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伺服电机的PLC控制方法

伺服电机的PLC控制方法
伺服电机的PLC控制方法

伺服电机的PLC控制方法

以我司KSDG系列伺服驱动器为例,介绍PLC控制伺服电机的方法。伺服电机有三种控制模式:速度控制,位置控制,转矩控制{由伺服电机驱动器的Pr02参数与32(C-MODE)端子状态选择},本文简要介绍位置模式的控制方法一、按照伺服电机驱动器说明书上的"位置控制模式控制信号接线图"连接导线3(PULS1),4(PULS2)为脉冲信号端子,PULS1连接直流电源正极(24V电源需串连2K左右的电阻),PULS2连接控制器(如PLC的输出端子)。5(SIGN1),6(SIGN2)为控制方向信号端子,SIGN1连接直流电源正极(24V电源需串连2K左右的电阻),SIGN2连接控制器(如PLC的输出端子)。当此端子接收信号变化时,伺服电机的运转方向改变。实际运转方向由伺服电机驱动器的P41,P42这两个参数控制。7(com+)与外接24V直流电源的正极相连。29(SRV-0N),伺服使能信号,此端子与外接24V直流电源的负极相连,则伺服电机进入使能状态,通俗地讲就是伺服电机已经准备好,接收脉冲即可以运转。上面所述的六根线连接完毕(电源、编码器、电机线当然不能忘),伺服电机即可根据控制器发出的脉冲与方向信号运转。其他的信号端子,如伺服报警、偏差计数清零、定位完成等可根据您的要求接入控制器。构成更完善的控制系统。

二、设置伺服电机驱动器的参数。1、Pr02----控制模式选择,设定Pr02参数为0或是3或是4。3与4的区别在于当32(C-MODE)端子为短路时,控制模式相应变为速度模式或是转矩模式,而设为0,则只为位置控制模式。如果您只要求位置控制的话,Pr02设定为0或是3或是4是一样的。2、Pr10,Pr11,Pr12----增益与积分调整,在运行中根据伺服电机的运行情况相应调整,

达到伺服电机运行平稳。当然其他的参数也需要调整(Pr13,Pr14,Pr15,Pr16,Pr20也是很重要的参数),在您不太熟悉前只调整这三个参数也可以满足基本的要求.3、Pr40----指令脉冲输入选择,默认为光耦输入(设为0)即可。也就是选择3(PULS1),4(PULS2),5(SIGN1),6(SIGN2)

这四个端子输入脉冲与方向信号。4、Pr41,Pr42----简单地说就是控制伺服电机运转方向。Pr41设为0时,Pr42设为3,则5(SIGN1),6(SIGN2)导通时为正方向(CCW),反之为反方向(CW)。Pr41设为1时,Pr42设为3,则5(SIGN1),6(SIGN2)断开时为正方向(CCW),反之为反方向(CW)。(正、反方向是相对的,看您如何定义了,正确的说法应该为CCW,CW).5、Pr46,Pr4A,Pr4B----电子齿轮比设定。此为重要参数,其作用就是控制电机的运转速度与控制器发送一个脉冲时电机的行走长度。其公式为:伺服电机每转一圈所需的脉冲数=编码器分辨率×Pr4B/(Pr46×2^Pr4A)伺服电机所配编码器如果为:2500p/r5线制增量式编码器,则编码器分辨率为10000p/r如您连接伺服电机轴的丝杆间距为20mm,您要做到控制器发送一个脉冲伺服电机行走长度为一个丝(0.01mm)。计算得知:伺服电机转一圈需要2000个脉冲。(每转一圈所需脉冲确定了,脉冲频率与伺服电机的速度的关系也就确定了)三个参数可以设定为:Pr4A=0,Pr46=10000,

Pr4B=2000,约分一下则为:Pr4A=0,Pr46=100,Pr4B=20。从上面的叙述可知:设定

Pr46,Pr4A,Pr4B这三个参数是根据我们控制器所能发送的最大脉冲频率与工艺所要求的精度。在控制器的最大发送脉冲频率确定后,工艺精度要求越高,则伺服电机能达到的最大速度越低。做好上面的工作,编制好PLC程序,我们就可以控制伺服运转了。

