伺服驱动器的使用方法通常与变频器相同。这里需要注意的是,伺服驱动器的选择不仅有一个功率参数,还有低惯性和高惯性。

低惯性类型通常扭矩低,转速高,适用于负载轻、运动频繁的控制。惯性类型扭矩高,转速低,适用于载荷大的一些控制。因此,必须根据现场情况选择相应的驱动器。否则,转速可能跟不上,或者电机过热,影响寿命。

今天来学习一下我们系统的伺服控制系统吧!

伺服控制系统控制方法

伺服驱动器主要有三种控制方法。

1扭矩控制:

扭矩控制方法是通过外部模拟输入或直接地址分配,设置电机轴外部的输出扭矩大小。例如,如果10V等于5Nm,外部模拟设置为5V,则电动机轴输出为2.5Nm。如果马达轴向负载小于2.5Nm,则马达是正向的,外部负载为2.5Nm,则马达不会旋转,如果大于2.5Nm,则马达会反转(通常存在)。您可以立即更改模拟设置,更改设置的力矩大小,或将该地址的值更改为通信,以实现此目的。

应用主要应用于对材料的力有严格要求的缠绕和卷筒释放装置(如电缆装置或光纤装置)。扭矩的设置应根据缠绕半径的变化随时更改,以确保材料的力不会随着半径的变化而变化。

2位置控制:

位置控制模式通常通过外部输入的脉冲的频率来确定转速的大小,通过脉冲数来确定旋转角度,一些伺服可以通过通信直接为速度和位移指定值。位置模式通常适用于定位设备,因为它可以严格控制速度和位置。应用领域(如数字控制机、印刷机等)

三速模式

通过模拟输入或脉冲频率可以控制转速,在带有父控制单元的外环PID控制中,速度模式也可以指定位置。但是,必须将电动机的位置信号或直接负载的位置信号给予父反馈才能工作。定位模式还支持直接负载外环检测定位信号。在这种情况下,电机轴端的编码器只检测电机速度,位置信号直接由最终负载端的检测装置提供。这些优点是可以减少中间传输过程中的错误,提高整个系统的定位精度。

本例演示了如何使用PLC控制伺服驱动器。

PLC控制伺服驱动器的方法主要有两种。

1脉冲控制:

以松下A5系列伺服驱动器和西门子S7-200smart为例。

首先,A5系列伺服驱动器需要电缆的终端包括XA(电源的控制电源)、XB(电动机输出线)、X4(控制线)和X6(电动机编码器线)。让我们看一下布线图。(绝对位置控制,也就是说,如果需要使用绝对编码器,还需要通信。绝对位置控制本身比相对位置控制更精确,不受外部因素的影响。缺点是绝对位置编码器维护不好。问题发生后需要手动重置,重置过程很麻烦。而且松下的驱动器使用复杂的多重验证,以确保绝对编码器的准确性和安全性。对初学者不熟悉。

控制终端有很多保护终端,为了正常工作,必须全部短连接

绝对编码器通信数据图

连接电缆后,必须在驱动器上设置控制模式、参数等。

其中伺服系统的控制模式如下

一、位置控制模式

第二:速度控制模式

3:扭矩控制模式

4:完全闭环控制模式

根据需要驱动的设备选择模式,每个模式的参数设置方法不同,但熟悉不同的调试会更快。

这只是调试参数,不是所有参数。请参阅驱动器文档以设置参数

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设置完参数后我们看下程序,以前我们说过,西门子s7-200smart系列对运动控制支持得很好,不仅最大脉冲数足够,而且运动控制非常方便,不需要拓展库文件。

打开S7-200smart软件后添加运动向导(轴的区别只在于输出的Q点不同)

按照电机参数和机械尺寸填写实际数据,以便与真实位置对应。

选择一种模式,这种方式便于直观输出。

前后急停限位,安全措施。

手动速度和最大速度,根据电机数据填写。

清零功能

控制端子,按照接线图接线即可

程序注释;第一行为驱动器使能行,没有的话驱动器无法动作,可以用来做紧急制动。

第二行为编码器清零,此文中的编码器为相对式。第三行为控制输出行,其中START端子应该由上升沿控制,文章中的是一个往复运动的例子。除了以上三个程序指令,运动控制还有其他功能,等着您来探索。

2 通讯控制:

谈到伺服驱动器我们就不得不提到西门子的V90系列,西门子V90有以下优点:

