對dui於yu由you伺si服fu電dian機ji帶dai動dong的de旋xuan轉zhuan物wu體ti進jin行xing位wei置zhi控kong製zhi，通tong常chang采cai用yong套tao軸zhou式shi的de電dian磁ci旋xuan轉zhuan變bian壓ya器qi加jia複fu雜za的de處chu理li電dian路lu來lai實shi現xian角jiao度du的de編bian碼ma，再zai由you角jiao度du編bian碼ma進jin行xing位wei置zhi的de閉bi環huan控kong製zhi。上shang述shu的de位wei置zhi控kong製zhi多duo用yong於yu測ce角jiao精jing度du要yao求qiu高gao的de場chang合he中zhong，設she備bei構gou成cheng複fu雜za、成本較高。在某些實際應用中，需要進行較為簡單的位置定位。比如在一個由伺服電機帶動的機械機構需要在360°的旋轉範圍內進行4個或多個檔位的定位，實際應用中像建築行業中控製閥門的大小來對給水量
、水泥量、沙石量進行控製或軍工工程控製，這樣的定位控製精度要求不高，采用上述的方法進行位置控製顯然不夠經濟，成本過高。

PLC在工業控製中應用廣泛。其高可靠性、高穩定性、友好的編程環境以及輔以觸摸式人機界麵，使得各種工業控製更方便直觀、經濟可靠。這裏主要闡述了基於S7-200PLC實現位置控製方法。

係統硬件設計

該係統是以PLC控製器為核心的位置控製係統，包含伺服電機
、光電編碼器、操作及顯示屏

、上位計算機、伺服電機控製電路和狀態返回電路。其硬件總體結構框圖如圖1所示。

S7-200 PLC

該係統設計核心部件采用西門子S7-200係列的PLC，該係列PLC功能豐富，具有多種功能模塊，可方便通過人機界麵對設備進行操作和監視其狀態，高版本的PLC主機擁有2個通訊端口，在使用人機界麵對設備進行操作的同時還可通過RS-485接口和計算機實現邏輯運算及狀態管理
，對設備進行遠程控製和監視。該係統使用S7-200 PLC的一個重要的功能：高速可逆計數。光電編碼器和伺服電機同軸連接，伺服電機旋轉帶動光電編碼器產生連續的脈衝串，PLC通過輸入點讀取光電編碼器產生的脈衝
，實現高速可逆計數。例如設置高
、中
、低3個給水量檔位並進行控製。在調試階段應先驅動伺服電機進行3個給水量的位置標定
，也就是說，高、中

、低3個ge檔dang位wei分fen別bie對dui應ying唯wei一yi的de脈mai衝chong數shu。應ying該gai注zhu意yi的de是shi，由you於yu采cai用yong的de是shi增zeng量liang式shi光guang電dian編bian碼ma器qi，也ye就jiu是shi說shuo，當dang編bian碼ma器qi掉diao電dian後hou並bing不bu能neng將jiang當dang前qian的de脈mai衝chong數shu保bao存cun。所suo以yi在zai旋xuan轉zhuan機ji構gou上shang還hai要yao設she置zhi2個限位開關，一來保護機械結構；二來把逆向的限位開關的位置定為零位，這樣相對於這個零位的高、中、低3個給水檔位從光電編碼器讀到的脈衝數即為這3個檔位的位置。這3個位置可通過PLC編程對其控製。圖2給出S7-200 PLC高速可逆計數器的時序圖。