PLC触摸屏直接控制伺服电机程序设计

摘要:以三菱公司的FX3U-48MT-ES-A作为控制元件,GT1155-QFBD-C作为操作元件直

接控制三菱伺服电机的具体程序设计。

关键词:PLC; 触摸屏; 伺服电机

伺服电机又称执行电机,它是控制电机的一种。它是一种用电脉冲信号进行控制的,并将脉冲信号转变成相应的角位移或直线位移和角速度的执行元件。根据控制对象的不同,由伺服电机组成的伺服系统一般有三种基本控制方式,即位置控制、速度控制、力矩控制。本系统我们采用位置控制。

PLC在自动化控制领域中,应用十分广泛。尤其是近几年PLC在处理速度,指令及容量、单轴控制方面得到飞速的发展,使得PLC在控制伺服电机方面也变得简单易行。

1控制系统中元件的选型

1.1PLC的选型

因为伺服电机的位移量与输入脉冲个数成正比,伺服电机的转速与脉冲频率成正比,所以我们需要对电机的脉冲个数和脉冲频率进行精确控制。且由于伺服电机具有无累计误差、跟踪性能好的优点,伺服电机的控制主要采用开环数字控制系统,通常在使用时要搭配伺服驱动器进行控制,而伺服电机驱动器采用了大规模集成电路,具有高抗干扰性及快速的响应性。在使用伺服驱动器时,往往需要较高频率的脉冲,所以就要求所使用的PLC能产生高频率脉冲。三菱公司的FX3U晶体管输出的PLC可以进行6点同时100 kHz高速计数及3轴独立100 kHz 的定位功能,并且可以通过基本指令0.065 μs、PCMIX值实现了以4.5倍的高速度,完全满足了我们控制伺服电机的要求,所以我们选用FX3U-48MT-ES-A型PLC。

1.2伺服电机的选型

在选择伺服电机和驱动器时,只需要知道电机驱动负载的转距要求及安装方式即可,我们选择额定转距为2.4 N·m,额定转速为3 000 r/min,每转为131 072 p/rev分辨率的三菱公司HF-KE73W1-S100伺服电机,与之配套使用的驱动器我们选用MR-E-70A-KH003伺服驱动器。三菱的此款伺服系统具有500 Hz的高响应性,高精度定位,高水平的自动调节,能轻易实现增益设置,且采用自适应振动抑止控制,有位置、速度和转距三种控制功能,完全满足要求。

同时我们采用三菱GT1155-QFBD-C型触摸屏,对伺服电机进行自动操作控制。

2 PLC控制系统设计

我们需要伺服电机实现正点、反点、原点回归和自动调节等动作,另外为确保本系统的精确性我们增加编码器对伺服电机进行闭环控制。PLC控制系统I/O接线图如图1。

图1 I/O接线图

上图中的公共端的电源不能直接接在输入端的24 V电源上。根据控制要求设计了PLC控制系统梯形图如图2。

图2 梯形图

M806控制伺服急停,M801控制伺服电机原点回归,M802控制伺服正点,M803控制伺服反点,M804为自动调节,M805为压力校正即编码器的补偿输入。在电机运行前需要首先进行原点回归,以确保系统的准确性和稳定性,当M50和M53同时接通时,伺服电机以2 kHz 的速度从Y0输出脉冲,开始做原点回归动作,当碰到近点信号M30=ON时,变成寸动速度1 kHz,从Y0输出脉冲直到M30=OFF后停止。M30是在自动调节时,电机转动的角度与零点相等时为ON。

电机在进行正反点时,我们采用FX3U具有的专用表格定位指令DT BL S1 S2;在使用表格定位之前,我们首先要在梯形图左边的PLC parameter(PLC参数)中进行定位设定。正反点控制我们采用指令DRVA S1 S2 D1 D2绝对定位指令。在自动运行时,我们利用PLC内强大的浮点运算指令,根据系统的多方面参数进行计算;在操作时,我们只需要在触摸屏上设定参数,伺服电机便根据程序里的运算公式转化成为脉冲信号输出到驱动器,驱动器给电机信号运转。在伺服电机运行的过程中为确保电机能达到我们需要的精度,我们采用增量式编码器与

