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液压抓斗起重机模具雕刻机光纤nhkjgghha熔接机

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液压抓斗起重机模具雕刻机光纤nhkjgghha熔接机

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  控制伺服电机应用实例,写出组成整个系统的 PLC 模块及外围器件,并附相关程序。 PLC 品牌不限。 以松下FP1 系列PLC 和A4 系列伺服驱动为例,编制控制伺服电机定长正、反旋转的PLC 程序并设计外 围接线图,此方案不采用松下的位置控制模块FPG--PP11\12\21\22 等,而是用晶体管输出式的PLC,让 其特定输出点给出位置指令脉冲串,直接发送到伺服输入端,此时松下A4 伺服工作在位置模式。在PLC 程序中设定伺服电机旋转速度,单位为(rpm),设伺服电机设定为1000 个脉冲转一圈。PLC 输出脉冲频 率= (速度设定值/6 )*100 (HZ)。假设该伺服系统的驱动直线mm ,伺服电机每转一圈滚 珠丝杠副移动10mm,伺服电机转一圈需要的脉冲数为1000,故该系统的脉冲当量或者说驱动分辨率为 0.01mm(一个丝);PLC 输出脉冲数=长度设定值*10 。 以上的结论是在伺服电机参数设定完的基础上得出的。也就是说,在计算PLC 发出脉冲频率与脉冲前,先 根据机械条件,光纤nhkjgghha熔接机综合考虑精度与速度要求设定好伺服电机的电子齿轮比!大致过程如下: 机械机构确定后,伺服电机转动一圈的行走长度已经固定(如上面所说的10mm),设计要求的定位精度 为0.1mm(10 个丝)。为了保证此精度,一般情况下是让一个脉冲的行走长度低于0.1mm,如设定一个脉冲 的行走长度为如上所述的0.01mm,于是电机转一圈所需要脉冲数即为1000 个脉冲。此种设定当电机速度 要求为1200 转/分时,PLC 应该发出的脉冲频率为20K 。松下FP140T 的PLC 的CPU 本体可以发脉冲 频率为50KHz,完全可以满足要求。 如果电机转动一圈为100mm,设定一个脉冲行走仍然是0.01mm,电机转一圈所需要脉冲数即为10000 个脉冲,电机速度为1200 转时所需要脉冲频率就是200K 。PLC 的CPU 输出点工作频率就不够了。需要 位置控制专用模块等方式。 有了以上频率与脉冲数的算法就只需应用PLC 的相应脉冲指令发出脉冲即可实现控制了。假设使用松下 A4 伺服,其工作在位置模式,伺服电机参数设置与接线方式如下: 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”接线: ,pin4(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)。 pin5(SIGN1),pin6(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,pin7(com+)与外接24V 直流电源的正极相 连。pin29(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。液压抓斗起重机其他的信号端子,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 控制的线,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、Pr48、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 /(Pr48 × 2^Pr4A) 伺服电机所配编码器如果为:2500p/r 5 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,Pr48=10000,Pr4B=2000,约分一下则为:Pr4A=0,Pr48=100,Pr4B=20。 