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  • PLC及变频在悬挂输送链电机同步控制中的应用
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  • PLC,编码器,变频器实现同步控制的一种方法简介:变频器与可编程序控制器通过RS485通信连接控制电机速度;可编程序控制器根据编码器测出的现场速度改变变频器频率;触摸屏设定工作参数
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  • 基于同步控制策略,利用PLC和变频设计了面向多稳车电机系统的同步控制系统,探讨了系统的实现方案及其程序控制流程。该同步控制系统对于进一步提高多稳车电机同步控制系统的实际应用水平具有很好的指导借鉴意义。
  • 三菱伺服控制器与变频器区别,三菱伺服控制器优势在哪?我们先看下面的整理关于三菱伺服控制器与变频器的内容,我们一起往下阅读吧! 伺服一词源于希腊语“奴隶”的意思。人们想把“伺服机构”当个得心应手的驯服...

    三菱伺服控制器与变频器区别,三菱伺服控制器优势在哪?我们先看下面的整理关于三菱伺服控制器与变频器的内容,我们一起往下阅读吧!  

    伺服一词源于希腊语“奴隶”的意思。人们想把“伺服机构”当个得心应手的驯服工具,服从控制信号的要求而动作。在信号来到之前,转子静止不动;信号来到之后,转子立即转动;当信号消失,转子能即时自行停转。由于它的“伺服”性能,因此而得名。目前伺服已经成为高精度、高响应速度、高性能的代名词。

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    三菱伺服控制器与变频器区别,三菱伺服控制器优势在哪?

      伺服系统是具有反馈的闭环自动控制系统。它是由控制器、功率驱动装置、反馈装置和电动机组成的。利用伺服机构可以进行位置、速度、转矩的单项控制及组合控制。

      转矩控制:通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小,主要应用于需要严格控制转矩的场合。——电流环控制 

      伺服系统是具有反馈的闭环自动控制系统。它是由控制器、功率驱动装置、反馈装置和电动机组成的。利用伺服机构可以进行位置、速度、转矩的单项控制及组合控制。

      驱动对象不同

      变频器是用来控制交流异步电机,伺服驱动器用来控制交流永磁同步电机。伺服系统的性能不仅取决于驱动器的性能,而且跟伺服电机的性能有直接的关系。伺服电机的材料、结构和加工工艺要远远高于变频器驱动的交流电机,电机方面的严重差异也是两者性能不同的根本。

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    三菱伺服控制器与变频器区别,三菱伺服控制器优势在哪?

      应用场合不同

      变频控制与伺服控制是两个范畴的控制。前者属于传动控制领域,后者属于运动控制领域。一个是满足一般工业应用要求,对性能指标要求不高的应用场合,追求低成本、少维护、使用简单等特点的驱动产品。另一个就是代表着工业自动化发展水平的产品,追求高性能、高响应、高精度。

      除了伺服驱动器和变频器之外,还有新型的控制系统——运动控制器,拥有更大的存储空间,处理速度更快,可连接模块更多。真正实现工业自动化一体式控制和操作。

      伺服驱动器是用来驱动伺服电机的,伺服电机可以是步进电机也可以是三菱伺服电机,也可以是交流异步电机,主要为了实现快速、精确定位,像那种走走停停、精度要求很高的场合用的很多。

      变频器就是为了将工频交流电变频成适合调节电机速度的电流,用以驱动电机,现在有的变频器也可以实现伺服控制了,也就是可以驱动伺服电机,但伺服驱动器和变频器还是不一样的!可伺服和变频器的区别究竟是什么呢?

      一、变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换成另一频率的电能控制装置,能实现对交流异步电机的软启动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素等功能。

      变频器可驱动变频电机、普通交流电机,主要是充当调节电机转速的角色。

      变频器通常由整流单元、高容量电容、逆变器和控制器四部分组成。

      变频器

      伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理,使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制的非常灵活方便。

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    三菱伺服控制器与变频器区别,三菱伺服控制器优势在哪?

      二、伺服系统是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。

      伺服系统

      伺服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。最基本的伺服系统包括伺服执行元件(电机、液压缸)、反馈元件和伺服驱动器。若想让伺服系统运转顺利还需要一个上位机构,PLC、以及专门的运动控制卡,工控机+PCI卡,以便给伺服驱动器发送指令。

      变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。风机、泵类负载采用变频调速后,节电率为20%~60%,这是因为风机、泵类负载的实际消耗功率基本与转速的三次方成比例。当用户需要的平均流量较小时,风机、泵类采用变频调速使其转速降低,节能效果非常明显。而传统的风机、泵类采用挡板和阀门进行流量调节,电动机转速基本不变,耗电功率变化不大。据统计,风机、泵类电动机用电量占全国用电量的31%,占工业用电量的50%。在此类负载上使用变频调速装置具有非常重要的意义。目前,应用较成功的有恒压供水、各类风机、中央空调和液压泵的变频调速。

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    三菱伺服控制器与变频器区别,三菱伺服控制器优势在哪?