伺服电机形成闭环控制,我们把计算到的角度与编码器实际测量角度进行比较,根据结果调整伺服电机的脉冲输出,从而实现高精度定位。整个程序我们采用步进指令控制(也可以采用一般指令控制),简单方便。

3 伺服系统设置

3.1伺服驱动器的接线

伺服系统的接线很简单,我们只需要按照规定接入相对应的插头即可。将三相电源线

L1,L2,L3插头接入CPN1,将伺服电机插头接入CN2,将编码器插头接入CNP2,控制线插头接入CN1。我们在调试程序时需要用伺服电机的专用软件,通过RS422接口接到伺服系统的CN3上即可。

对于CN1控制线接法如表1。

表1控制线接法

3.2伺服驱动器的参数设定

系统采用定位控制。三菱MR-E系列的伺服驱动器,主要有两组参数,一组为基本参数,另一组为扩展参数,根据本系统要求,我们主要设定基本参数,主要有

NO.0,NO.1,NO.2,NO.3,NO.4,NO.5,NO.7,NO.18,NO.19,扩展参数要根据具体情况进行设定。

同时我们也可以通过伺服设置软件SETUP221E进行参数设置。我们在伺服电机进行调试过程中建议先设为速度模式,进行伺服电机的点动测试。

4 触摸屏程序设计

建立初始画面,在画面上分别设置按钮开关,在开关上分别写上,压力+、压力-、原点回归、自动调节、压力校正、伺服急停等字样,其中继电器的对应情况如上所写。控制画面如图3和图4。

图3画面设置

图4参数显示

本系统同时还设置有手动调节功能,确保在自动调节出现问题时及时补救。触摸屏上我们设置了指示灯,可显示此时的工作状态。同时我们在手动和自动指示灯的中间部分,设置了脉冲的输出指示,即伺服电机的运转指示,当有脉冲输出时,会有“脉冲输出中”的红色指示灯出现。当无红色指示灯显示时,即表示电机有故障,此时操作者需根据伺服驱动器上显示的异常字母进行故障查询,简单方便。

5 总结

利用PLC可以直接对伺服电机进行位置和速度控制,无需增加定位模块,节约成本。PLC 的处理速度高,输出脉冲的频率也很高,而且指令也很简单,在系统联机的情况下也可方便地进行所有指令的修改工作。

本系统通过触摸屏进行调节控制,使操作简单,也减少了在运行过程中的故障查找环节,大大提高了工作效率。

系统运用一年多来,从未出现故障,稳定性好,且定位精确,为用户节约很多时间。

我想用三菱PLC控制两台伺服电动机,但是对伺服不是很了解。只是知道一些模糊的概念,有几个问题困扰,请高手指点一下:

1.伺服放大器跟步进控制器一样需要输入方向脉冲和脉冲输入。伺服电机是不是跟步进电机一样,脉冲的个数决定电机的旋转角度,脉冲的频率决定电机的转速?如果是这样的话,那么PLC 控制伺服不就和步进一样了吗。

2.FX 在控制这类问题时,特殊功能模块是必需的吗?FX1S/1N中的FNC N0.155-159定位指令能够代替特殊功能模块吗?如果不能代替,FX2N中没有这些指令,具体的选用用FX1S,还是FX2N好呢?

3.特殊功能模块FX2N-1PG、FX2N-10PG、FX2N-10GM和FX2N20GM选那个呢?

答案:1.步进和伺服是一样控制的,这是对的,只是伺服是带编码器回馈的,也就是闭环控制,步进是开环控制的

2.特殊功能模块是必需的吗?不是必需的,PLC本体也是可以发脉冲的,FX2N有些指令没有,所以如果是想用本体控制的话

建议用1N的,其脉冲频率最高可达100K,2N的只能20K

3.特殊功能模块FX2N-1PG、FX2N-10PG、FX2N-10GM和FX2N20GM选那个呢?