从上面的叙述可知:设定Pr48、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。松下FP140 T 型PLC 的程序梯型图如下: —200 PLC 在数字伺服电机控制中的应用在数字伺服电机控制中的应用 在数字伺服电机控制中的应用在数字伺服电机控制中的应用 首先了解plc 如何控制伺服电机 1、、 电机的连线及控制电机的连线及控制 、、 电机的连线及控制电机的连线及控制 本应用实例选择的是位置控制模式,脉冲输入方式有集电极开路方式和差动驱动方式两种,为了方便 的实现同时对两部电机的控制,采用差动驱动方式。与PLC 的接线图如图所示。 与伺服放大器接线图 图中L+为公共PLC 端子,接24VDC 正端,通过控制内部晶体管的开关使得输出Q 呈现不同的电平信号 或发出脉冲信号。L+一PG—P lM—L+为脉冲输入回路,PLC 控制该回路中的发光二极管的亮灭,形成脉 冲编码输入。L+一NG—NP 一1M— L+为电机旋转方向控制回路,当该回路的发光二极管点亮时,电机正 转,否则反转。由于伺服放大器内部电阻只有100 欧,为 了防止电流过大烧坏内部的发光二极管,需要外接电阻R,其阻值的计算如下: 根据公式(1),可以选择R=3.9KO 2、电子齿轮比、电子齿轮比 、、电子齿轮比电子齿轮比 数字交流伺服系统具有位置控制的功能,可通过上位控制器发出位置指令脉冲。而伺服系统的位置反馈脉 冲当量由编码器的分辨率及电机每转对应的机械位移量等决定。模具雕刻机当指令脉冲当量与位置反馈脉冲当量二者 不一致时,就需要使用电子齿轮使二者匹配。使用了电子齿能,就可以任意决定一个输入脉冲所相当 的电机位移量。具有电子齿能的伺服系统结构如图3 所示。若机械传动机构的螺距为w ,指令脉冲当 量为△L,编码器每转脉冲数为P,又考虑到一般电机轴与传动丝杠为直接相连,则位置反馈脉冲当量△ =W /4P 。 具有电子齿能的伺服系统结构图 由于脉冲当量与反馈脉冲当量不一定相等,就需要使用电子齿轮比来建立两者的关系。具体计算公式为: AL=3M ×CMX / CDV 。因此根据一个指令脉冲的位置当量和反馈脉冲的位置当量,就可以确定具体的电子齿轮比。三菱该系列 伺服电机的电子齿轮比的设定范围 对于输入的脉冲,可以乘上其中任意倍率使机械运行。 下面是plc 控制私服的具体应用 3、、PI C 控制原理及控制模型控制原理及控制模型 、、 控制原理及控制模型控制原理及控制模型 本例采用了西门子s7 .200 系列CPU226 作为主控制器。它是s7 .200 系列中的高档PLC,本机自 带24 个数字输人口、l6 个数字输出口及两个RS-422 /485 串行通讯口,液压抓斗起重机最多可扩展7 个应用模块 j 。实 际项目中,通过扩展EM231 模拟量输入模块来采集电压信号,输入的模拟信号可在0~10V±5V、0~20mA 等多种信号输入方式中选择。最终,PLC 根据输入电压信号的大小控制脉冲发送周期的长短,从而达到控 制伺服电机速度的目的。 3.1 高速数字脉冲输出 西门子s7 .200 系列AC /DC /DC(交流供电,直流I/O)类型PLC 上集成了两个高速脉冲输出口,两 个高速脉冲输出口分别 通过Qo .0、Qo .1 两个输出端子输出,输出时可选择PWM(脉宽调制)和PIO(脉冲串)方式。PIO 方式每 次只能发出固定脉冲,脉冲开始发送后直到发送完毕才能开始新的脉冲串;PWM 方式相对灵活,在脉冲 发送期间可随时改变脉冲周期及宽度,其中脉冲周期可以选择微秒级或毫秒级。 3.2 PID 功能特性 该系列PLC 可以通过PID 回路指令来进行PID 运算,在一个程序中最多可以用8 条PID 指令,既最 多可同时实现8 个PID 控制算法。液压抓斗起重机在实际程序设计中,可用STEP 7-Micro /Win 32 中的PID 向导程序来完成一个闭环控制过程 的PID 算法,从而提高 程序设计效率。 3.3 控制模型 控制模型方框图如下图所示,其中Uset 为极间电压给定值(此时产气状态最佳),Uf 为极间电压采样值, Vout 为伺服电机 运转速度。