      变频器在自动化系统中应用

      由于变频器内置有32位或16位的微处理器,具有多种算术逻辑运算和智能控制功能,输出频率精度为0.1%~0.01%,且设置有完善的检测、保护环节,因此,在自动化系统中获得广泛应用。例如:化纤工业中的卷绕、拉伸、计量、导丝;玻璃工业中的平板玻璃退火炉、玻璃窑搅拌、拉边机、制瓶机;电弧炉自动加料、配料系统以及电梯的智能控制等。变提高工艺水平和产品质量方面的应用频器在数控机床控制、汽车生产线、造纸和电梯上的应用。

      变频器在提高工艺水平和产品质量方面的应用

      变频器还可以广泛应用于传送、起重、挤压和机床等各种机械设备控制领域,它可以提高工艺水平和产品质量,减少设备的冲击和噪声,延长设备的使用寿命。采用变频调速控制后,使机械系统简化,操作和控制更加方便,有的甚至可以改变原有的工艺规范,从而提高了整个设备的功能。例如,纺织和许多行业用的定型机,机内温度是靠改变送入热风的多少来调节的。输送热风通常用的是循环风机,由于风机速度不变,送入热风的多少只有用风门来调节。如果风门调节失灵或调节不当就会造成定型机失控,从而影响成品质量。循环风机高速启动,传动带与轴承之间磨损非常厉害,使传动带变成了一种易耗品。在采用变频调速后,温度调节可以通过变频器自动调节风机的速度来实现,解决了产品质量问题。此外,变频器能够很方便地实现风机在低频低速下启动并减少了传动带与轴承之间的磨损,还可以延长设备的使用寿命,同时可以节能40%。

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    三菱伺服控制器与变频器区别,三菱伺服控制器优势在哪?

      变频器实现电机软启动

      电机硬启动不仅会对电网造成严重的冲击,而且会对电网容量要求过高,启动时产生的大电流和震动对挡板和阀门的损害极大,对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频器后,变频器的软启动功能将使启动电流从零开始变化,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和阀门的使用寿命,同时也节省设备的维护费用。 

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  • searchType=8&filter=0&ov=#anchor USS是英文“Universal Serial Interface”的缩写,... 控制器PLC/PG/PC)与驱动装置之间数据交换的通信协议。早期的USS协议主要用于驱动装置的参数设置,后因其协议内

    http://www.ad.siemens.com.cn/service/search/Default.aspx?kw=v90%u9A71%u52A8%u5668&searchType=8&filter=0&ov=#anchor

    • USS是英文“Universal Serial Interface”的缩写,中文翻译为“通用串行接口”。西门子专属串口??变频器?
    • 控制器(PLC/PG/PC)与驱动装置之间数据交换的通信协议。早期的USS协议主要用于驱动装置的参数设置,后因其协议内容简单、对硬件的要求比较低,也越来越多的被用于驱动器/变频器的通信控制。
    • 支持多点通信,物理层可使用RS485网络;

    与串口通信区别???USS通信与串口通信区别

    • MODBUS 通讯协议是保准、开放的,对用户免费的,可以放心使用的一种工业上常用的通讯协议。其支持多种电气接口,如RS-232、RS-485等。Modbus通讯通讯有两种,一种是MODBUS ASCII,一种是MODBUS RTU。 一般来说,通讯数据量少而且主要是文本的通讯则采用MODBUS ASCII规约,通讯数据数据量大而且是二进制数值时,多采用MODBUS RTU规约。Modbus RTU,是工业上常用的通讯协议,硬件使用RS485接口,主从式半双工通讯。
    • USS通讯协议也是基于自由口的,此协议是西门子变频器为了实现通讯功能而开发的协议,任何具有自由通讯功能的控制器按照这个协议都可以控制西门子的变频器,USS通讯只能和西门子的变频器通讯,而自由口通讯和任何具有485通讯接口的第三方设备通讯。
    • 自由口通讯,S7-200 CPU的串口通信口可由用户程序自己控制,所以这种操作模式称为自由口通信;

    Modbus?

