Canopen Servo Drive

Kõrge - jõudlusCanopen Servo Drive

Tööstusprotsesside kiire arendamise korral kasvab ka nõudlus paindlikumate automatiseerimissüsteemide järele. Nende nõuete täitmiseks asendatakse intelligentsetel seadmetel ja põlluvibudel põhinevate hajutatud liikumisjuhtimissüsteemidega üha traditsioonilisi lahendusi. Tonghang Servo draivid on üks toodetest, mis sellele nõudlusele vastavad.

Hajutatud liikumisjuhtimissüsteemide jaoks sobivad intelligentsed servo -draivid peavad pakkuma siinisidet ja olema võimelised tegema kõrgeid - taseme telje juhtimisülesandeid. Bussidisain ja liikumiskontrolli ülesannete jaotamine on võtmeks kõrge - jõudluse liikumise juhtimissüsteemi ehitamiseks. Interpolatsiooni liikumise juhtimisprogrammid kasutavad hosti liikumisjuhtimissüsteemi multi - telje trajektooride arvutamiseks ja seejärel telje positsiooni seadepunktide edastamiseks igasse servo -draivi FieldBusi kaudu. Sõltumatud teljerakendused seevastu arvutage Servo -draivi telje liikumistrajektoorid, host PLC annab ainult liikumisjärjestuse. Bussiühendus põhineb varikatuse protokollil. Järgnev on Tonghang Servo ajami vahemikus oleva täieliku liikumisjuhtimissüsteemi kujundus.

Digitaalse signaalitöötluse (DSP) tehnoloogia arendamise abil saab servo -draivides täita palju keerulisi juhtimisülesandeid ja servo draivid muutuvad üha intelligentsemaks. Samal ajal on tööstusliku juhtimisvaldkonna üha küpsem välibusside kommunikatsioonitehnoloogia võimaldanud rakendada hajutatud juhtimissüsteemidel põhinevaid paindlikke ja moodulkontrolli kujundusi.

Suhtlus hostikontrolleri (PLC või liikumiskontrolleri) ja servo -draivide vahel põhineb varikatuse standardil. See lahendus hõlbustab keerukate multi - teljejuhtimisrakenduste loomist kõrgel - jõudluse modulaarse vormingu. Bussiühendus välistab riistvara muutmise vajaduse; Olemasolevaid juhtimissüsteeme saab uute tooterakenduste jaoks kohandada, muutes lihtsalt parameetrid. Protsesse saab muuta, lisades või eemaldades juhtkomponendid (Servo -draivid, I/O moodulid jne), ilma et oleks vaja juhtimissüsteemis suuri muudatusi. Selle lahenduse paindlikkus on peamine eelis tööstusautomaatika konkurentsipositsiooni säilitamisel: see võimaldab seadme lihtsat modifitseerimist ja versiooniuuendusi, lühendades toote ja tehnoloogia elutsükke. Digitaalse voolu, kiiruse ja positsiooniliste servosilmuste integreerimine servo -ajamitesse parandab oluliselt servo jõudlust. Ükskõik, kas interpoleerivad või sõltumatud telje trajektoorid, bussiühenduse parameetrid ja juhtimisülesannete jaotamine tuleb teada lõpliku liikumise juhtimise rakendusele.

Liikumiskontrolli arhitektuur

Hajutatud juhtimisarhitektuuris on rakendus- ja juhtimisprotsessid endiselt määratletud host plc või liikumiskontrolleris. Servo -draiv võtab siiski rohkem vastutust liikumiskontrolli eest, näiteks tarkvara ja riistvara piiramise jälgimine, mootori pidurdusrežiimi juhtimine ja madal - kiiruseoperatsiooni ohutus masina kasutuselevõtu ajal. Trajektoorigeneraatoreid saab integreerida ka Servo -draivi lõpprakenduse kaudu. See eristab veelgi interpoleeritud teljerakendusi eraldiseisvatest.

Paljud robotid ja tööriistad vajavad interpoleeritud liikumiskontrolli (telgede alamhulk tuleb pidevalt reguleerida). Selles lahenduses tuleb telje trajektoore arvutada sama kõrge - sagedusprotsessoriga, et säilitada telgede koordineerimine.