通过对电弧电压采样值与弧间电压给定值的比较并经过PLC 的PID 调节回路控制,可以得出用 于控制伺服电机旋 转的脉冲发送周期T,从而使伺服电机的送棒速度不停的得到调整,这样就达到了控制两极间距的目的。 保证了两极间距的 相对稳定,也就保证了极间电压的稳定性。 调节控制原理框图 根据极间距对极间电压的影响,可以设定PLC 的PID 调节回路调整策略如下: Uset—uf0,T 减小; Uset—uf0,T 增大。 通过上述控制方法,能够比较精确的实现对UF 的控制。 4、程序设计、程序设计 、、程序设计程序设计 以下应用程序是经过简化的,没有涉及异常情况。其设计以本文前面所述方法及原理为依据,并给出了详 尽的程序注释。 4.1 主程序主程序 主程序主程序 NErW0RK 1 ① IJD SM0.1 //SM0.1=1 仅第一次扫描有效 ② MOVW +0,VW450 //PID 中断计数器初始化 ③ MOVB 100,SMB34 //设置定时中断时间间隔为lOOms ④ ATCH INT— PWM — PID ,10 //设定中断,启动PID 执行 ⑤ ENI //开中断 4 ..2 中断程序中断程序 .. 中断程序中断程序 ① NETWORK 1 .0 //SM0.0=1 每个扫描周期都有效 I CW V VW450 //调用中断程序次数加1 ② NETWORK 2 LDW = VW450. + 10 //检查是否应进行PID 计算 M0VW +0,VW450 //如果如此,清计数器并继续 N0T JMP 0 //否则,转人中断程序结尾 ③ NETWORK 3 //计算并装载PID PV(过程变量) ID SM0.0 RPS XORW VW464 ,VW464 //清除工作区域 M0VW ArW0.VW466 //读取模拟数值 A V466 .7 .VW464 //检查符号位,若为负则扩展符号 LRD DTR VD464.VD396 //将其转化成实数并装载人PV LPP /R 32000.0,VD396 //正常化至0 .0 至1.0 之间的数值 ④ NETWORK 4 ID SM0.0 MOVR VIM00,VIM00 //VIM00 为设定值 ⑤ ⑥ NETWORK 6 ID SM0.0 PID VB396,0 //进行PID 计算 ⑦ NETWORK 7 LD SM0.0 M0vR VD404.VD464 //装载PID 输出至工作区 +R VD400,VD464 *R 1000 .0. VIM64 //缩放数值 TRUNC VD464,VD464 //将数值转化成整数 MOVW VW 466.VW 1000 //VW1000 为PLC 输出脉冲周期 ⑧ NETWORK 8 //伺服电机右反转控制(PWM) //SMW68 /78 lIFO 周期值 //SMW70 /80 PWM 脉冲宽度 //SMD72 /82 lIFO 脉冲计数值 LD SM0.0 MOVB 16# D3.SMB77 //输出脉冲周期为500 微秒 MOVW VW 1000,SMW 78 MOVW VW 1000.VW1 1 18 /I +2.VWl118 MOVW VW 1118.SMW 80 PIS 1 ⑨ NETWORK 9 LBL 0 本例给出了利用西门子本例给出了利用西门子PLC 的高速脉冲输出及的高速脉冲输出及PID 控制功能,控制功能,实现对数字式交流伺服电机进行控制的原实现对数字式交流伺服电机进行控制的原 本例给出了利用西门子本例给出了利用西门子 的高速脉冲输出及的高速脉冲输出及 控制功能控制功能,,实现对数字式交流伺服电机进行控制的原实现对数字式交流伺服电机进行控制的原 理及相应编程方法。理及相应编程方法。此控制方法已成功用于水燃气生产控制系统中此控制方法已成功用于水燃气生产控制系统中,,模具雕刻机效果良好效果良好 理及相应编程方法理及相应编程方法。。此控制方法已成功用于水燃气生产控制系统中此控制方法已成功用于水燃气生产控制系统中,,效果良好效果良好 基于基于1756-M08SE 模块的多轴交流伺服控制系统(模块的多轴交流伺服控制系统 (二轴二轴)) 基于基于 模块的多轴交流伺服控制系统模块的多轴交流伺服控制系统 ((二轴二轴)) 由于开发程序较大,由于开发程序较大,这里我们只给出伺服的点动这里我们只给出伺服的点动,,正反向正反向,,等的控制等的控制!!