PLC实验—西门子S7 1200 PID控制步进电机转速

PLC实验—西门子S7 1200 PID控制步进电机转速

严格讲并不是PID控制，因为并不是并不研究这个方向，研二又比较忙，时间限制只加了比例系数

这里只是抛砖引玉，希望大家可以进一步完善补充

思路

大体思路如下，根据超声波传感器测量的距离值，换算成步进电机的期望速度

HSC采集步进电机的实际转速，计算期望转速与实际转速的转速差，作为PID调节器的输入

PID调节器计算出步进电机的脉冲增量，进行叠加，去控制步进电机运动

程序

建议先阅读上一篇博客，这是基于其实现的

PLC实验—西门子S7 1200读取旋转编码器数据并计算电机转速

主要的变化在main和Cyclic interrupt 200ms两个组织块中

main组织块

• 不清楚PLC里面变量怎么初始化，所以用move实现，启动的同时进行PTO脉冲系数的初始化

• 对距离值向上取整，乘0.08以换算成步进电机期望转速

• delta_ctrl是PID调节器计算出的脉冲增量，进行累加
• 取绝对值防止脉冲数出现负数
• 同样对脉冲数进行向上取整
• 注意设置脉冲数上限，这里要多次尝试，暂去100

• 实际上所谓的自动调节，就是将上一个实验的加速减速按钮变成能够自动变化的
• 这里要进行数据类型的转化，Real→Int
• 这里加了个互斥锁，以使得急停按钮能够生效

• 程序段6和7没有变化

Cyclic interrupt 200ms组织块

• 添加了转速差的计算，10是比例系数

接线

较上一实验接线变化不大，接上传感器，去掉加减速按钮即可

实验结果

分为两组，第一组超声波传感器上方没有障碍物，第二组有障碍物

障碍物即将手掌置于超声波传感器上方

无障碍物

没有障碍物时超声波距离值3.8，换算为参考转速0.32

步进电机有个调节变化的过程，期间会有振动和噪声，说明运动并不平稳

稳定阶段PTO脉冲系数12，PTO frequency 600

此时实际转速稳定在0.375

有障碍物

有障碍物时超声波距离值1，换算为参考转速0.08

其实这里也可以向下取整，这样距离值有3/2/1/0四段，向上取整则是4/3/2/1四段

稳定阶段PTO脉冲系数1，PTO frequency 50

此时实际转速稳定在0.15

上述误差可能由于步进电机的步距角导致，可以先了解下步进电机及其控制

步进电机怎么控制速度？步进电机调速控制方法

步进电机控制方法，总算有人讲明白了！

如何控制步进电机？

后话

整个实验实际上还是很粗糙的，很多细节还有待推敲

PID调节器实际上可以用增量式PID实现，注意这是离散系统，实现仍然在中断组织块中

位置式PID与增量式PID

有空再搞吧，狗头保命