1PG 是最高100K的脉冲频率输出

FX2N-10PG 是最高1MHZ的脉冲频率输出

FX2N-10GM 是独立的单轴定位模块,可以没有PLC单独运行,也可以当PLC特殊模块

FX2N20GM 可以控制两轴,实现圆弧和直线运动

PLC\伺服控制器\伺服电机等电路问题详解

问题:一种电路:PLC-----PLC模块----伺服控制器-----伺服电机

二种电路:PLC-----伺服控制器-----伺服电机

两者控制方式有什么不同?第一种我看别人就从PLC接一个COM和24V和Y0到伺服控制器Y0那也是0V了啊。那脉冲怎么输入。那第二种模块向伺服控制器发送的是什么信号,第二种怎么实现精确定位的?

浙江伺服维修:第一种:其实定位模块比如三菱的A系列和Q系列都是有定位模块的~他们是直接根据PLC的CPU模块传过来的运行命令数据直接转换成控制伺服的方向和脉冲,但定位模块内部接口本身就是为控制伺服用的,所以他内部还有很多可以和伺服进行数据交换的,比如伺服报警信号输出,伺服使能,伺服定位结束....而控制伺服最基本的不过2中方式:(1)脉冲(对应的伺服位置控制方式和转距控制方式)

(2)、模拟电压(对应伺服的速度控制方式,如果直接用PLC控制的话PLC很少有OUT口可以输出模拟电压的所以几乎所有的PLC直接带伺服驱动器都是位置控制)而定位模块一般可以有模拟电压方式输出,和脉冲输出(当然这个要看定位模块的型号比如三菱A1SD70模块就是个电压输出模式,而A1SD75模块就是脉冲方式输出)

第二种:因为目前大多数PLC都是带有高速脉冲输出的一般是Y0,Y1两个OUT口,象三菱FX 系列的这两个口可以输出最高50KHZ的脉冲,所以,直接计算好伺服电机的转数或要走的距离,按比例发脉冲给伺服驱动器就可以了,当然还要有个方向信号控制电机顺转还是逆转,所以还需要1个控制方向的OUT端,这个口可以是个非高速口比如Y3,Y4...象你说的从PLC接1个COM、24V和Y0的那种其实就是我所说的这个方式,但你这个怕是电机没有正反转,或直接把正反信号在开关上接过去了。

伺服马达的原理和应用

1:伺服马达内部包括了一个小型直流马达;一组变速齿轮组;一个反馈可调电位器;及一块电子控制板。其中,高速转动的直流马达提供了原始动力,带动变速(减速)齿轮组,使之产生高扭力的输出,齿轮组的变速比愈大,伺服马达的输出扭力也愈大,也就是说越能承受更大的重量,但转动的速度也愈低

2、微型伺服马达的工作原理一个微型伺服马达是一个典型闭环反馈系统减速齿轮组由马达驱动,其终端(输出端)带动一个线性的比例电位器作位置检测,该电位器把转角坐标转换为一比例电压反馈给控制线路板,控制线路板将其与输入的控制脉冲信号比较,产生纠正脉冲,并驱动马达正向或反向地转动,使齿轮组的输出位置与期望值相符,令纠正脉冲趋于为0,从而达到使伺服马达精确定位的目的。

3、如何控制伺服马达标准的微型伺服马达有三条控制线,分别为:电源、地及控制。电源线与地线用于提供内部的直流马达及控制线路所需的能源,电压通常介于4V—6V之间,该电源应尽可能与处理系统的电源隔离(因为伺服马达会产生噪音)。甚至小伺服马达在重负载时也会拉

低放大器的电压,所以整个系统的电源供应的比例必须合理。

4、伺服马达的电源引线电源引线有三条,如图中所示。伺服马达三条线中红色的线是控制线,接到控制芯片上。中间的是SERVO工作电源线,一般工作电源是5V。第三条是地线

