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文檔簡介
BasicsOfMotionControlTechnology運動控制技術(shù)基礎(chǔ)項目14應(yīng)用速度控制模式實現(xiàn)伺服電機(jī)速度閉環(huán)控制背景描述
項目14
應(yīng)用速度控制模式實現(xiàn)伺服電機(jī)速度閉環(huán)控制相比較變頻調(diào)速和步進(jìn)開環(huán)速度控制,伺服系統(tǒng)的速度控制在技術(shù)指標(biāo)上具有絕對優(yōu)勢。變頻調(diào)速雖然可以精確的控制異步電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速,但異步電機(jī)因負(fù)載變化而變化的轉(zhuǎn)差率導(dǎo)致其實際輸出轉(zhuǎn)速可能會有較大的波動。步進(jìn)開環(huán)速度控制雖然能達(dá)到較高的精度,但在調(diào)速范圍和輸出功率還是有較大的局限性。伺服系統(tǒng)既具有變頻調(diào)速對旋轉(zhuǎn)磁場的精準(zhǔn)控制,又沒有轉(zhuǎn)差率對速度穩(wěn)定的不利影響,還因閉環(huán)控制帶來的反饋調(diào)整能及時消除外界影響,同時又具有同步電機(jī)功率密度大、能量轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)勢,在當(dāng)前的運動控制領(lǐng)域獨樹一幟,引領(lǐng)著運動控制技術(shù)的發(fā)展方向。示范實例:資訊
A工廠為設(shè)備進(jìn)行升級改造,增加了一臺伺服電機(jī)和配套的伺服驅(qū)動器,伺服電機(jī)型號為安川SGMGV-13A,伺服驅(qū)動器型號為安川SGDV-120A。要求伺服電機(jī)能夠在0~1500RPM之間實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)運行。速度值由上位機(jī)傳送給S7-300PLC,S7-300PLC輸出模擬量到伺服驅(qū)動器,設(shè)備設(shè)有正轉(zhuǎn)啟動按鈕、反轉(zhuǎn)啟動按鈕以及停止按鈕,相關(guān)元器件已準(zhǔn)備好,請根據(jù)控制要求完成以下任務(wù):1.確定I/O分配表;2.完成PLC-伺服驅(qū)動器控制電路圖;3.完成PLC-伺服驅(qū)動器控制電路連接;4.完成伺服驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置;5.完成PLC程序編寫;6.完成PLC程序下載并控制PLC-伺服電機(jī)運行。項目14
應(yīng)用速度控制模式實現(xiàn)伺服電機(jī)速度閉環(huán)控制示范實例:資訊
在伺服控制系統(tǒng)中,編碼器是構(gòu)成閉合控制環(huán)路的重要元件,為系統(tǒng)提供至關(guān)重要的反饋信號。編碼器是一種測量運動的傳感器,用于把轉(zhuǎn)動或平動的速度、方向和位置轉(zhuǎn)換為脈沖信號輸出。根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)形式不同,編碼器可以分為旋轉(zhuǎn)編碼器(RotaryEncoder)和線性編碼器(LinearEncoder);根據(jù)編碼方式不同,可分為增量型編碼器(IncrementalEncoder)和絕對值型編碼器(AbsoluteEncoder),絕對值型編碼器包含單圈絕對值型編碼器(Single-TurnAbsoluteEncoder)和多圈絕對值型編碼器(Muliti-TurnAbsoluteEncoder);根據(jù)檢測工作原理不同,編碼器可分為光電編碼器(PhotoelectricEncoder)、磁性編碼器(MagneticEncoder)、電感式編碼器(InductiveEncoder)以及電容式編碼器(CapacitiveEncoder)。項目14
應(yīng)用速度控制模式實現(xiàn)伺服電機(jī)速度閉環(huán)控制示范實例:資訊
光電編碼器分為透射型和反射型兩種,主要由碼盤和光電檢測電路組成。伺服電機(jī)使用的編碼器通常為透射型光電編碼器。編碼器的碼盤上刻有可以透過光線的光柵,光源經(jīng)過棱鏡透過光柵,由安裝在光柵對面的光敏元件接收后產(chǎn)生相應(yīng)的電信號。當(dāng)碼盤隨著伺服電機(jī)一起旋轉(zhuǎn)時,由于光柵的遮擋,透過光柵的光信號時有時無,光敏元件于是產(chǎn)生與之對應(yīng)的電脈沖信號。這個電脈沖信號的頻率與伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度相對應(yīng),脈沖的數(shù)量與伺服電機(jī)轉(zhuǎn)過的角度相對應(yīng)。通常會在光柵對面安裝兩個光敏元件,根據(jù)兩個光敏元件產(chǎn)生的電脈沖的相位可以判斷伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)向。項目14
應(yīng)用速度控制模式實現(xiàn)伺服電機(jī)速度閉環(huán)控制示范實例:資訊
