工控伺服系统技术解锁PLC控制伺服电机实例分析的全貌
导语：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址赋值来设定电机轴对外输出转矩大小，具体表现为例如10V对应5Nm的情形。今天，我们将探讨PLC控制伺服电机的三种操作模式：一、转矩控制；二、位置控制；三、速度模式。
转矩控制
在转矩控制中，通过设置外部模拟量或直接修改地址，可以精确地调整电机轴所产生的输出力矩。例如，当模拟量设定为5V时，电机轴输出2.5Nm。如果负载低于2.5Nm时，电机会正转；当负载等于2.5Nm时，不进行旋转；而负载超过2.5Nm时，则反向旋转。这通常发生在存在重力负荷的情况下。此外，这种方式允许即刻改变模拟量以调整力矩大小，或通过通讯协议更新相关地址值来实现。
位置控制
位置控制模式主要依赖于外部脉冲频率来确定旋转速度，以及脉冲数量决定角度变换。在某些伺服系统中，还可以通过通信协议直接指定速度和位移。由于其严格的速度和位置控件能力，它常用于定位装置。
速度模式
在此模式下，无论是使用模拟量输入还是脉冲频率，都可用于调节旋转速度。当有上级主控设备提供PID环路支持时，即使采用了速度模式，也能进行精确定位，但必须回传电机位置信号或实际负载位置信号供计算用。
接下来，让我们以SINAMICSV90系统为例深入了解这些技术。SINAMICSV90根据应用需求分为两种版本：
脉冲序列版本（集成了脉冲、模拟量及USS/MODBUS通讯）；
PROFINET通讯版本。
SINAMICSV90的脉冲版不仅具有内部定位块功能，同时还支持脉冲位置、速率及力矩调节。以下图示为该驱动器在PTI（Pulse Train Interface）下的默认接口定义，以符合标准应用习惯。此模型限制只能使用一个脉冲输入端口，而其他信号则可以自由分配至数字端口上，请参考操作手册中的详细信息。
数字端口支持NPN和PNP类型，并且所有PTO（Position/Torque/Output）信号都必须连接到同一24伏特供电源，如SINAMICSV90。这包括两个隔离型数字端口供给以及一个24伏特供给点（1）、数字输入点（2）、以及数字输出点（3）。此处也需特别注意的是，对于抱闸信号，只有对于200伏特驱动才需要独立继电器连接，而对于100伏特驱动，则由自带继電器处理。此外，由於抱闸线路与V90400V驱动专属，因此若是使用其他型號驱動則可能會需要額外連接線路以實現抱闸功能。而對於PROFINET版本来说，其系統架构则更為复杂，因为它涉及到更多额外DI/DO之类硬件组件，并且要求更高级别的人工智能编程技巧才能完成正确配置。