5、伺服马达的运动速度伺服马达的瞬时运动速度是由其内部的直流马达和变速齿轮组的配合决定的,在恒定的电压驱动下,其值唯一。但其平均运动速度可通过分段停顿的控制方式来改变,例如,我们可把动作幅度为90o的转动细分为128个停顿点,通过控制每个停顿点的时间长短来实现0o—90o变化的平均速度。对于多数伺服马达来说,速度的单位由“度数/秒”来决定。

6、使用伺服马达的注意事项除非你使用的是数码式的伺服马达,否则以上的伺服马达输出臂位置只是一个不准确的大约数。普通的模拟微型伺服马达不是一个精确的定位器件,即使是使用同一品牌型号的微型伺服马达产品,他们之间的差别也是非常大的,在同一脉冲驱动时,不同的伺服马达存在±10o的偏差也是正常的。正因上述的原因,不推荐使用小于1ms及大于2ms的脉冲作为驱动信号,实际上,伺服马达的最初设计表也只是在±45o的范围。而且,超出此范围时,脉冲宽度转动角度之间的线性关系也会变差。要特别注意,绝不可加载让伺服马达输出位置超过±90o的脉冲信号,否则会损坏伺服马达的输出限位机构或齿轮组等机械部件。由于伺服马达的输出位置角度与控制信号脉冲宽度没有明显统一的标准,而且其行程的总量对于不同的厂家来说也有很大差别,所以控制软件必须具备有依据不同伺服马达进行单独设置的功能。

伺服控制器和伺服驱动器相关知识

相对于桌上型电脑(Desktop)与笔记型电脑(Notebook)而言,伺服器(Server)是许多人常见的"名词",实际接触的经验却少之又少。然而伺服器系统在人类的日常生活中普见于于许多应用,我们经常接触的资讯,几乎都是伺服器运算之后所提供的结果。

"伺服器"的意义,就是要提供处理过的资讯,服务别人(Server for Service),让透过网路连结伺服器的其他终端机(Client),可以迅速地得到需要的资料或结果,输出给需要的对象。一般个人所使用的电脑,只需要服务一个使用者的需求就够了,但是伺服器却必须服务所有人,伺服器必须在或者很短的时间内,容纳来自四面八方的工作要求,并且要马上回覆结果、送出答案,这是一般个人电脑所做不到的。因此,伺服器的最大特点,就是运算能力须非常强大,在短时间内就要完成所有运算工作,即使是一部简单的伺服器系统,至少就要有两颗中央处理器同时工作。

例如,以Intel®所生产的Xeon?处理器而言,内建NetBurst?科技,伺服器的运算相当于Pentium® 4等级的能力;更重要的,Xeon?支援Hyper-Threading?技术,两颗Xeon?,就等于有四颗中央处理器同时在工作,一下子增加两倍的运算能力。此外,伺服器对外连接的设备也是重量级的,以Xeon?等级的伺服器而言,网路频宽已发展到Gigabit Ethernet,是个人电脑的一百倍;SCSI连结也是标准配备,这也是个人电脑少有的规格;而伺服器更厉害的,就是可以连结磁碟阵列系统(RAID),一口气可以串接八颗以上的大容量硬碟,这些配备都是个人电脑所望尘莫及,高成本的设备都是为多人的工作所设计预备的。

伺服器也不是样样规格都胜过一般个人电脑,伺服器的特点是拥有强大运算能力以立即处理大量资讯,并藉著昂贵周边设备一起工作;但是伺服器的影像处理能力就不需要很强,许多系统管理者只需要类似DOS的介面软体来操作就可以了;另外伺服器也不太需要USB来上下载一些个人化产品的资讯,所以对USB的支援也不是很强。例如Intel®专用在伺服器系统上的E7500或E7501晶片组,北桥部分连AGP都没有支援,一般个人电脑上的显示卡根本没有机会使用在伺服器上;南桥部分的USB只定义到1.1版本,跟个人电脑用得很习惯的2.0版本相比,算是旧时代的规格。最近几年的伺服器发展,就是网际网路与电信业的应用,尤其网际网路早已从资料搜寻,深入到一般人生活中,例如金融跟财经、网路银行跟网路信用卡的使用,都必须*著伺服器强大的运算能力,才能做到资料高度保密不易被破解的程度。资讯流通的发展与需求并未随著景气不好而停歇,未来伺服器的发展与应用范围可能会愈渐广大,这也代表了资讯基础建设将可以随著伺服器的发展而提供人类更好的生活。

