作为一名PLC工程师，面对工厂车间里的各种伺服电机，是否感觉有点摸不着头脑？别急！要想真正驾驭伺服电机，先搞清楚它的控制方式才是关键。
今天我们就来聊聊伺服电机的三种常见控制方式——转矩控制、速度控制和位置控制。学会了这些，不仅让你在PLC编程中游刃有余，还能避免“用错模式，事倍功半”的尴尬局面！
转矩控制，说白了，就是控制电机输出的力有多大。通过外部模拟量输入（比如通过PLC给定电压信号），可以设定电机轴的转矩大小。例如，假设10V对应5Nm的转矩，外部给个5V电压时，电机就输出2.5Nm的力。如果负载正好等于2.5Nm，电机不动；低于这个数，电机会正转；大于它，电机会反转。这种控制方式主要用于对力有严格要求的场景，比如绕线装置和光纤拉丝设备。这些设备的绕线半径会变化，转矩必须实时调整，才能保证线材的受力不变。
不过，这种模式的运算量最小，响应速度最快。如果你是那种对电机实时反应要求极高的“完美主义者”，那么转矩控制绝对是你的菜。
相比转矩控制，位置控制要复杂得多，它是通过外部脉冲信号来确定电机的速度和位置。脉冲的频率决定了转动速度，而脉冲的数量决定了转动的角度。简单说，电机转多少，动多快，全靠脉冲数和频率。位置控制常用于对精度要求非常高的设备，比如数控机床和印刷机械。
有些伺服驱动器还能通过通讯直接对速度和位置赋值，这样可以进一步提升控制精度。如果你追求的是精确的定位和运动控制，那么位置控制肯定是你的首选。
但话说回来，位置控制的运算量是三种控制方式中最大的，也就是说它的动态响应速度最慢。所以，如果你急着让电机“闪电般”动作，可能要三思了。
速度控制则是两者之间的“中庸之道”。通过模拟量输入或者脉冲频率，你可以控制电机的速度。要注意，速度控制通常需要上位控制器（比如PLC）的PID控制来实现闭环控制，这样才能对速度进行精准调整。更妙的是，速度控制还可以通过检测负载位置来实现定位，减少了中间传动过程中的误差，从而提高系统的定位精度。
如果你的控制器运算速度够快，速度控制的效果会更佳，你甚至可以把位置环的控制任务从伺服驱动器“卸”给控制器来完成，降低驱动器的负担。总的来说，速度控制是个比较灵活的选择，适用于那些对位置和速度都有较高要求的场景。
提到伺服电机，就不得不说它的三环控制：电流环、速度环和位置环。所谓三环，就是三层闭环控制系统，逐层递进，最终达到精确控制。
电流环：最内层的环，用于控制电机的输出转矩。它的运算量最小，动态响应最快。
速度环：通过电机编码器的反馈信号进行PID调节，速度环控制时同时包含了电流环。
位置环：最外层的环，包含了前两层环的运算，负责对电机位置进行控制。它的运算量最大，因此动态响应最慢。
如果你是一个追求极致控制的工程师，理解这三环如何协同工作，将有助于你在复杂的工业自动化中如鱼得水。
伺服电机的三种控制方式各有优劣，如何选择取决于你的应用需求。如果你关心的是实时的力矩输出，那么转矩控制是你的不二选择；如果你对位置精度要求很高，位置控制会是你的最佳拍档；而如果你希望在速度和位置之间找到平衡点，速度控制将为你提供更灵活的解决方案。
不论你是哪种PLC工程师，掌握这些控制方式后，你将不再局限于简单的开关控制，而是能够在更复杂的工业控制场景中游刃有余。
