触摸屏画面进行编辑， 使触摸屏可以完善的控制 P L C 的动作， 从而达到控制伺服电机的目的。在胶囊生产线中， 主控 界面的设置如图 2所示。 如前所述 ， 蘸胶机构采用了伺服电机。在蘸胶过程中， 将蘸 胶下降分为3段 ， 蘸胶上升分为7段， 分别为体、 帽的下降段和上 E l o e t r ie a I A u t o ma t i o n 3
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