    Modbus是一种串行通信协议。无版权且公开!

    Modbus设备通信通过串口RS-485物理层进行。

    Modbus协议是一个master/slave架构的协议(USS也是,但只用变频器的)。有一个节点是master节点,其他使用Modbus协议参与通信的节点是slave节点。每一个slave设备都有一个唯一的地址。

    电器元件有哪些?

    过欠压保护器。

    短路保护器——熔断器。

    热继电器,——电机综合保护器—电机的过载保护器。

    空气开关和漏电保护器——保护人

    交流接触器性质?旋钮开关。绿色启动,黑色停止。有带自锁的,按下去不会弹起来。

    白色——通电指示

    红色——电机运行指示

    黄色——故障指示

    蓝色——强制了?

    V90伺服电机控制??

    • 控制器+ 电机+ 电缆线
    • V-Assistance和帮助调试,mini USB与电脑连接。软件要和固件版本一致才行。Micro SD可以更新固件。USB驱动,或者串口驱动??安装驱动精灵吧,看驱动没反应,插入没反应。
    • V90 PTI的操作手册最全,SIOS网站什么可搜, SiNamic 应用实例,公众号西家传动,PTI和PN区别?
    • 电气柜设计中,要>10mm安装间隙,悬挂安装还是平着安装。有螺钉旋紧的。
    •  
    • 24V供给驱动器的必须要,不能接其他继电器、电磁阀,有脉泳电流,会影响编码器的反馈信号。
    • 增量编码器:精度不行,低速时真的不行。
    • 绝对编码器:分成指数多个,每个位置对应有一数字。0-360度可分出2^{21}次个!
    • TTL差分信号,A+A-作差一个信号,三个信号共六条线。
    • 1AC和3AC单相和三相电。
    • Jerk好处?震动小,超调不明显。
    • 为什么200V的就有抱闸?
    • 模态轴?如果是旋转轴,每转360°就是一圈,下一圈还是0-360°,那么模态轴就可以设置为360.  如果是直线轴,假设模态轴设置为1000mm,那么每走1000mm就会从零开始重新计算,也就是反馈回来的位置值不可能出现大于1000mm的情况。

    伺服的反馈闭环,位置环、速度环和电流环?

    PLC允许的最大脉冲输出频率100Hz,而信号板是200kHZ?Q0.0,Q0.1, Q0.3

    接线上?

    动力线,编码线,都是不通用的。

    抱闸控制中压敏电阻用来干嘛?S8接口又是

    PTO是个什么?Pulse Train Output

    http://www.360doc.com/content/21/0507/16/75157855_976032058.shtml

    PTO是脉冲控制模式,PWM是模拟量控制模式。一个是高速脉冲串,一个是宽度可调的。PLC中PLS指令来控制。

    当设备对位置有精确要求时选用PTO,而当设备对转速和力矩有精确要求时选用PWM。

     为什么要用|P|?

    按点动按钮,可能一下子按了3s,计数器?0.1s一个|P|记录一次,很不幸,记多了。

    于是 I0.1的点动开关配合 P

    PWM是个什么?

    • pwm控制,是脉冲宽度调制技术。如一条直线,指示灯正常亮度。75%,50%占空比也就是哪个亮度。
    • 一个比较常用的pwm控制情景就是,来调节灯的亮度,根据占空比(如下)的不同,就可以完成灯亮度的不同控制。
    • 频率太小??你可看到闪烁。如滑动按钮,灯亮度会变。用了一台PLC?

    什么是pwm技术呢?

    产生PWM方式:单片机来产生pwm,定时器来产生?

    调节频率和占空比,或者蜂鸣??

    三极管??

    同相比例运算放大器?0-6放大到0-12V

    调速用??PWM

    Mos管??

    V 90的PTI与PN?

    为什么不用电脑直接控制伺服?PLC这个发脉冲信号的,信息从伺服上采集还是PLC上采集?

    PTI版本的是50针的控制电缆
    PN版本的是20针的IO电缆

    区分两个版本的区别,版本不同需要的电缆不一样,他们的输入输出点不一样
    如果是其他厂商的PLC,均是支持NPN和PNP的。

    编码器敏感?

    避免敲击,以及轴。

    轴高?转动惯量?

    伺服电机选型?