伺服控制系统概述

伺服控制系统用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。又称随动系统。在很多情况下,伺服系统专指被控制量(系统的输出量)是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统,其作用是使输出的机械位移(或转角)准确地跟踪输入的位移(或转角)。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。

伺服控制系统最初用于船舶的自动驾驶、火炮控制和指挥仪中,后来逐渐推广到很多领域,特别是自动车床、天线位置控制、导弹和飞船的制导等。采用伺服系统主要是为了达到下面几个目的:①以小功率指令信号去控制大功率负载。火炮控制和船舵控制就是典型的例子。②在没有机械连接的情况下,由输入轴控制位于远处的输出轴,实现远距同步传动。③使输出机械位移精确地跟踪电信号,如记录和指示仪表等。

衡量伺服控制系统性能的主要指标有频带宽度和精度。频带宽度简称带宽,由系统频率响应特性来规定,反映伺服系统的跟踪的快速性。带宽越大,快速性越好。伺服系统的带宽主要受控制对象和执行机构的惯性的限制。惯性越大,带宽越窄。一般伺服系统的带宽小于15赫,大型设备伺服系统的带宽则在1~2赫以下。自20世纪70年代以来,由于发展了力矩电机及高灵敏度测速机,使伺服系统实现了直接驱动,革除或减小了齿隙和弹性变形等非线性因素,使带宽达到50赫,并成功应用在远程导弹、人造卫星、精密指挥仪等场所。伺服系统的精度主要决定于所用的测量元件的精度。因此,在伺服系统中必须采用高精度的测量元件,如精密电位器、自整角机和旋转变压器等。此外,也可采取附加措施来提高系统的精度,例如将测量元件(如自整角机)的测量轴通过减速器与转轴相连,使转轴的转角得到放大,来提高相对测量精度。采用这种方案的伺服系统称为精测粗测系统或双通道系统。通过减速器与转轴啮合的测角线路称精读数通道,直接取自转轴的测角线路称粗读数通道。

伺服控制系统按所用驱动元件的类型可分为机电伺服系统、液压伺服系统和气动伺服系统。

使用运动控制卡以速度方式控制伺服电机的一般步骤

使用运动控制卡以速度方式控制伺服电机的一般步骤如下:

1、初始化参数

在接线之前,先初始化参数。

在控制卡上:选好控制方式;将PID参数清零;让控制卡上电时默认使能信号关闭;将此状态保存,确保控制卡再次上电时即为此状态。

在伺服电机驱动器上:设置控制方式;设置使能由外部控制;编码器信号输出的齿轮比;设置控制信号与电机转速的比例关系。一般来说,建议使伺服工作中的最大设计转速对应9V的控制电压。比如,松下是设置1V电压对应的转速,出厂值为500,如果你只准备让电机在1000转以下工作,那么,将这个参数设置为111。

2、接线

将控制卡断电,连接控制卡与伺服驱动器之间的信号线。以下的线是必须要接的:控制卡的模拟量输出线、使能信号线、伺服驱动器输出的编码器信号线(当然,电机和驱动器之间的线我认为已经接好了)。复查接线没有错误后,电机驱动器和控制卡(以及PC)上电。此时电机应该不动,而且可以用外力轻松转动,如果不是这样,检查使能信号的设置与接线。用外力转动电机,检查控制卡是否可以正确检测到电机位置的变化,否则检查编码器信号的接线和设置

3、试方向

对于一个闭环控制系统,如果反馈信号的方向不正确,后果肯定是灾难性的。通过控制卡打开伺服的使能信号。这时电机应该以一个较低的速度转动,这就是传说中的“零漂”。一般控制卡上都会有抑制零漂的指令或参数。使用这个指令或参数,看电机的转速和方向是否可以通过这个指令(参数)控制。如果不能控制,检查模拟量接线及控制方式的参数设置。确认给出正数,电机正转,编码器计数增加;给出负数,电机反转转,编码器计数减小。如果电机带有负载,行程有限,不要采用这种方式。测试不要给过大的电压,建议在1V以下。如果方向不一致,可以修改控制卡或电机驱动器上的参数,使其一致。

