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如何通过PLC控制伺服电机的正反转?
发布时间:2026-01-26        浏览次数:29        返回列表

PLC 如何发送指令来控制伺服电机实现正转、反转的具体方法,这是伺服位置控制中最基础的操作,核心是 PLC 通过脉冲 + 方向信号或正 / 反脉冲信号两种方式,向伺服驱动器下达运动指令。

一、核心控制原理

PLC 控制伺服正反转主要有两种主流方式,硬件接线和程序逻辑需对应匹配:

控制方式核心特点适用场景
脉冲 + 方向(CW/CCW)1 路脉冲信号控制速度 / 位移,1 路方向信号控制正反转大部分伺服系统,接线简洁
正反脉冲(PULS+/PULS-)正转发正脉冲、反转发反脉冲,无单独方向信号部分品牌伺服(如台达),逻辑直观

以下以三菱 FX 系列 PLC + 三菱 J4 伺服为例(脉冲 + 方向模式),讲解完整的实现方法。

二、硬件准备与接线

1. 关键接线(脉冲 + 方向模式)

  • PLC 输出→伺服输入

    • FX PLC 的 Y0(高速脉冲输出口)→ 伺服驱动器的 PUL+(脉冲信号)

    • FX PLC 的 Y1 → 伺服驱动器的 SIGN+(方向信号)

    • 伺服驱动器的 PUL-、SIGN- 接 PLC 的 COM 端(或 0V)

  • 伺服使能 / 报警信号

    • PLC Y2 → 伺服 SON(使能)

    • 伺服 ALM(报警)→ PLC X0(输入,用于故障互锁)

  • 限位信号

    • 正转限位 X1、反转限位 X2 → PLC 输入(安全互锁)

2. 伺服驱动器参数设置(关键)

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Pr0.00 = 1  // 位置控制模式(必须)
Pr2.00 = 0  // 脉冲+方向模式(1=正反脉冲模式)
Pr2.01 = 0  // 脉冲输入类型:差分信号(根据PLC输出调整)
Pr2.02 = 1  // 电子齿轮比分子(需根据机械结构计算,示例值)
Pr2.03 = 100 // 电子齿轮比分母(示例值)
Pr5.00 = 1  // 正转方向设定(0/1可切换实际转向)

三、PLC 程序实现(梯形图 + 指令表)

1. 核心控制程序(三菱 GX Works3)

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// 第一步:伺服使能(前提条件)
LD X10        // X10:伺服使能按钮(常开)
ANI X0        // X0:伺服报警信号(常闭,故障互锁)
ANI X1        // X1:正转限位(常闭)
ANI X2        // X2:反转限位(常闭)
OUT Y2        // Y2:伺服使能输出

// 第二步:正转控制(定长正转)
LD X11        // X11:正转启动按钮
ANI M10       // M10:反转运行中标志(互锁)
ANI X1        // 正转限位互锁
OUT M0        // M0:正转运行标志
SET Y1        // Y1:方向信号=1(正转,根据驱动器参数调整)
// 发送正转脉冲(DRVI:相对定位指令)
DRVI K10000 K5000 Y0 Y1  // K10000=脉冲数(位移),K5000=频率(速度)

// 第三步:反转控制(定长反转)
LD X12        // X12:反转启动按钮
ANI M0        // M0:正转运行中标志(互锁)
ANI X2        // 反转限位互锁
OUT M10       // M10:反转运行标志
RST Y1        // Y1:方向信号=0(反转)
// 发送反转脉冲
DRVI K-10000 K5000 Y0 Y1 // 脉冲数为负=反转(或方向信号控制)

// 第四步:运行状态复位(运动完成后)
LD M8029      // M8029:定位完成标志(DRVI指令完成后置1)
RST M0        // 清除正转运行标志
RST M10       // 清除反转运行标志
RST M8029     // 复位完成标志

2. 关键指令与信号说明

  • DRVI 指令:三菱 PLC 的相对定位指令,格式为 DRVI S1 S2 D1 D2

    • S1:脉冲数(正数正转,负数反转;数值越大,位移越远)

    • S2:脉冲频率(数值越大,转速越快,需≤伺服最大频率)

    • D1:脉冲输出口(Y0/Y1,FX 系列高速脉冲口)

    • D2:方向信号口(Y1/Y2)

  • M8029:PLC 内置的定位完成标志位,伺服完成指定脉冲数后自动置 1,需手动复位。

  • 互锁逻辑:正转 / 反转互锁(避免同时触发)、限位互锁(避免超程撞机)、报警互锁(故障时禁止运行)。

四、正反脉冲模式的适配修改

若采用 “正反脉冲模式”(无方向信号),只需调整 2 点:

  1. 伺服参数:Pr2.00 = 1(正反脉冲模式)。

  2. PLC 程序:

    • 正转:脉冲从 Y0 输出(DRVI K10000 K5000 Y0 Y2)。

    • 反转:脉冲从 Y1 输出(DRVI K10000 K5000 Y1 Y2)。

    • 无需方向信号(Y1),直接通过不同脉冲口控制转向。

五、调试关键要点

  1. 转向校准:若实际转向与预期相反,优先修改伺服参数Pr5.00(方向设定),而非改 PLC 程序。

  2. 速度限制:脉冲频率(S2)不要超过伺服驱动器的最大响应频率(如三菱 J4 最大 200kHz)。

  3. 急停处理:必须加入急停信号(如 X3),急停触发时立即断开伺服使能(Y2),并停止脉冲输出。

  4. 手动调试:先通过 PLC 强制输出 Y0/Y1,测试伺服是否能正反转,再加入位移参数。

总结

  1. PLC 控制伺服正反转的核心是脉冲信号(控制速度 / 位移)+ 方向信号(控制转向),有脉冲 + 方向、正反脉冲两种主流方式,硬件和程序需对应匹配。

  2. 程序中必须加入互锁逻辑(正反转互锁、限位互锁、报警互锁),这是保障设备安全的关键。

  3. 转向不符时优先调整伺服驱动器的方向参数,而非修改 PLC 程序,调试时先验证转向再调整位移 / 速度参数。

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