    • 负载类型如滚珠丝杠?导程。加速匀速时间。
    • 惯量比?电机的转动惯量和负载转动惯量,如果差了几倍,如大于三倍,大于十倍,响应就很慢了。能量在连接处有聚集,柔性缓冲。会影响响应时间?采用刚性联轴器。
    • 高惯性电机轴粗I = mr2, 低惯性的体积小,紧凑。
    • 同步电机上的永磁体?贴上去或者埋上去。不耐高温——磁性会退化,如用在电动汽车中的。
    • 快速定位几毫米可以加速到几千转。
    • 额定转速,最高转速。在很宽速度范围内。
    • 极高效率——无铜耗。齿轮凸轮同步?95%以上。自然冷却,不用风扇。
    • 贴片之间间隙?转矩会波动,因为贴片排列的??为什么要贴那么多片,一片不行吗?
    • 均方根电流?Trms? 电流是方形的。
    • 降容运行??——如海拔和温度高于45度,输出功率会低很多了。
    • 支持300%的过载!!但瞬间还行,久就坏了。
    • 必须编码器才能运行

    运动控制结构?

    运动控制器PLC和伺服驱动器 = 灵活!

    Epos??

    什么是多轴插补??机械臂关节协同,同步控制了。 响应速度更高了。

    profinet可省掉接很多线。几个环

    线性轴?小于要限位开关。

    旋转轴?

    回零???机械和运动轴之间零点开关?挡块碰到开关。

    什么是组态成模态轴??

    • 增量式编码器不能断电保持,每次断电位置丢失。主动回零,确定二者之间关系。
    • 绝对式编码器带电池的?还是靠机械去记的。
    • 绝对定位100,触发再100,再100,都不会动起来。
    • 相对定位,以当前位置。
    • 点动,按下一直不会停。
    • LU是一个长度单位,如丝杠旋转一圈,10mm——对应10000LU

    软限位?软件中限定的定位-10, 100,

    硬限位?超过这个范围会损坏,让电机也停下来。

    运动控制通信?

    profinet 和 profibus? PLC是由于通信从继电器发展而来。PN这个就是profinet!!

    PTI 那时IO脉冲了!

    PLC写控制指令?

    通讯报文1,3,105报文??和通讯建立再profidrive

    报名中有地址???

    PLC发给驱动 控制字和设定值; 驱动到PLC是 状态字和实际值。——循环数据通道

    异步数据交换通道。FB286,287

    位置环在哪??PLC中,就是TO控制方式,搭建控制环;如在驱动器中EPOS,DSC动态伺服控制,放在了驱动器中。驱动器比PLC快太多???

    运动控制应用?

     

    同步电机和异步电机?

    风机泵类一直不停的运行。

    注意时定子的旋转磁场!!!!!三相电产生的。转子的转速是否与旋转磁场相同??区分同步异步。

    同步与异步定子绕组是一样的。仅里面转子不同!

    异步:鼠笼式长条,被动相对切割。通电先产生选择磁场————切割鼠笼转子,金属条上产生感应电流————金属条受安培力作用——转子旋转

    异步铜耗!功率低,结构简单。

    磁极同则相吸,否则相斥!!!吸引锁定就有同步旋转!N-S一对锁定!而磁场旋转,于是同步了。

    n = \frac{f}{p}\cdot 60

    同步电机无法直接启动?

    转子跟不上旋转磁场?

    • 辅助电机启动法,
    • 变频启动法。开始低频转速很快
    • 异步启动法,安装了鼠笼的导条,同单相异步过程一样。

    电动汽车用永磁同步电机。永磁体高温会退磁

    单相异步???比三相更复杂,电容将其一相打成两相。就有了相位差!!而且三个。

     

    抱闸?

    就是刹车,需要额外两条线,是使他停机的。

     

    http://its.tsinghua.edu.cn

     

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  • 在印刷机械行业中,多电机同步控制是一个非常重要的问题。由于印刷产品的特殊工艺要求,尤其是对于多色印刷,为了保证印刷套印精度(一般≤0.05 mm),要求各个电机位置转差率很高(一般≤0.02%)。随着机电一体化技术...
  • 步进电机控制PLC

    千次阅读 2021-03-11 20:15:22
    步进电机控制PLC) 目录 1、系统控制要求... 2 一、控制要求... 2 二、说明... 2 三、三相六拍步进电机简介... 3 2、设计方案及流程图... 4 一、设计基础... 4 二、设计方案... 4 三、流程图... 6 3. I/...