先介绍如下先介绍如下:: 由于开发程序较大由于开发程序较大,,这里我们只给出伺服的点动这里我们只给出伺服的点动,,正反向正反向,,等的控制等的控制!!先介绍如下先介绍如下:: 总体概述:总体概述:罗克韦尔伺服传动习惯于用EQU(等于指令)比较数字量输入模块0 号位输入次数的奇偶 总体概述总体概述:: 次数来分别控制伺服环的闭合和断开。其中MSO 指令用于直接激活伺服驱动器并且使能与物理伺服轴相 关的已组态伺服环。触发MSO 指令后,指定轴进入伺服控制状态。当轴处于移动状态时,执行该指令无 效。如果这时触发了该指令,MSO 指令会产生一个“Axis in Motion”的故障。MSF 指令用于直接立即关断 伺服驱动器输出,并且禁止物理伺服轴的伺服环。这会使轴处于准备状态。该指令可以禁止任意正在执行 的其他运动规划。且若需要直接用手来移动轴时,可以用该指令关断伺服操作。 要成功执行以上两条运动状态指令,有个必要的前提,即目标轴必须组态为伺服轴,如果该条件不满足, 该指令会产生错误。 建立坐标也是主程序中一个非常重要的环节。无论是在工业现场或者是其它地方的运动控制系统中, 基本上都须要建立一个坐标系。若不建立一个坐标系,虽然可以用增量式的控制方式来实现一些简单的控 制,但是这样的方式不能实现对实际位置的反馈等操作,而且控制方式复杂。所以在成熟合理的控制系统 中建立坐标系是必不可少的一个环节。坐标系的建立可以使控制变得很方便,且可实现对系统当前所在位 置的实时反馈等功能。 本次设计所控制的轴为以罗克韦尔公司型号为Y-1002-2-H00AA 的电动驱动的两根丝杆。丝杆长330mm , 每个螺距为5mm,其实物如图其实物如图1 所示。(所示。(伺服轴伺服轴)) 其实物如图其实物如图 所示所示。模具雕刻机(。(伺服轴伺服轴)) 系统的架构如下图:系统的架构如下图: 系统的架构如下图系统的架构如下图:: 系统的实现:系统的实现: 在硬件上一个完整的伺服系统由控制器、通信网络、驱动器、电动机、执行机构及检测装 系统的实现系统的实现:: 置组成。其中控制器相当于人的大脑,用来分析各种输入信号(命令和反馈等);通信网络相当于人的神 经系统,如SERCOS 接口、DeviceNet 接口等;而驱动器则像是肌肉所起的作用一样,用于将控制信号进 行功率放大,以驱动电动机;电动机相当于手,而人手中的生产工具则是伺服系统的中执行机构(如滚珠 丝杆等,将电动机的旋转运动转化为直线运动)。在以上两章系统分析和设计中阐述了系统各个部分的功 能和特点,而要实现本次设计的功能的硬件连接如图4.1 所示。 最常用指令介绍:最常用指令介绍:本次设计中利用MAJ 和MAS 指令来实现手动程序的编写。在程序中MAJ (Motion Axis 最常用指令介绍最常用指令介绍:: Jog )指令用于点动伺服轴。点动轴的轮廓可设置为按照S 形曲线平滑达到设定速度,也可按照梯形曲线 达到设定速度,同时该指令可将任何当前轴的运动转换为单纯的点动运动。轴在点动运行过程中,可以使 用MAS 指令停止该轴,或触发另一个MAJ 指令。MAS (Motion Axis Stop)指令用于停止指定物理轴的 任意运动,而无需禁止其伺服环(如果伺服环闭合)。对于任何被控制的轴运动均可使用该指令以设定的 减速度进行停止,其可选用的停止方式有点动停止方式、齿轮停止等。 程序设计如下:程序设计如下: 程序设计如下程序设计如下:: 注:其中的一些中间寄存器为上位机HMI 设置用的。可以不考虑!光纤nhkjgghha熔接机 PLC 控制台达伺服电机图片: -、接线图:(草图,有待整理优化) 1、PLC 接线图 、K1B---K3B 等中间继电器采用固态继电器。 2、伺服控制器接线图 伺服控制器为北京欣斯达特数字科技有限公司产品,该MicroStep TX-3H504D 驱动器性能如下: 二、编程:

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