Canopen Servo Drive

Tinggi - PrestasiCanopen Servo Drive

Dengan perkembangan pesat proses perindustrian, permintaan untuk sistem automasi yang lebih fleksibel juga semakin meningkat. Untuk memenuhi keperluan ini, lebih banyak penyelesaian tradisional digantikan oleh sistem kawalan gerakan yang diedarkan berdasarkan peranti pintar dan medan lapangan. Pemacu servo Tonghang adalah salah satu produk yang memenuhi permintaan ini.

Pemacu servo pintar yang sesuai untuk sistem kawalan gerakan yang diedarkan mesti menyediakan komunikasi bas dan mampu melaksanakan tugas kawalan paksi tahap tinggi -. Reka bentuk bas dan peruntukan tugas kawalan gerakan adalah kunci untuk membina sistem kawalan gerakan - yang tinggi. Program Kawalan Gerakan Interpolasi Gunakan sistem kawalan gerakan tuan rumah untuk mengira trajektori paksi multi - dan kemudian menghantar setpoint kedudukan paksi ke setiap pemacu servo melalui fieldbus. Aplikasi paksi bebas, sebaliknya, mengira trajektori gerakan paksi dalam pemacu servo, dengan Host PLC hanya menyediakan urutan gerakan. Komunikasi bas didasarkan pada protokol kanopen. Berikut adalah reka bentuk untuk sistem kawalan gerakan lengkap dalam julat pemacu servo Tunghang.

Dengan pembangunan teknologi pemprosesan isyarat digital (DSP), banyak tugas kawalan kompleks boleh diselesaikan dalam pemacu servo, dan pemacu servo menjadi semakin pintar. Pada masa yang sama, teknologi komunikasi Fieldbus yang semakin matang dalam bidang kawalan perindustrian juga memungkinkan untuk melaksanakan reka bentuk kawalan fleksibel dan modular berdasarkan sistem kawalan yang diedarkan.

Komunikasi antara pengawal tuan rumah (PLC atau pengawal gerakan) dan pemacu servo berdasarkan standard kanopen. Penyelesaian ini memudahkan penciptaan aplikasi kawalan paksi multi - kompleks dalam format modular prestasi - yang tinggi. Komunikasi bas menghapuskan keperluan untuk pengubahsuaian perkakasan; Sistem kawalan sedia ada boleh disesuaikan untuk pelaksanaan produk baru dengan hanya menyusun semula parameter. Proses boleh diubah suai dengan menambahkan atau mengeluarkan komponen kawalan (pemacu servo, modul I/O, dan lain -lain) tanpa memerlukan perubahan besar kepada sistem kawalan. Fleksibiliti penyelesaian ini merupakan kelebihan utama untuk mengekalkan kedudukan yang kompetitif dalam automasi perindustrian: ia membolehkan pengubahsuaian dan peningkatan peranti mudah, memendekkan hayat produk dan teknologi. Penyepaduan arus digital, halaju, dan kedudukan servo ke dalam pemacu servo dengan ketara meningkatkan prestasi servo. Sama ada trajektori paksi interpolasi atau bebas, parameter komunikasi bas dan peruntukan tugas kawalan mesti diketahui oleh aplikasi kawalan gerakan akhir.

Senibina kawalan gerakan

Dalam seni bina kawalan yang diedarkan, proses aplikasi dan kawalan masih ditakrifkan dalam PLC tuan rumah atau pengawal gerakan. Walau bagaimanapun, pemacu servo menganggap lebih banyak tanggungjawab untuk kawalan gerakan, seperti pemantauan had perisian dan perkakasan, kawalan mod brek motor, dan keselamatan operasi kelajuan rendah - semasa pentauliahan mesin. Penjana trajektori juga boleh diintegrasikan ke dalam pemacu servo melalui aplikasi akhir. Ini selanjutnya membezakan aplikasi paksi interpolasi dari yang mandiri.

Banyak robot dan alat mesin memerlukan kawalan gerakan interpolasi (subset paksi mesti dapat diselaraskan secara berterusan). Dalam penyelesaian ini, trajektori paksi mesti dikira dengan pemproses frekuensi tinggi - yang sama untuk mengekalkan koordinasi antara paksi.