    步进电机控制(PLC)

    目录

    1、系统控制要求... 2

    一、控制要求... 2

    二、说明... 2

    三、三相六拍步进电机简介... 3

    2、设计方案及流程图... 4

    一、设计基础... 4

    二、设计方案... 4

    三、流程图... 6

    3. I/O分配表... 7

    4.外部接线图... 7

    6.梯形图... 8

    7.系统调试与总结... 11

    一、调试分析... 11

    二、总结... 12

     

    1、系统控制要求

    一、控制要求

    设计一个三相六拍环形分配器控制脉冲进而控制步进电机运行。

    该程序应具有:

    1. 电机正反转控制 
    2. 转速控制:快速(0.5s)、中速(1s)、慢速(2s)
    3. 定步控制:执行8步后自动停止
    4. 高分要求:正反转/转速可以任意组合

     

    二、说明

    步进电机是电流在线圈中按顺序切换而使电机转轴作步矩式转的电机 。切换是由输入驱动的脉冲信号来完成的,每给驱动电路一个脉冲,电机转轴就按要求旋转一定的角度。故这种电机可以用输入的脉冲数来控制电机的转角,并且转速由脉冲的频率决定。

    本实训的步进电机采用单-双相励磁,如下图:

     

    表中的S1、 S2 、S3 分别为步进电机三相激励线圈A、B、C的控制开关。

    三、三相六拍步进电机简介

    设A相首先通电,转子齿与定子A、A’对齐(图1a)。然后在A相继续通电的情况下接通B相,这时定子B、B′极对转子齿2、4产生磁拉力,使转子顺时针方向转动,但是A、A’极继续拉住齿1、3,因此,转子转到两个磁拉力平衡为止,这时转子的位置如图1b所示,即转子从图1a位置顺时针转过了15°。接着A相断电,B相继续通电,这时转子齿2、4和定子B、B’极对齐(图1c),转子从图1c的位置又转过了15°,其位置如图1d 所示。这样,如果按A→AB→B→BC→C→CA→A.的顺序轮流通电,则转子便顺时针方向一步一步地转动,步距角15°。电流换接六次,磁场旋转一周,转子前进了一个齿距角。如果按A→AC→C→CB→B→BA→A.的顺序通电,则电机转子逆时针方向转动。采用六拍方式时,转子走六步前进一个齿距角,即每走一步前进六分之一齿距角,由上面介绍可知,步进电机具有结构简单、维护方便、精确度高、起动灵敏、停车准确等性能。此外,步进电动机的转速决定于电脉冲频率,并与频率同步。

     

     

    2、设计方案及流程图

    一、设计基础

    在步进电机控制系统中,步进电机作为一种控制用的特种电机,利用其没有积累误差的特点,广泛应用于各种控制中。对于步进电动机来讲,它受控于脉冲量,比直

    流电机或交流电机组成的开环精度高,适用于精度要求不太高的机电一体化伺服传动系统。

    步进电机的驱动电源开环控制基本上由脉冲发生器、脉冲分配器和脉冲放大器三部分组成。

     

    所以对于三相六拍步进电机的控制转换为 对于A、B、C输出脉冲的控制,所以我们只要使用PLC输出不同周期的脉冲对步进电机进行驱动。

    二、设计方案

    整体的设计方案如下:

    定时脉冲输出设计

    使用一个时间Time变量作为所需的延迟时间输入到定时器延时的时间中,在用这个定时器时间一到控制转换输出状态为高电平,同时启用使用另外一个定时器(固定时间)控制输出为低电平(比前面的时间短很多),这样就实现一个脉冲的输出。同时设计在按键按下触发使用移位指令 将时间数值送过去。从而实现实时改变步进电机的运行速度。

    脉冲驱动A、B、C三相输出控制

    因为步进电机一个周期走完需要6拍,也就是有6个状态,用顺序功能图进行设计时候就很繁琐,因为有六个状态,3个输出,所以我们可以对六个状态进行编码(数字电子技术),每一步对应一个状态,每一个状态对应一个输出。这里有两种思路,一种,将增计数器的输出CV设一个变量,代表一步的状态,然后进行|==|的判断,等等与0就是第一步,等等1就是第二部……以此类推。以上这种方案比较繁琐,需要多处判断指令;第二种方案使用移位指令。从100000一直移位,移到000001.

