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松下PLC控制伺服电机实例程序

松下PLC控制伺服电机实例程序

点击数:7468 次   录入时间:03-04 11:55:23   整理:http://www.55dianzi.com   松下plc应用

上位机设定伺服电机旋转速度单位为(转/分),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)。
    上位机设定伺服电机行走长度单位为(0.1mm),伺服电机每转一圈的行走长度10mm,伺服电机转一圈需要的脉冲数为1000,故PLC发出一个脉冲的行走长度为0.01mm(一个丝)。
    PLC输出脉冲数=长度设定值*10。
    上面两点的计算都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,必须先根据机械条件,综合考虑精度与速度要求设定好伺服电机的电子齿轮比!大致方法如下:
    机械安装结束,伺服电机转动一圈的行走长度已经固定(如上面所说的10mm),设计要求的行走精度为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PLC的CPU本体可以发脉冲频率为100K,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本体就不够了。需要加大成本,如增加脉冲输出专用模块等方式。
    知道了频率与脉冲数的算法就简单了,只需应用PLC的相应脉冲指令发出脉冲即可,松下PLC的程序图如下:
    PLC输出脉冲频率=(速度设定值/6)*100(HZ)
1200r/min / 6 = 200
200 * 100 = 20000 = 20K
 
 


一、基本接线
主电源输入采用~220V,从L1、L3接入(实际使用应参照操作手册);
控制电源输入r、t也可直接接~220V;
电机接线见操作手册第22、23页,编码器接线见操作手册第24~26页,切勿接错。
二、试机步骤
1.JOG试机功能
仅按基本接线就可试机;
在数码显示为初始状态‘r 0’下,按‘SET’键,然后连续按‘MODE’键直至数码显示为‘AF-AcL’,然后按上、下键至‘AF-JoG’;
按‘SET’键,显示‘JoG -’:按住‘^’键直至显示‘rEAdy’;
按住‘<’键直至显示‘SrV-on’;
按住‘^’键电机反时针旋转,按‘V’电机顺时针旋转,其转速可由参数Pr57设定。
按‘SET’键结束。
2.内部速度控制方式
COM+(7脚)接+12~24VDC,COM-(41脚)接该直流电源地;SRV-ON(29脚)接COM-;
参数No.53、No.05设置为1:(注此类参数修改后应写入EEPROM,并重新上电)
调节参数No.53,即可使电机转动。参数值即为转速,正值反时针旋转,负值顺时针旋转。
3.位置控制方式
COM+(7脚)接+12~24VDC,COM-(41脚)接该直流电源地;SRV-ON(29脚)接COM-;
PLUS1(3脚)、SIGN1(5脚)接脉冲源的电源正极(+5V);
PLUS2(4脚)接脉冲信号,SIGN(6脚)接方向信号;
参数No.02设置为0,No42设置为3,No43设置为1;
PLUS(4脚)送入脉冲信号,即可使电机转动;改变SIGN2即可改变电机转向。
另外,调整参数No.46、No.4B,可改变电机每转所需的脉冲数(即电子齿轮)。