Arkitek kawalan gerakan yang diedarkan sesuai untuk interpolasi paksi - adalah berdasarkan kecerdasan pemacu servo, yang mampu melaksanakan tugas kawalan servo lengkap, termasuk kedudukan, halaju, dan gelung semasa dengan penukaran kuasa. Pengawal gerakan tuan rumah melakukan pengiraan trajektori paksi multi - dan menghantar isyarat setpoint kedudukan digital ke setiap pemacu servo melalui satu siri komunikasi bas. Interpolasi padu digunakan untuk menjana profil dalam tempoh pensampelan gelung servo, yang diperolehi dari dua setpoints bersebelahan dalam pemacu servo. Teknik ini dengan ketara mengurangkan sumber yang digunakan oleh pengawal tuan rumah (frekuensi generasi setpoint) sambil mengekalkan kawalan gerakan yang lancar. Ini membolehkan kawalan sejumlah besar paksi dalam prestasi bas tertentu.

Kebanyakan sistem kawalan gerakan dalam medan automasi tidak membenarkan interpolasi antara paksi (bebas daripada trajektori paksi). Pendekatan ini menghapuskan keperluan untuk pengiraan trajektori berpusat, yang membolehkan mereka diedarkan kepada setiap pemacu servo.

Pengawal PLC Host adalah baik - sesuai untuk menyediakan kawalan urutan aplikasi. Penyelesaian ini didasarkan pada pemacu servo pintar yang menyediakan kawalan gerakan prestasi tinggi - dan disepadukan sepenuhnya ke dalam persekitaran PLC. Oleh itu, parameter kawalan gerakan tahap tinggi - boleh didapati dalam bahasa pengaturcaraan standard IEC1131-3.

Komunikasi Canopen

Fieldbus adalah komponen penting dan ciri -ciri utama, seperti penyegerakan, kadar kemas kini, dan parameter komunikasi, menentukan prestasi sistem keseluruhan. Boleh dipilih untuk kelajuan tinggi, kestabilan, dan kos rendah. Kadar penghantaran boleh mencapai 1 m/s dalam masa 40 m, berkurangan dengan jarak yang semakin meningkat. Keluarga bas CAN digunakan secara meluas dalam automasi dan automasi perindustrian, mengurangkan kos pemasangan perkakasan. Boleh didasarkan pada penyiaran mesej yang diprioritaskan melalui bas yang sama. Boleh membezakan antara model pemindahan segerak dan tidak segerak: Mesej asynchronous memberi tumpuan kepada tetapan parameter pemacu servo, manakala mesej segerak difokuskan pada kawalan gerakan dan pelarasan pengesanan paksi.

Khususnya untuk aplikasi pemacu servo, Canopen DS40 telah dilaksanakan. Model "Gambaran Keseluruhan" adalah baik - yang sesuai untuk aplikasi pengesanan paksi mandiri. Dalam penyelesaian ini, kedudukan sasaran dihantar melalui bas oleh tuan rumah PLC. Pengawal menghantar data kedudukan ke pemacu servo, yang kemudian mengira pelarasan trajektori dan melengkapkan kedudukan.

Model "kedudukan interpolasi" digunakan untuk aplikasi paksi interpolasi. Dalam penyelesaian ini, untuk mengekalkan koordinasi paksi antara -, setpoint kedudukan yang dikira oleh penjana trajektori paksi multi - mesti dipindahkan antara pengawal gerakan dan pemacu servo pada frekuensi tinggi. Ini mengakibatkan peningkatan penggunaan sumber bas berbanding dengan aplikasi terdahulu. Tambahan pula, sebarang penyegerakan penyegerakan secara signifikan merendahkan ketepatan laluan kawalan. Penyegerakan penyegerakan timbul daripada perbezaan masa pensampelan antara pengawal gerakan utama dan pemacu servo. Getaran yang disebabkan oleh kelewatan penghantaran bas juga boleh menyebabkan penyelarasan penyegerakan. Jika setpoint kedudukan diambil dua kali dalam pemacu servo, terutamanya apabila prestasi dinamik yang tinggi diperlukan, isyarat rujukan kelajuan sifar - akan melebihi satu tempoh pensampelan dan sangat merangsang motor servo. Getaran bas juga boleh menjejaskan motor servo semasa operasi kelajuan berterusan. Untuk menangani isu ini, perintah penyegerakan paksa mesti dilaksanakan dalam pemacu servo. Untuk mengira kesilapan gelung servo dengan tepat, perhatian yang teliti mesti dibayar kepada kedudukan motor dan pengukuran halaju. Penambahbaikan servo paksa dilaksanakan dalam pemacu servo.

