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貴州電力變壓器為您介紹伺服電機如何實現控製?是脈衝還是總線?

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貴州電力變壓器為您介紹伺服電機如何實現控製?是脈衝還是總線?

發布日期:2017-08-30 作者: 點擊:

首先貴州電力變壓器給大家介紹一下作為電氣自動化設計者是如何實現伺服的控製的,下麵是一個實例分析,隻有知道控製原理,AG赌博才能夠繼續延伸更多的知識,所謂“基礎要過硬”,好了,大家先理解一下!

一、實戰分析 伺服如何實現脈衝控製,及優缺點

一般AG赌博控製伺服電機正反轉,位置控製,或者是位置+速度控製,都是采用控製器發脈衝的控製方式,比如三菱PLC的FX2N和三菱的伺服驅動器,就可以利用PLC編輯程序,根據您所要的當量換算,計算出要發出的脈衝數,發送速度等參數,然後驅動設備運行相應的距離。當然比如西門子,歐姆龍等控製器和不同品牌的伺服,萬變不離其中,原理都是類似的。下麵是三菱程序的一部分,參考一下哦!

當然這種控製方式優缺點也是很明顯的,就是脈衝信號很容易受到幹擾,貴州電力變壓器控製精度會影響,這樣就和AG赌博預期的結果會有差距,所以在一些控製精度要求高的係統,比如一般的機床加工中心,控製機床的X、Y、Z軸進行加工。   

機床在加工產品的時候,一直存在著精度的問題,達不到0.01的加工精度,追其原因就是控製方式的原因。

在實際的工作中,AG赌博找差距,找原因,最終發現問題的所在:同樣是發脈衝,別人的脈衝比AG赌博的好多了,尤其在三軸脈衝的同步控製上比AG赌博的產品好多了。如果操作係統換不了,那麽想提高精度,唯一的辦法就是換成總線通信了,估計能對加工精度提高不少。

那麽問題來了,總線控製又是什麽東東那,接下來我給大家介紹一下:

二、現場總線控製方式應用場合及優缺點分析

隨著IT產業的蓬勃發展,工廠內設備的自動化也全麵進入了要以網絡來聯機的時代,這也使得"PC Based"的控製器在工廠設備中被運用的比例也愈來愈高,在圖一中所展現的是一個開放式架構 (Open Architecture) 工廠自動化 (Factory Automation) 的網絡結構,包含了硬件及各式的通訊協議。

在硬件方麵可以看出走向串行式是一個共通的趨勢,因為串行式通訊本身就有「維修容易」、「簡省成本」、「遠程控製」等的特點。但其不方便的地方就是在於很難找出一種通用於所有組件及設備之間的通訊協議。舉例來說,串行式影像的標準通訊協議:Camera Link 和串行式運動控製的標準通訊協議:SERCOS就是完全不同的語言。貴州電力變壓器彼此並不能共享一條線而彼此溝通。

在近年來,由於半導體製造設備等相關的電子製造設備市場大幅成長,而使得機器設備上的運動控製係統出現了以下數點的技術需求:

1. 多軸運動控製

機器設備因自動化程度提高而使得單一機器上所需要的軸數增多,一台設備上十幾軸是常見的事情。在軸數變多後,如何協調各軸動作就是一個重要的課題。

2. 體積要小

由於廠房空間的限製,機器的體積要越小越好,機器內控製器的體積也就被要求愈來愈小,相對地走線空間也愈來愈少。

3. 要更精準

隨著半導體製程已經精密到100nm以下,在製程及檢測相關設備所要求的運動精度也要更精確。

4. 要更穩定

因為設備的投資經費龐大,係統停機的成本就更顯的突出,貴州電力變壓器因此所有機器設備製造商都必須追求係統的穩定性。同時也必須考慮在組件損壞須要維修時,必須能快速替換且不出差錯。

