定长送料系统多轴同步控制

摘要

随着科技发展,越来越多的原本由复杂的机械结构实现的运动现在采用了电机驱动的控制方式来代替。多电机的同步控制也因此越来越多的应用于工业生产的各个领域,特别是一些连续生产的流水线或分散布置的生产线。
　　 本文主要研究了以西门子PLC和伺服系统为核心的定长送料系统的多轴控制系统的同步问题。首先分析了定长送料系统的性能和功能要求,确定了以PLC为主控制器实现多电机控制的方式,对控制系统的硬件进行了选型,设计了PLC控制程序。其次分析了目前工业实践中应用较多的集中组建工业网络的方式,提出了以PPI协议实现多台PLC之间的通讯,以自由口通信技术结合VC++编程实现PLC与上位机通信的方案解决多电机的整体控制问题。然后研究了实现多电机同步精度要求高的局部协同的方法,采用模糊PID控制达到多电机精确同步的需求。完成模糊PID控制在西门子S7-200PLC上的实现,配合S7-200原有的PID模块和以查表功能实现的模糊控制,编程完成了对两伺服电机同步运动的控制。最后通过MATLAB仿真分析了模糊PID和传统PID不同的控制效果,通过在仿真中针对不同响应、干扰以及改变PID参数值分别进行仿真。仿真结果表明采用模糊PID控制系统能够得到更好的动态指标,响应快,超调量小,解决了传统PID控制参数固定造成的局限性。