Multi - telje interpolatsiooni jaoks sobivad hajutatud liikumiskontrolli arhitektuurid põhinevad servo -draivide intelligentsusel, mis on võimeline täitma täielikke servo juhtimisülesandeid, sealhulgas positsiooni, kiirust ja vooluahelaid koos võimsuse muundamisega. Host -liikumiskontroller täidab multi - telje trajektoori arvutusi ja edastab digitaalse positsiooni signaalid igasse servo -draivi bussiühenduse seeria kaudu. Kuubikujulist interpolatsiooni kasutatakse profiili genereerimiseks servo silmuse proovivõtuperioodil, mis on saadud kahest servo -draivi külgnevast seadistamisest. See tehnika vähendab märkimisväärselt ressursse, mida hostikontrolleri kasutatud (SETPOINT genereerimise sagedus) kasutab, säilitades samal ajal sujuva liikumise juhtimise. See võimaldab antud siini jõudluses juhtida suurt arvu telgesid.

Enamik automatiseerimisvälja liikumisjuhtimissüsteeme ei võimalda telgedevahelist interpoleerimist (telje trajektoorist sõltumatu). See lähenemisviis välistab vajaduse tsentraliseeritud trajektoori arvutuste järele, võimaldades neid jaotada igale servo -ajamile.

HOST PLC kontroller sobib hästi - rakenduse järjestuse juhtimise pakkumiseks. See lahendus põhineb intelligentsetel servo -draividel, mis tagavad kõrge - jõudluse liikumise juhtimise ja on täielikult integreeritud PLC keskkonda. Seetõttu on IEC1131-3 standardprogrammeerimiskeeles saadaval kõrge - taseme liikumise juhtimisparameetrid.

Kommunikatsioon

FieldBusid on olulised komponendid ja võtmefunktsioonid, näiteks sünkroonimine, värskendussagedus ja kommunikatsiooniparameetrid, määravad süsteemi üldise jõudluse. Can valiti selle kiire kiiruse, stabiilsuse ja odavate kulude järgi. Ülekandekiirused võivad ulatuda 1 m/s 40 m kaugusel, vähenedes suureneva vahemaaga. CAN Bus'i perekonda kasutatakse laialdaselt automatiseerimisel ja tööstusautomaatikal, vähendades riistvara paigalduskulusid. CAN põhineb prioriteetsel teadetel, mis edastaksid ühise bussi kaudu. Oskab eristada sünkroonseid ja asünkroonseid ülekandemudeleid: asünkroonsed sõnumid keskenduvad servo draivi parameetrite sätetele, samas kui sünkroonsed sõnumid on keskendunud liikumise juhtimisele ja telje jälgimise reguleerimisele.

Spetsiaalselt Servo Drive'i rakenduste jaoks on rakendatud Canopen DS40. Mudel "Ülevaade positsioon" sobib hästi -, mis sobib iseseisva telje jälgimiseks. Selles lahenduses edastab sihtpositsioon bussi kaudu host plc. Kontroller saadab positsiooni andmed Servo -draivi, mis seejärel arvutab trajektoori korrigeerimise ja täidab positsioneerimise.

Teljerakenduste interpoleerimiseks kasutatakse mudelit "interpoleeritud positsioon". Selles lahenduses tuleb inter - telje koordinatsiooni säilitada multi - telje trajektoori generaator arvutatud positsioonipunktid liikumiskontrolleri ja servo ajami vahel kõrge sagedusega. Selle tulemuseks on varasemate rakendustega võrreldes bussiressursside suurenemine. Lisaks halvendab iga sünkroonimise valesti joondamine kontrollide täpsust märkimisväärselt. Sünkroonimise vale joondamine tuleneb põhikontrolleri ja servo -ajami proovide võtmise aja erinevustest. Bussiülekande viivitustest põhjustatud vibratsioon võib põhjustada ka sünkroonimise valesti joondamise. Kui positsioonipunktis leitakse servo -draivi kaks korda, eriti kui on vaja suurt dünaamilist jõudlust, ületab null - kiiruse võrdlussignaal ühe proovivõtuperioodi ja stimuleerib tugevalt servomootorit. Bussi vibratsioon võib mõjutada ka servomootorit pideva kiiruse töö ajal. Selle probleemiga tegelemiseks tuleb Servo -draivis käivitada sunniviisiline sünkroonimiskäsk. Servo -silmuse vea täpseks arvutamiseks tuleb hoolikalt tähelepanu pöörata mootori asendi ja kiiruse mõõtmistele. Servo -draivi raames rakendatakse sunnitud servoparandusi.

Servo draivi kujundus

Servo -draivi juhtimissektsioon koosneb ühest - kiibimootori protsessorist (ADMC401), mis sisaldab mootori voolu sensatsiooni, mootori asendi omandamist ja PWM -impulsigeneraatori, mis sobib toiteetapi jaoks. Selle disaini tulemuseks on integreeritud servo -draivi parim jõudlus, millel on minimaalne arv komponente.