低成本

1、集成所有控制模式:外部脉冲位置、内部设定值位置、速度和转矩控制;2、全功率驱动标配内置制动电阻;3、集成抱闸继电器。

伺服性能优异

1、自动优化功能使设备获得更高的动态性能;2、自动抑制机械谐振频率;3、1 MHz 的高速脉冲输入;4、20 位分辨率的绝对值编码器;5、优化的系统性能:3 倍过载能力、电机低扭矩纹波以及驱动与电机的完美整合;

使用方便

1、快速便捷的伺服优化和机械优化;2、简单易用的 SINAMICS V-ASSISTANT 调试工具;3、兼容 PLC 和运动控制器的双通道脉冲设定值;4、通用 SD 卡参数复制;5、电机电缆连接器可旋转,支持多角度旋转,可快速锁紧/释放;

运行可靠

1、更大的电压范围:380 V ~ 480 V,-15% / +10%;2、PCB 涂层保证驱动器在严苛环境中的稳定性;3、高品质的电机轴承;4、电机保护等级 IP 65,轴端标配油封;5、集成安全扭矩停止(STO)功能;

功率范围 0.4至7KW;电压范围 3AC380V…480V(+10%/-15%);控制方式 外部脉冲位置、内部设定值位置、速度控制和扭矩控制;

这里我们以S7-1500与西门子V90伺服系统为例讲解通讯运动控制!

1、在TIA软件里组态PLC和V90PN硬件

在“网络视图”中,右边的“硬件目录”中选择“其他现场设备-Drives-SIEMENSAG-SINAMIS",下拉找到V90硬件,拖拽到左边。

左键按住绿色网口图标,移动到对应设备进行网络连接

在网络视图中双击V90PN图标,配置V90PN的报文,位置控制选择111报文。

左键选中V90PN设备,在“属性”栏,命名设备的名称,要和V90驱动的名称一致

驱动的控制模式选择“基本定位器控制”

驱动报文选择“111报文”

斜坡函数发生器选择“生效”

调用SINA_POS对轴进行位置控制,在全局库中选择,打开右边“库”,选择“全局库”

SINA_POS指令说明,注意该指令必须使用“111报文”

ModePos: 控制模式选择

1、相对定位

2、绝对定位

5、直接设定零点

6、主动回原点

7、点动模式

Off1:轴使能,RejTrvTsk,IntMStop默认,AckFlt故障复位,Execute启动定位(上升沿),Position设置定 位距离(LU),Velocity定位时的速度(LU/min),OverV设定速度百分比输出,OverAcc设定加速度百分比输

出,OverDec设定减速度百分比输出,LAddrSP和LAddrAV报文地址,VeloAct实际速度,PosAct实际位置(LU) 例:实际设定速度=Velocity*OverV%

例:实际设定速度=Velocity*OverV%

注意:点动的速度在驱动里面设定,也可以通过调用SINA_PARA_S修改,VeloAct选择Lreal数据类型,防止数据溢出。

Velocity的设定值和驱动的单圈对应长度(LU)有关,默认设定是10000LU。

实 际 速 度 =NIST_B*P2000/40000000H(1073741824) 实际转矩=PZD12*P2003/4000H(16384)

Velocity=目标轴转速*单圈LU/1000

实际转速=VeloAct*额定转速/1073741824 实际位置=PosAct/单圈LU

注释:P2000为额定转速,P2003为额定转矩

例子:想设定轴转速为300r/min,单圈LU=10000,则Velocity=300*10000/1000。

参数读写功能

注意:AxisNo无论配置多少轴都设定为16#02

Start——上升沿启动

ReadWrite——0: 参 数 读 ,1: 参 数 写

LAddr—— 配 置 的 报 文

Parameter——参数编号,如P1120参数,则Parameter=1120

Index——参数下标,如P25467[1],则Index=1

ValueWrite——待写入参数的设定数值AxisNo——16#02

ValueRead——读入参数的存放数值

速度模式

驱动的控制模式选择“速度控制”

选择标准报文1,

Execute——速度启动/停止,

Velocity——轴转速(RPM)

LAddrSP,LAddrAV——组态报文FactRPM——额定转速

AckFlt——故障复位

VeloAct——实际转速(RPM)

好吧!其实工控的学习最重要的就是去动手实际操作了!

你们觉得西门子伺服系统怎么样?

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