    采用移位指令进行步进控制。每右移1位,代表电机一步,据此,可作出移位寄存器输出状态及步进电机正反转绕组的状态真值表,从而得出三相绕组的控制逻辑关系式。

    正转时;

    A相:Q0.O=MO.5+M0.4+M0.0

    B相:Q0.1=M0.4+MO.3+MO.2

    C相:Q0.2=MO.2+MO.1+MO.0

    反转时:

    A相:Q0.O=M0.5+MO.4+M0.0

    B相:Q0.1=M0.2+MO.1+MO.0

    C相:Q0.2=M0.4+MO.3+M0.2

     

    正反转设计

    为了简单,我使用了一个常闭的按钮作为正反转的控制,这样简化了程序(减少了自锁、互锁环节),实际生活中,安全隐患可能较大,但作为实验,能简单则简单,而且查找程序错误也比较的方便。

    三、流程图

     

    3. I/O分配表

    控制信号

    信号名称

    元件名称

    地址编码

     

     

     

    输入信号

    启动

    常开按钮

    I0.0

    正、反转

    常闭按钮

    I0.4

    低速开关

    常开按钮

    I0.1

    中速开关

    常开按钮

    I0.2

    高速开关

    常开按钮

    I0.3

    定步、不定步控制

    常闭按钮

    I0.3

     

    输出信号

    控制A相绕组

     

    Q0.0

    控制B相绕组

     

    Q0.1

    控制C相绕组

     

    Q0.2

     

    4.外部接线图

     

    6.梯形图

    Part one:启动

     

    Part two :速度选择

     

    Part three :移位初始化

     

    Part Four 脉冲生成+移位

    Part Five 计数

    Part six:

    Part seven:

     

    Part eight:

     

    7.系统调试与总结

    一、调试分析

    软件调试

    首先,由于上机的次数比较少,导致编程的时候有点生疏。主要有以下几点:

    1、上升沿指令用得不是很明白。

    用线圈的常开上升沿指令需要设定一个存储位,这个存储位不能设置成和本身一样,或者其他已经存在变量,否者很难出结果。在这个点卡了不少时间。

    2、步进电机是通过脉冲控制的。

    由于实验前并不知道对步进电机的控制是通过脉冲实现的,以为步进电机是通过对相电平的识别实现的,所以饶了不少弯路,最后从脉冲定时器找到灵感。这主要是查资料查找得不够充分,以后会改进。

    3、定时器的PV上的值是Time类型的变量。

    对于变量的类型不是很清晰,但是在编译中出错了,通过对在变量表中对变量类型的更改才通过编译,明白变量的类型也是挺重要的。

    4、常闭开关的妙用

    常闭开关有两种状态,闭合、断开,这两者是分离的,因此在效果对立(不是这个,就是)的两个功能中可以使用,可以减少不少的编程量(自锁、互锁可以省略),但实际生产中不推荐用。

    硬件调试

    要注意的是IO口与相应类型的按钮要对应好,否者很难出结果。调试的时候使用监视模式,可以很清楚的看到按钮按下是否起作用了。

    二、总结

    通过这次设计实践。我提高了了PLC的编程能力,对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中,提高了我们的工程素质,在没有做实践设计。以前,我们对知道的撑握都是思想上的,对一些细节不加重视,当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候,问题出现了,不是不能运行,就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题,我们对PLC的理解得到加强,看到了实践与理论的差距。

     

     

     

     

    参考文献:

    1、廖常初. S7-1200 PLC编程及应用.第2版[M]. 机械工业出版社, 2010.

    2、叶真. 步进电机的PLC控制梯形图程序设计[J]. 应用技术学报, 2007, 7(002):83-86.

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    来源:传动网

    伺服系统既可以是开环控制方式,也可以是闭环控制方式。本文按后者叙述。

    一、伺服系统简述

    伺服系统(servomechanism)指经由闭环控制方式达到对一个机械系统的位置、速度和加速度的控制。 一个伺服系统的构成包括被控对象、执行器和控制器(负载、伺服电动机和功率放大器、控制器和反馈装置)。
    1. 执行器的功能在于提供被控对象的动力,其构成主要包括伺服电动机和功率放大器,伺服电动机包括反馈装置如光电编码器、旋转编码器或光栅等(位置传感器)。

    2. 控制器的功能在于提供整个伺服系统的闭环控制如转矩控制、速度控制、位置控制等,伺服驱动器通常包括控制器和功率放大器。

    3. 反馈装置除了位置传感器,可能还需要电压、电流和速度传感器。

    下图为一般工业用伺服系统的组成框图,其中红色为伺服驱动器组成部分,黄色为伺服电机组成部分。 2b41538260882372b8fcfbc41b27838c.png
    “伺服”——词源于希腊语“奴隶”的意思。人们想把“伺服机构”当成一个得心应手的驯服工具,服从控制信号的要求而动作:在讯号来到之前,转子静止不动;讯号来到之后,转子立即转动;当讯号消失,转子能即时自行停转。由于它的“伺服”性能,因此而得名——伺服系统。

