西門子CPU模塊1517-3 PN/DP銷售該系統(tǒng)軟件設(shè)計的重點為：1)準(zhǔn)確配置高速計數(shù)器；2)位置控制器的允差設(shè)計，允差的選擇應(yīng)盡量小以提高伺服系統(tǒng)的控制精度，在滿足系統(tǒng)定位精度的前提下，允差的設(shè)計上還需要考慮于機械結(jié)構(gòu)定位的分辨率，以免設(shè)置值過小機械結(jié)構(gòu)控制不到位而引起驅(qū)動電機反復(fù)轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)，往往需要現(xiàn)場標(biāo)定；3)初始位置的精確標(biāo)定，需要注意的是初次標(biāo)定各檔位位置時應(yīng)使用手動控制方式，并且要將機械限位開關(guān)狀態(tài)接入PLC。由于采用增量式光電編碼器，計數(shù)器當(dāng)前值要存在PLC的掉電可保存寄存器MDl4中。

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    在程序中首先需要將高速計數(shù)器配置為A／B相正交輸該系統(tǒng)設(shè)計核心部件采用西門子S7-200系列的PLC，該系列PLC功能豐富，具有多種功能模塊，可方便通過人機界面對設(shè)備進行操作和監(jiān)視其狀態(tài)，高版本的PLC主機擁有2個通訊端口，在使用人機界面對設(shè)備進行操作的同時還可通過RS-485接口和計算機實現(xiàn)邏輯運算及狀態(tài)管理，對設(shè)備進行遠程控制和監(jiān)視。該系統(tǒng)使用S7-200 PLC的一個重要的功能：高速可逆計數(shù)。光電編碼器和伺服電機同軸連接，伺服電機旋轉(zhuǎn)帶動光電編碼器產(chǎn)生連續(xù)的脈沖串，PLC通過輸入點讀取光電編碼器產(chǎn)生的脈沖，實現(xiàn)高速可逆計數(shù)。例如設(shè)置高、中、低3個給水量檔位并進行控制。在調(diào)試階段應(yīng)動伺服電機進行3個給水量的位置標(biāo)定，也就是說，高、中、低3個檔位分別對應(yīng)一的脈沖數(shù)。應(yīng)該注意的是，由于采用的是增量式光電編碼器，也就是說，當(dāng)編碼器掉電后并不能將當(dāng)前的脈沖數(shù)保存。所以在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上還要設(shè)置2個限位開關(guān)，一來保護機械結(jié)構(gòu)；二入，4倍計數(shù)速率，增計數(shù)，并使能高速計數(shù)器，然后將標(biāo)定好的各檔位位置填入相應(yīng)的地址中，并且設(shè)置允差為兩個脈沖，也就是說各檔位的脈沖數(shù)加減2即為相應(yīng)的到位。伺服系統(tǒng)傳動裝置的間隙是多樣性的，并且對伺服控制的性能有影響，設(shè)置允差的目的是為了消除由于伺服傳動間隙引起的系統(tǒng)不穩(wěn)定，從而準(zhǔn)確定位。位置定位程序的流程如圖5所示。

   在程序設(shè)計時除順、逆限位和順轉(zhuǎn)、逆轉(zhuǎn)的互鎖程序外，重點在于如何用PLC實現(xiàn)多點重復(fù)定位。主要設(shè)計程序如下：

    光電編碼器，是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是目前應(yīng)用多的傳感器，光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由于光電碼盤與電動機同軸，電動機旋轉(zhuǎn)時，光柵盤與電動機同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90°的兩路脈沖信號。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(biāo)識的CW(順時針)和CCW(逆時針)可以根據(jù)實際應(yīng)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(nèi)部電路和外部引線圖。