Reka bentuk pemacu servo

Bahagian Kawalan Servo Drive terdiri daripada pemproses motor cip - tunggal (ADMC401), yang termasuk penderiaan semasa motor, pengambilalihan kedudukan motor, dan penjana denyut PWM yang sesuai untuk peringkat kuasa. Reka bentuk ini menghasilkan prestasi terbaik dalam pemacu servo bersepadu dengan bilangan komponen yang minimum.

Sistem kawalan cascade paling sesuai untuk pemacu servo prestasi tinggi -. Gelung kawalan semasa dalam mengawal tork motor. Prestasi dinamik kelajuan luar dan gelung kawalan kedudukan secara langsung bergantung kepada prestasi gelung semasa dalam. Untuk mencapai masa tindak balas semasa motor yang paling singkat dan memenuhi julat kelajuan maksimum motor servo, julat voltan penukar kuasa luaran mesti dimaksimumkan. Pengawal semasa adalah berdasarkan teknologi pemodelan vektor ruang (SVM) dalam bingkai rujukan pemutar. Fungsi kelas SVM menggabungkan modem parti - ketiga, yang membolehkan kelas SVM mencapai julat kelajuan yang lebih tinggi (lebih dari 1000 ms) untuk motor servo daripada model segitiga simetri tradisional . 15%).

Sistem kawalan cascade paling sesuai untuk pemacu servo prestasi tinggi -. Gelung kawalan semasa dalam mengawal tork motor. Prestasi dinamik kelajuan luar dan gelung kawalan kedudukan secara langsung bergantung kepada prestasi gelung semasa dalam. Untuk mencapai masa tindak balas semasa motor yang paling singkat dan memenuhi julat kelajuan maksimum motor servo, julat voltan penukar kuasa luaran mesti dimaksimumkan. Pengawal semasa adalah berdasarkan teknologi pemodelan vektor ruang (SVM) dalam bingkai rujukan pemutar. Fungsi kelas SVM menggabungkan modem parti - ketiga, yang membolehkan kelas SVM mencapai julat kelajuan yang lebih tinggi (lebih dari 1000 Hz) untuk motor servo daripada model segitiga simetri tradisional . 15%).

Mengoptimumkan kelajuan dan kedudukan penalaan gelung servo berdasarkan parameter beban mekanikal adalah penting untuk mencapai tindak balas yang stabil dan cepat. Reka bentuk pengawal servo kedudukan didasarkan pada seni bina kawalan polinomial dan penjejakan lokasi tiang. Senibina kawalan polinomial adalah seni bina pengawal utama dan baik - sesuai untuk penalaan parameter.

Dalam seni bina kawalan polinomial, maklum balas gelung servo dapat diedit dengan mudah dalam aplikasi Servo Drive. Sambutan gelung servo dioptimumkan untuk aplikasi kedudukan paksi, yang memerlukan ketibaan kedudukan sasaran yang cepat dan tepat. Sambutan gelung servo dioptimumkan untuk aplikasi sampul surat, yang memerlukan ralat kedudukan hampir sifar semasa anjakan paksi. Berbanding dengan usaha penalaan sebelumnya, hanya mengubah fungsi pemindahan HFW pengawal kini boleh memenuhi keperluan baru.

Pengukuran kedudukan motor diperolehi daripada maklum balas resolver menggunakan perisian Resolver - ke - penukaran digital (RDC). Isyarat maklum balas sinus dan kosinus resolver dimasukkan ke dalam saluran ADMC 401 12- digital - ke - saluran penukar analog (ADC), di mana ia ditapis melalui penapis pelacakan pesanan kedua {{6} Untuk gerakan motor yang lancar, ADC 16-bit luaran boleh ditambah untuk meningkatkan penyelesaian kedudukan.

Kesimpulan

Kawalan gerakan dan pemacu servo pintar berdasarkan komunikasi bas kanopen adalah penyelesaian yang cekap dan fleksibel. Pemacu servo pintar CD1K yang diterangkan dalam artikel ini boleh melaksanakan tugas kawalan Axis yang tinggi -. Mod "kedudukan profil" paling sesuai untuk aplikasi paksi bebas dalam persekitaran PLC. Dalam penyelesaian ini, trajektori paksi dikira secara dalaman oleh pemacu servo. Mod "Posisi Interpolasi" digunakan untuk aplikasi di mana trajektori paksi mesti diselaraskan secara berterusan. Dalam penyelesaian ini, sumber pengawal gerakan tuan rumah dikurangkan dengan ketara disebabkan oleh interpolasi padu yang disediakan dalam pemacu servo. Gelung servo kelajuan dan kedudukan boleh dioptimumkan dalam talian dengan menjalankan program penalaan auto- aplikasi sasaran dalam mesin.