Cascade'i juhtimissüsteem sobib kõige sobivam kõrge - Performance Servo Drivesi jaoks. Sisevool juhtsilm juhib mootori pöördemomenti. Välise kiiruse ja asendikontrolli silmuste dünaamiline jõudlus sõltub otseselt sisevoolu silmuse jõudlusest. Võimaliku mootori voolu reageerimise aja saavutamiseks ja servomootori maksimaalse kiirusevahemiku saavutamiseks tuleb maksimeerida välise energiamuunduri pingevahemikku. Praegune kontroller põhineb Rootori võrdlusraamis kosmosevektori modelleerimise (SVM) tehnoloogial. SVM -klassi funktsioon sisaldab kolmandat - parteimodemit, mis võimaldab SVM -klassil saavutada servomootori suurema kiirusevahemiku (üle 1000 ms) kui traditsiooniline sümmeetriline kolmnurgamudel . 15%).

Cascade'i juhtimissüsteem sobib kõige paremini kõrgeks - Performance Servo Drivesi jaoks. Sisevool juhtsilm juhib mootori pöördemomenti. Välise kiiruse ja asendikontrolli silmuste dünaamiline jõudlus sõltub otseselt sisevoolu silmuse jõudlusest. Võimaliku mootori voolu reageerimise aja saavutamiseks ja servomootori maksimaalse kiirusevahemiku saavutamiseks tuleb maksimeerida välise energiamuunduri pingevahemikku. Praegune kontroller põhineb Rootori võrdlusraamis kosmosevektori modelleerimise (SVM) tehnoloogial. SVM -klassi funktsioon sisaldab kolmandat - partei modemit, mis võimaldab SVM -klassil saavutada servomootori suurema kiirusevahemiku (üle 1000 Hz) kui traditsiooniline sümmeetriline kolmnurgamudel . 15%).

Stabiilse ja kiire reageerimise saavutamiseks on hädavajalik kiiruse ja positsiooniline servo -silmuse häälestamine mehaaniliste koormuse parameetrite põhjal. Positsiooni servokontrolleri kujundus põhineb polünoomi juhtimise arhitektuuril ja pooluse asukoha jälgimisel. Polünoomi juhtimise arhitektuur on peamine kontrolleri arhitektuur ja see sobib - parameetri häälestamiseks.

Polünoomi juhtimise arhitektuuris saab servo -draivi rakenduses hõlpsalt redigeerida servo silmuse tagasisidet. Servo -silmuse vastus on optimeeritud telje positsioneerimisrakenduste jaoks, nõudes kiiret ja täpset sihtpositsiooni saabumist. Servo -silmuse vastus on optimeeritud ümbrikurakenduste jaoks, nõudes telje nihke ajal nulli lähedal asukoha viga. Võrreldes varasemate häälestamise jõupingutustega, võib lihtsalt kontrolleri HFW ülekandefunktsiooni muutmine nüüd uusi nõudeid vastata.

Mootori positsiooni mõõtmised on tuletatud resolveri tagasiside põhjal, kasutades tarkvara resolver - kuni - digitaalseks muundamiseks (RDC). Resolveri siinuse ja koosinise tagasiside signaalid suunatakse ADMC 401 12- bit digitaalseks - kuni - analoogmuunduri (ADC) kanalile, kus need filtreeritakse läbi teise - järjekorra jälgimise filtri arvutamiseks. Mootori sujuva liikumise jaoks saab positsioonilahuse suurendamiseks lisada välise 16-bitise ADC.

Järeldus

Vanni siinide kommunikatsioonil põhinevad liikumiskontroll ja intelligentsed servo draivid on tõhus ja paindlik lahendus. Selles artiklis kirjeldatud CD1K intelligentne servo -draiv võib toimida kõrge - taseme multi - telje juhtimisülesanded, pakkudes kõrge - jõudluse liikumise juhtimislahendust paljude rakenduste jaoks. Režiim "Profiili positsioon" sobib kõige paremini sõltumatute teljerakenduste jaoks PLC keskkonnas. Selles lahenduses arvutatakse telje trajektoor Servo -draivi abil sisemiselt. Rakenduste jaoks kasutatakse režiimi "Interpoleeritud positsioon", kus telje trajektoore tuleb pidevalt koordineerida. Selles lahenduses vähendatakse hosti liikumiskontrolleri ressursse Servo -draivis pakutava kuupinterpolatsiooni tõttu märkimisväärselt. Kiiruse ja positsiooni servo silmuseid saab veebis optimeerida, käivitades sihtrakenduse automaatse häälestamise programmi - masina sees.