4、抑制零漂

在闭环控制过程中,零漂的存在会对控制效果有一定的影响,最好将其抑制住。使用控制卡或伺服上抑制零飘的参数,仔细调整,使电机的转速趋近于零。由于零漂本身也有一定的随机性,所以,不必要求电机转速绝对为零。

5、建立闭环控制

再次通过控制卡将伺服使能信号放开,在控制卡上输入一个较小的比例增益,至于多大算较小,这只能凭感觉了,如果实在不放心,就输入控制卡能允许的最小值。将使能信号打开。这时,电机应该已经能够按照运动指令大致做出动作了。

6、调整闭环参数

细调控制参数,包括控制卡和驱动器上的参数,确保电机按照控制卡的指令运动,这是必须要做的工作,而这部分工作,更多的是经验,这里只能从略了。

关于伺服的三种控制方式

关于伺服的三种控制方式,一般伺服都有三种控制方式:速度控制方式,转矩控制方式,位置控制方式。想知道的就是这三种控制方式具体根据什么来选择的?速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的。位置控制是通过发脉冲来控制的。具体采用什么控制方式要根据客户的要求,满足何种运动功能来选择。

如果您对电机的速度、位置都没有要求,只要输出一个恒转矩,当然是用转矩模式。如果对位置和速度有一定的精度要求,而对实时转矩不是很关心,用转矩模式不太方便,用速度或位置模式比较好。如果上位控制器有比较好的闭环控制功能,用速度控制效果会好一点。如果本身要求不是很高,或者,基本没有实时性的要求,用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。就伺服驱动器的响应速度来看,转矩模式运算量最小,驱动器对控制信号的响应最快;位置模式运算量最大,驱动器对控制信号的响应最慢。对运动中的动态性能有比较高的要求时,需要实时对电机进行调整。那么如果控制器本身的运算速度很慢(比如PLC,或低端运动控制器),就用位置方式控制。如果控制器运算速度比较快,可以用速度方式,把位置环从驱动器移到控制器上,减少驱动器的工作量,提高效率(比如大部分中高端运动控制器);如果有更好的上位控制器,还可以用转矩方式控制,把速度环也从驱动器上移开,这一般只是高端专用控制器才能这么干,而且,这时完全不需要使用伺服电机。

可编程控制器在电梯中的应用

一、光电编码器与高速计数器

1、光电编码器的工作原理

光电编码器是一种新型的转速及定位控制用传感器,其工作故事可以用光电码盘说明。光电码盘是沿圆周开有均匀的孔或齿的圆盘,一组发光元件及光敏元件分置在盘的两边,当圆盘转动时,光时而通过孔或齿隙照到光敏元件上,时而被圆盘阻挡,这样光敏元件上就产生了脉冲串波形的电信号。将该信号放大、整形,就能用来测量转速及位移。光电编码器在旋转一周时可以产生数千以至上万的脉冲以满足高精度的转速及定位要求(在选择编码器追求高精度时,也要考虑控制器的接收频率!)。在电梯的应用中,对于编码器的分辨率要求并不高,轿厢运动1mm能产生数个脉冲就可以了。我们希望的是编码器在产生脉冲的同时能解决转向判断的问题,那么如今的编码器一般都是设有两套(或是三套---零位测量用)光电装置的,两套光电装置产生的脉冲的相位有一定的差别,就也就产生了方向信号,如A装置产生脉冲相位超前于B相时为正转。反之,为反转。为了方便论述,我们选择轿厢运行1mm,编码器产生1个脉冲。

2、PLC的高速计数器及高速计数指令(以三菱FX系列论述)

高速计数器是PLC的编程软元件。相对普通计数器,高速计数器用于频率高于机内扫描频率的机外脉冲计数(建议认真了解一下PLC扫描周期的概念)。由于计数信号频率高,计数以中断方式,计数器的启动、复位、或计数方向的变化也多使用机外信号。PLC的高速计数器分为三种:1、单相单计数输入高速计数器,2、单相双计数输入高速计数器,3、双相双计数输入高速计数