然而,綜合以上幾點的需求分析可以看到,既要在一個控製器內進行多軸運動控製,又要控製器的體積更小,配線的維修要更容易,這些條件看來是相衝突的。可以這樣說,「串行式運動控製」技術便是因應這些新時式機器設備的需求而產生的。下麵我深入介紹此技術之內涵。

三、傳統AC伺服定位係統

是一個傳統「模擬式AC伺服定位係統」的方塊圖,驅動器的內層回路是一個相量控製的電流死循環係統以控製電機的轉矩,外圈是轉速死循環控製。運動控製卡讀回 encoder 位置來作定位死循環控製。通常控製卡會利用DA輸出電壓到驅動器當成轉速指令。

為改良後的「脈衝式AC伺服定位係統」,貴州電力變壓器因為伺服驅動器的進步而將定位死循環控製移入驅動器內執行。(也就是將速度環移到了驅動器內部)。運動控製卡輸出脈衝指令來同時控製馬達的位置及轉速,同時讀回encoder位置以作定位修正之用。

不論是傳統或是改良式的控製架構都一定會遇到下列的瓶頸:

1. 配線太多。每軸至少需要12個訊號以作為反饋,指令及其它I/O點控製用途。

2. 分辨率的限製。在模擬式驅動器的架構裏,須要藉AD/DA轉換來傳送指令,以一個16bit分辨率的AD為例,其保證分辨率為14bit。必須對應到最大正負轉速,例如:+/-4500rpm,則每一位所代表的分辨率為9000rpm/2^14=0.55rpm。這樣的分辨率沒有辦法對應到目前高性能驅動器所要求的控速比,在許多的高精度加工場合是不足的。

而在脈衝式驅動器架構裏,分辨率則是被脈衝的最大傳輸速度限製住了,此點在後麵章節還會解釋。

3. 偏移誤差(Offset)及噪聲。隻要是模擬訊號必定會有所謂偏移誤差的問題,造成傳送指令的位準誤差,此問題在零轉速附近會特別明顯,必須靠校正來補償,另外在高壓大電流的AC伺服係統必須特別注意噪聲帶來的幹擾,否則也很容易引起脈衝指令誤差。

4. 缺乏自我檢測功能。這兩類驅動器架構都很難令外界控製器讀取或實時調整伺服參數,伺服驅動器內的參數多達百種,沒有辦法藉由傳統配線方式就讀取這些參數,如此就沒有辦法在控製器上完全掌握這些參數,也就沒有辦法進行自我檢測及調試。

四、各式串行式運動控製通訊協議

隨著串行式通訊科技的日新月異,如:Ethernet,運用串行式通訊來解決傳統服務器驅動問題也有很大的進展,就如第一節中所述,串行式係統的不便之處在於沒有共同遵守的通訊標準,就連在單項的運動控製係統目前也沒有大家遵守的標準,不論是在硬件或通訊協議。

雖然沒有標準,但是技術內涵的需求都是一樣的:

1. 要能在固定周期內實時地傳輸控製指令,

2. 此周期是快速到約0.1ms~5ms之間,

3. 非周期性地收集外圍所有I/O資料,

4. 選擇性地、非周期地傳收伺服參數數據,

5. 數據結構上要含數據正確性編碼,以防在噪聲幹擾時作數據修正。

圖四所示是市麵上可以看到的各式串行式運動控製通訊協議的一覽表,及其主要支持的廠商。硬件傳輸媒介主要有:RS485、IEEE1394、光纖及Ethernet四種,通訊協議方麵目前還是百家爭鳴,貴州電力變壓器雖然SERCOS (IEC 61491)是僅見的國際標準,但是日本、美國伺服大廠仍是定義自己的通訊協議。很難下定結論那一個通訊協議就是最好的通訊協議。傳輸速度愈快,當然伺服控製周期時間可以更短,而使得頻寬增加,可控製軸數變多,但畢竟這還不是決定性的因素。在應用層麵還是要從係統規格往下看,根據性能/價格比來找到最好組合的運動控製卡+伺服(步進)驅動係統來發展應用。

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