    二、常用参数

    1、伺服电机铭牌参数

    1. 法兰尺寸
    2. 电机极对数
    3. 电机额定输出功率
    4. 电源电压规格:单相/三相
    5. 电机惯量:分为大、中、小惯量,指的是转子本身的惯量,从响应角度来讲,电机的转子惯量应小为好;从负载角度来看,电机的转自惯量越大越好
    6. 电机出轴类型:键槽、扁平轴、光轴、减速机适配…
    7. 电机动力线定义:U: RED V:BLACK W: WHITE
    8. 额定转速
    9. 编码器线数:2500/1250/1000/17B/20B
    法兰是轴与轴之间相互连接的零件,用于管端之间的连接。

    2、伺服驱动器铭牌参数

    1. 额定输出功率
    2. 电源电压规格
    3. 编码器线数

    3、伺服系统的性能指标

    1. 检测误差:包括给定位置传感器和反馈位置传感器的误差,传感器本身固有,无法克服;
    2. 系统误差:系统类型决定了系统误差。
      只要p+q>0,对阶跃输入信号就有足够的跟踪能力;对于速度输入信号,I型系统跟踪能力大幅削弱,跟随误差与开环传递函数的比例系数成反比,II型仍具有优良跟踪能力;对于加速度输入信号,仅II型系统能勉强跟随。

    三、伺服电机相关

    1、伺服电机的选型

    1. 系统精度:需综合考虑转子转动惯量、电动机类型、转矩抖动等
    2. 电动机功率:负载方式及大小计算输出力矩
    3. 电动转速
    4. 选配刹车:刹车用来在电机停止时候锁定位置,不让电机由于外力作用发生运动;并非在运行时刹车。
    5. 过载能力

    2、伺服电机的反馈装置/电机转一圈所需脉冲数

    伺服系统常用的检测元件以光电编码器最为常见。 b68509bcfe2d5b19930e7a47384cecfa.png 编码器(encoder)是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。
    根据检测原理,编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式,可分为增量式、绝对式以及混合式三种。增量式:每转过单位的角度就发出一个脉冲信号绝对式:就是对应一圈,每个基准的角度发出一个唯一与该角度对应二进制的数值,通过外部记圈器件可以进行多个位置的记录和测量
    编码器和电流环没有任何联系,它的采样来自于电机的转动。
    编码器线数:即编码器分辨率,也即一转所发出的脉冲数,例如2500线表示转一圈需要发送2500个脉冲,这说明伺服电机转一圈所需脉冲数是固定的,且与电机自带编码器参数相关。
    可以发现线数有两种,一种类似2500线、1600线等,一种为17位(17B)、20位(20B)等。前者为增量式编码器线数,后者为绝对式编码器线数,17B表示一转所需的脉冲数为2^17即131 072个脉冲。

    四、伺服驱动器控制原理

    运动伺服一般都是三环控制系统,从内到外依次是电流环、速度环和位置环。
    伺服的控制方式有3种,分别是位置控制、速度控制和转矩控制。 1、转矩 控制(电流环/单环 控制):转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小,也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。主要应用于需要严格控制转矩的场合,在转矩模式下驱动器的运算最小,动态响应最快。
    单环控制难以满足伺服系统的动态要求,一般不采用。 2、速度 控制(速度环、电流环/双环 控制):通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制。速度控制包含了速度环和电流环。任何模式都必须使用电流环,电流环是控制的跟本。3、位置控制(三环控制):伺服中最常用的控制。位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的个数来确定转动的角度(类似步进电机),也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值(外部模拟量的输入)。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,所以一般应用于定位装置。
    位置控制模式下系统进行了所有 3 个环的运算,此时的系统运算量最大,动态响应速度也最慢。
    转矩控制:是指伺服驱动器仅对电机的转矩进行控制
    速度控制:是指驱动器仅对电机的转速和转矩进行控制
    位置控制:是指驱动器对电机的转速、转角和转矩进行控制
    5f7d4e22dda76cf245a45cda54afd2b7.png APR——位置调节器;ASR——速度调节器;ACR——电流调节器 4、三环就是3个闭环负反馈PID调节系统。 第一环为电流环,最内环 。此环完全在伺服驱动器内部进行,其PID常数已被设定,无需更改。电流环的输入是速度环PID调节后的输出,电流环的输出就是电机的每相的相电流。**电流环的功能为对输入值和电流环反馈值的差值进行PD/PID调节。**电流环的反馈来自于驱动器内部每相的霍尔元件。电流闭环控制可以抑制起、制动电流,加速电流的响应过程。 第二环为速度环,中环。 速度环的输入就是位置环PID调节后的输出以及位置设定的前馈值。**电流环的功能为对输入值和速度环反馈值的差值进行PI调节。**速度环的反馈来自于编码器的反馈后的值经过“速度运算器”的计算后得到的。 第三环为位置环,最外环。 位置环的输入就是外部的脉冲。**位置环的功能为对输入值和位置环反馈值的差值进行P调节。**位置环的反馈来自于编码器反馈的脉冲信号经过“偏差计数器”的计算后得到的。位置调节器APR其输出限幅值是电流的最大值,决定着电动机的最高转速。 位置环、速度环的参数调节没有什么固定的数值,由很多因素决定。 1795fbb6c936e593c1d51bee7f886d14.png 多环控制系统调节器的设计方法是从内环到外环,逐个设计各环调节器,使每个控制环都是稳定的,从而保证整个控制系统的稳定性;每个环节都有自己的控制对象,分工明确,易于调整。这种设计的缺点在于对最外环控制作用的响应不会很快