器。如单相单计数输入高速计数器C235是采集X0的输入信号。(PLC有其自己的规定,具体参照使用手册。)

高速计数器有两种工作方式。第一种利用自身触点的动作为信号,高速计数器和普通32们增减计数器一样,在增计数到达设定值时,触点动作并保持,在做减计数达到设定值时(如触点已置位)触点复位。这种方式的缺点是控制受扫描周期的影响。高速计数器的第二种工作方式为中断方式,这需使用高速计数器的专用指令。FX2N有三条是关于高速计数器的指令:1、高速计数器置位指令(HSCS),2、高速计数器的复位指令(HSCR),3、高速计数器区间比较指令(HSZ),此三条指令均为32位指令,均为中断方式执行。

结合五层电梯的控制,选择FX2N-64MRPLC为控制器,选取双相双计数输入高速计数器C254作为轿厢的定位计数器。其A相脉冲输入端为X000,B相脉冲输入端为X0001,处复位端为X0002,外启动端为X0006。

二、基于高速计数器的轿厢位置确定

电梯运行时,高速计数器在光电编码器的驱动下完成计数工作,当轿厢上升时加计数,当轿厢下降时减计数,高速成计数器的当前值即是轿厢在井道中的准确位置,如楼层高度为5M,正常运行时计数范围为0---20000的数值,可设高速计数器设定值为30000或其他大于20000的数值,由于本程序并不打算利用当前值等于预置值事件,便可以设个永远不可能达到的数值。

轿厢位置的确定有多重用处。其一是实现门厅及轿厢内楼层数字指示,二是用于运行定向,三是用于确定平层制动的时刻。在每层楼上下各安排200mm轿厢当前位置批示切换区间,当轿厢到达该区间时,将轿厢当前位置数据送到层楼当前值存储单元中保存,用来作为门厅及轿厢处楼层显示数据。

为了电梯运行之初的调试及维修时修正机械原因及建筑原因带来的楼层计数器定位误差,可在程序中安排定位自学习程序。通过检修运行获得各层的准确数据

步进马达与伺服马达的区别

1. 步进马达是用脉冲控制,只能按最小步距行进,行进速度和反应速度慢

2. 伺服马达同样是用脉冲控制,可以低于机械最小步距行进,行进速度和反应速度都优于步进马达

3. 二者都能用于闭环控制,步进常使用感应器进行反馈,伺服通常使用编码器反馈位置信号

4. 步进马达通常可直接驱动或使用驱动卡驱动,抖动大;伺服马达需要专用放大器,抖动小成本高

5. 现在应用于机械的小功率方面逐步使用直流步进马达和伺服马达

6. 越来越应用广泛的响应快,速度快的所谓磁悬浮,气悬浮马达在模糊步进马达和伺服马达的概念

7. 以前常见的Encoder是不使用电池的,所以要进行归零动作。

8. 新的Encoder趋向于使用电池保持数据,减少归零要求,且响应快,但需在通电状态下换电池关于开环和闭环控制,简单的认为:

1. 不需要传输或行进位置反馈的控制,只能算作是一种传输或进给控制,可以算作开环控制

2. 我认为,在不移动位置检测器且更换驱动部件后不需要校正的设计可视为开环伺服,如有很多利用金属探测器作为位置感应的驱动控制,在更换马达及驱动部件之后不需要进行校准,设备一样工作正常

3. 闭环伺服控制根据我的理解,从带编码器的伺服马达的原理可以知道,马达需要寻找自身的零点与移动位置的零点来进行精确位置移动伺服,从而在抖动最小的最快的时间完成定位,所以更换马达是必需要进行校正的,这是全闭环控制,很多精密设备都采用这种控制

4. 带不断电的编码器的直流伺服马达,在每次更换编码器或马达的时候,虽然马达已经没有零点只在使用软件于编码器中定义零点,和移动的位置和速度,但仍然是需要校正的,是全闭环控制。

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