增量型編碼器和絕對值型編碼器最主要的區(qū)別在于碼盤的光柵不一樣。增量型編碼器的光柵在碼盤上沿圓周均勻分布,輸出的是均勻變化的脈沖序列。絕對值型編碼器的光柵在碼盤上是按同心圓分布的,每個同心圓稱為一個“碼道”,代表一個二進(jìn)數(shù)的“位”,最外道為第0位(Bit0),往里依次是第1位(Bit1)、第2位(Bit2)......絕對值型編碼器輸出的是一組二進(jìn)制數(shù)。增量型編碼圓周上的光柵數(shù)目越多,編碼器的分辨率就越高;絕對值型編碼器碼道的數(shù)目越多,編碼器的分辨率就越高。項目14
應(yīng)用速度控制模式實現(xiàn)伺服電機(jī)速度閉環(huán)控制示范實例:計劃
序號項目內(nèi)容時間人員1編制I/O分配表確定所需要的I/O點數(shù)并分配具體用途,編制I/O分配表(需提交)5分鐘全體人員2繪制PLC-伺服驅(qū)動器控制電路圖根據(jù)I/O分配表繪制PLC-伺服驅(qū)動器控制電路圖15分鐘全體人員3連接PLC-伺服驅(qū)動器控制電路根據(jù)電路圖完成PLC-伺服驅(qū)動器控制電路連接15分鐘全體人員4設(shè)置伺服驅(qū)動器根據(jù)控制要求設(shè)置伺服驅(qū)動器10分鐘全體人員5編寫伺服電機(jī)速度控制PLC程序根據(jù)控制要求編寫伺服電機(jī)速度控制PLC程序25分鐘全體人員6下載PLC程序運行把控制程序下載到PLC,實現(xiàn)伺服電機(jī)的速度控制10分鐘全體人員項目14
應(yīng)用速度控制模式實現(xiàn)伺服電機(jī)速度閉環(huán)控制示范實例:決策
按照工作計劃表,項目小組全體成員共同確定I/O分配表,然后按兩個小組分別實施系統(tǒng)硬件裝調(diào)、驅(qū)動器設(shè)置、程序編寫以及調(diào)試運行,合作完成任務(wù)并提交任務(wù)評價表。項目14
應(yīng)用速度控制模式實現(xiàn)伺服電機(jī)速度閉環(huán)控制示范實例:實施
(一)編制I/O分配表(二)繪制PLC-伺服驅(qū)動器控制電路圖(三)連接PLC-伺服驅(qū)動器控制電路(四)設(shè)置伺服驅(qū)動器(五)編寫PLC程序1.S7-300PLC模擬量輸出的硬件組態(tài)2.伺服電機(jī)速度控制程序(六)下載PLC程序運行項目14
應(yīng)用速度控制模式實現(xiàn)伺服電機(jī)速度閉環(huán)控制示范實例:檢查
項目分值評分標(biāo)準(zhǔn)檢查情況得分編制I/O分配表101.所有輸入地址編排合理,節(jié)約硬件資源,元件符號與元件作用說明完整,5分;2.所有輸出地址編排合理,節(jié)約硬件資源,元件符號與元件作用說明完整,5分。
繪制PLC-伺服驅(qū)動器控制電路圖101.電路圖元件齊全,標(biāo)注正確,5分;2.電路功能完整,布局合理,5分。
連接PLC-伺服驅(qū)動器控制電路101.安全違章扣10分;2.安裝不達(dá)標(biāo)一項扣2分。
設(shè)置伺服驅(qū)動器10能根據(jù)控制需要正確設(shè)置驅(qū)動器。
編寫伺服電機(jī)速度控制PLC程序501.功能正確,程序段合理,30分;2.符號表正確完整,10分;3.絕對地址、符號地址顯示正確,程序段注釋合理,10分。
下載PLC程序運行101.程序下載正確,PLC指示燈正常,5分;2.程序運行操作正確,能實現(xiàn)預(yù)定功能,5分。合計100
項目14
應(yīng)用速度控制模式實現(xiàn)伺服電機(jī)速度閉環(huán)控制示范實例:評價
表14-5應(yīng)用速度控制模式式實現(xiàn)伺服電機(jī)速度閉環(huán)控制項目自評表
簽名:日期:表14-6應(yīng)用速度控制模式式實現(xiàn)伺服電機(jī)速度閉環(huán)控制項目他評表
簽名:日期:項目14
應(yīng)用速度控制模式實現(xiàn)伺服電機(jī)速度閉環(huán)控制實踐練習(xí)
某公司生產(chǎn)線改造,其中一臺選料電機(jī)擬采用伺服控制。采用SINAMICSV90PTI伺服驅(qū)動器和SIMOTICSS-1FL6044-1AF61-2AA1伺服電機(jī)。要求伺服電機(jī)能夠在0~3000RPM之間實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)運行。設(shè)備設(shè)有正轉(zhuǎn)啟動按鈕、反轉(zhuǎn)啟動按鈕、速度選擇按鈕以及停止按鈕。該設(shè)備采用S7-300PLC進(jìn)行控制,相關(guān)元器件已準(zhǔn)備好,請根據(jù)控制要求完成以下任務(wù):1.確定I/O分配表;2.完成PLC-伺服驅(qū)動器控制電路圖;3.完成PLC-伺服驅(qū)動器控制電路連接;4.完成伺服驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置;5.完成PLC程序編寫;6.完成PLC程序下載并控制PLC-伺服電機(jī)運行。項目14
應(yīng)用速度控制模式實現(xiàn)伺服電機(jī)速度閉環(huán)控制擴(kuò)展提升
某車間有一臺輸送機(jī)采用伺服控制,伺服驅(qū)動器為ASDA-B2系列,伺服電機(jī)為ECMAA-C21010ES,要求伺服電機(jī)能夠在0~3000RPM之間實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)運行。設(shè)備設(shè)有正轉(zhuǎn)啟動按鈕、反轉(zhuǎn)啟動按鈕以及停止按鈕。該設(shè)備采用S7-300PLC
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