常见问题解决方法:
1.松下数字式交流伺服系统MHMA 2KW,试机时一上电,电机就振动并有很大的噪声,然后驱动器出现16号报警,该怎么解决?
这种现象一般是由于驱动器的增益设置过高,产生了自激震荡。请调整参数No.10、No.11、No.12,适当降低系统增益。(请参考《使用说明书》中关于增益调整的内容)
2.松下交流伺服驱动器上电就出现22号报警,为什么?
22号报警是编码器故障报警,产生的原因一般有:编码器接线有问题:断线、短路、接错等等,请仔细查对;
电机上的编码器有问题:错位、损坏等,请送修。
3.松下伺服电机在很低的速度运行时,时快时慢,象爬行一样,怎么办?
伺服电机出现低速爬行现象一般是由于系统增益太低引起的,请调整参数No.10、No.11、No.12,适当调整系统增益,或运行驱动器自动增益调整功能。(请参考《使用说明书》中关于增益调整的内容)
4.松下交流伺服系统在位置控制方式下,控制系统输出的是脉冲和方向信号,但不管是正转指令还是反转指令,电机只朝一个方向转,为什么?
松下交流伺服系统在位置控制方式下,可以接收三种控制信号:脉冲/方向、正/反脉冲、A/B正交脉冲。驱动器的出厂设置为A/B正交脉冲(No42为0),请将No42改为3(脉冲/方向信号)。
5.松下交流伺服系统的使用中,能否用伺服-ON作为控制电机脱机的信号,以便直接转动电机轴?
尽管在SRV-ON信号断开时电机能够脱机(处于自由状态),但不要用它来启动或停止电机,频繁使用它开关电机可能会损坏驱动器。如果需要实现脱机功能时,可以采用控制方式的切换来实现:假设伺服系统需要位置控制,可以将控制方式选择参数No02设置为4,即第一方式为位置控制,第二方式为转矩控制。然后用C-MODE来切换控制方式:在进行位置控制时,使信号C-MODE打开,使驱动器工作在第一方式(即位置控制)下;在需要脱机时,使信号C-MODE闭合,使驱动器工作在第二方式(即转矩控制)下,由于转矩指令输入TRQR未接线,因此电机输出转矩为零,从而实现脱机。
6.在我们开发的数控铣床中使用的松下交流伺服工作在模拟控制方式下,位置信号由驱动器的脉冲输出反馈到计算机处理,在装机后调试时,发出运动指令,电机就飞车,什么原因?
这种现象是由于驱动器脉冲输出反馈到计算机的A/B正交信号相序错误、形成正反馈而造成,可以采用以下方法处理:
A.修改采样程序或算法;
B.将驱动器脉冲输出信号的A+和A-(或者B+和B-)对调,以改变相序;
C.修改驱动器参数No45,改变其脉冲输出信号的相序。
7.在我们研制的一台检测设备中,发现松下交流伺服系统对我们的检测装置有一些干扰,一般应采取什么方法来消除?
由于交流伺服驱动器采用了逆变器原理,所以它在控制、检测系统中是一个较为突出的干扰源,为了减弱或消除伺服驱动器对其它电子设备的干扰,一般可以采用以下办法:
A.驱动器和电机的接地端应可靠地接地;
B.驱动器的电源输入端加隔离变压器和滤波器;
C.所有控制信号和检测信号线使用屏蔽线。
干扰问题在电子技术中是一个很棘手的难题,没有固定的方法可以完全有效地排除它,通常凭经验和试验来寻找抗干扰的措施。
8.伺服电机为什么不会丢步?
    伺服电机驱动器接收电机编码器的反馈信号,并和指令脉冲进行比较,从而构成了一个位置的半闭环控制。所以伺服电机不会出现丢步现象,每一个指令脉冲都可以得到可靠响应。
9.如何考虑松下伺服的供电电源问题?
    目前,几乎所有日本产交流伺服电机都是三相200V供电,国内电源标准不同,所以必须按以下方法解决:
A.对于750W以下的交流伺服,一般情况下可直接将单相220V接入驱动器的L1,L3端子;
B.对于其它型号电机,建议使用三相变压器将三相380V 变为三相200V,接入驱动器的 L1,L2,L3。
10.对伺服电机进行机械安装时,应特别注意什么?
    由于每台伺服电机后端部都安装有旋转编码器,它是一个十分易碎的精密光学器件,过大的冲击力肯定会使其损坏。详情请参阅网站:http://www.fenen.com
步进电机和交流伺服电机性能比较
    步进电机是一种离散运动的装置,它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。
 
一、控制精度不同
  两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、1.8°,五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机,其步距角0.09°;德国百格拉公司(BERGER LAHR)生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了两相和五相混合式
步进电机的步距角。
  交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服电机为例,对于带标准2500线编码器的电机而言,由于驱动器内部采用了四倍频技术,其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。
是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。
二、低频特性不同
    步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。

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