    5、伺服系统的增益参数

    按照设备需求选择,选择好合适的控制模式后,需要对伺服增益参数进行合理的调整。使得伺服驱动器能快速、准确的驱动电机,最大限度发挥机械性能。伺服增益通过多个参数进行调整,它们之间会相互影响。
    1. 位置比例增益:设置值越大,增益越高,刚度越大,相同频率指令脉冲条件下,位置滞后量越小。但数值太大可能会引起振荡或超调;
    2. 位置前馈增益:位置环的前馈增益大,控制系统的高速响应特性提高,但会使系统的位置不稳定,容易产生振荡;
    3. 速度比例增益:设置值越大,增益越高,刚度越大,相同频率指令脉冲条件下,速度滞后量越小。但数值太大可能会引起振荡或超调;
    4. 速度积分时间常数:设置值越小,积分速度越快。
    5. 速度反馈滤波因子:数值越大,截止频率越低,电机产生的噪音越小;数值越小,截止频率越高,速度反馈响应越快。
    6. 最大输出转矩设置

    五、伺服系统的设计

    根据伺服电动机的种类,伺服系统可分为直流和交流两大类。采用电流闭环控制后,二者具有相同的控制对象数学模型。因此可用相同的方法设计交流或直流伺服系统。 对于闭环伺服控制系统,常用串联校正或并联校正方式进行动态性能的调节。校正装置串联配置在前向通道的校正方式称为串联校正,一般把串联校正单元称作调节器,所以又称调节器校正;若校正装置与前向通道并行,称为并联校正。

    调节器校正:常用的调节器有PD调节器、PI调节器和PID调节器。设计中根据实际伺服系统的特征进行选择。

    六、系统接线及面板设置

    此处仅作概述。
    系统接线 e877bec08ca20d99b1e99c8cdfed61e6.png 面板设置 9732a4d108270846d775fad68553d510.png

    七、伺服电动机与其它电动机的辨析

    1、伺服电动机与普通电动机的区别

    1. 普通电动机(有刷)多运行于开环控制,伺服电动机运行于闭环控制。
    2. 伺服电动机动态性高
    3. 伺服电动机启动转矩大、调速范围宽
    4. 伺服电动机结构紧凑
    5. 伺服电动机定子散热方便

    2、伺服电动机与舵机的区别

    舵机相当于简化版的完整的伺服系统。
    伺服电机都是三环控制,即电流环、速度环、位置环;舵机只检测位置环(一般用电位器)。

    3、伺服电动机与步进电动机的区别

    1. 步进电机多运行于开环控制,伺服电动机运行于闭环控制。(使用步进电机的场合,要么不需要位置反馈,要么在其他设备上进行位置反馈)
    2. 伺服电机控制精度和定位高于步进电机
    3. 伺服电机低频特性好,过载能力大,响应时间短
    4. 伺服电机调速范围大于步进电动机
    5. 步进电机只能接受脉冲信号,二私服电动机可以接受模拟信号、脉冲信号和总线通信信号
    伺服电机和步进电机常被搞混,二者外形相似,区别点在于伺服电机尾部的反馈装置;此外步进电机一般都是一个引出线端,伺服电机由于带编码器所以有2个引线输出端(编码线和动力线)。
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