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光電編碼器

光guang電dian編bian碼ma器qi
，是shi一yi種zhong通tong過guo光guang電dian轉zhuan換huan將jiang輸shu出chu軸zhou上shang的de機ji械xie幾ji何he位wei移yi量liang轉zhuan換huan成cheng脈mai衝chong或huo數shu字zi量liang的de傳chuan感gan器qi。這zhe是shi目mu前qian應ying用yong最zui多duo的de傳chuan感gan器qi，光guang電dian編bian碼ma器qi是shi由you光guang柵zha盤pan和he光guang電dian檢jian測ce裝zhuang置zhi組zu成cheng。光guang柵zha盤pan是shi在zai一yi定ding直zhi徑jing的de圓yuan板ban上shang等deng分fen地di開kai通tong若ruo幹gan個ge長chang方fang形xing孔kong。由you於yu光guang電dian碼ma盤pan與yu電dian動dong機ji同tong軸zhou，電dian動dong機ji旋xuan轉zhuan時shi，光guang柵zha盤pan與yu電dian動dong機ji同tong速su旋xuan轉zhuan，經jing發fa光guang二er極ji管guan等deng電dian子zi元yuan件jian組zu成cheng的de檢jian測ce裝zhuang置zhi檢jian測ce輸shu出chu若ruo幹gan脈mai衝chong信xin號hao，此ci外wai，為wei判pan斷duan旋xuan轉zhuan方fang向xiang，碼ma盤pan還hai可ke提ti供gong相xiang位wei相xiang差cha90°的兩路脈衝信號。圖3為在實際項目中采用光電編碼器的時序圖，從圖中可以看出此光電編碼器的相位判斷角度為90°±45°；另外圖中標識的CW（順時針）和CCW（逆時針）可以根據實際應用在PLC程序中自行定義。圖4為在實際項目中采用光電編碼器的內部電路和外部引線圖。

工程應用情況

這種設計方法被利用在某軍用雷達工程的衰減器控製的4位置定位係統中，係統要求驅動機械部件在0°～360°內的4個位置往返定位
，定位精度要求O.1°。在具體的設計中驅動電機選用型號為55TYD02的交流電機，編碼機構選用型號為OMRON E6B2的相對式光電碼盤。位置的行程範圍360°對應於8 400個脈衝，則使用S7-200 PLC高速計數器讀入的位置分辨率為360°/8400=0.043°；根據機械結構實際標定位置允差值設置為2個脈衝，此定位係統的控製精度可達到0.86°，滿足係統定位精度0.1°的要求，電機正向或反向運轉一次到位，快速準確。

並(bing)將(jiang)激(ji)光(guang)二(er)極(ji)管(guan)的(de)陰(yin)極(ji)與(yu)去(qu)耦(ou)電(dian)容(rong)以(yi)一(yi)個(ge)短(duan)路(lu)徑(jing)相(xiang)連(lian)。由(you)於(yu)導(dao)線(xian)的(de)電(dian)感(gan)，即(ji)使(shi)選(xuan)用(yong)一(yi)個(ge)非(fei)常(chang)好(hao)的(de)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)也(ye)會(hui)受(shou)到(dao)響(xiang)應(ying)限(xian)製(zhi)
，因(yin)此(ci)有(you)必(bi)要(yao)在(zai)電(dian)源(yuan)旁(pang)放(fang)置(zhi)一(yi)個(ge)電(dian)感(gan)，並(bing)且(qie)在(zai)電(dian)感(gan)旁(pang)接(jie)一(yi)個(ge)去(qu)耦(ou)電(dian)容(rong)來(lai)防(fang)止(zhi)供(gong)應(ying)線(xian)上(shang)的(de)切(qie)換(huan)電(dian)流(liu)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)。並(bing)將(jiang)激(ji)光(guang)二(er)極(ji)管(guan)的(de)陰(yin)極(ji)與(yu)去(qu)耦(ou)電(dian)容(rong)以(yi)一(yi)個(ge)短(duan)路(lu)徑(jing)相(xiang)連(lian)。由(you)於(yu)導(dao)線(xian)的(de)電(dian)感(gan)，即(ji)使(shi)選(xuan)用(yong)一(yi)個(ge)非(fei)常(chang)好(hao)的(de)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)也(ye)會(hui)受(shou)到(dao)響(xiang)應(ying)限(xian)製(zhi)
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