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力士樂Rexroth驅(qū)動模塊R911279433 DKC11.3-040-7-FW
伺服驅(qū)動器(servo drives)又稱為“伺服控制器",、“伺服放大器",,是用來控制伺服電機的一種控制器,其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達,,屬于伺服系統(tǒng)的一部分,,主要應用于高精度的定位系統(tǒng)。一般是通過位置,、速度和力矩三種方式對伺服電機進行控制,,實現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位,目前是傳動技術產(chǎn)品,。
目前主流的伺服驅(qū)動器均采用數(shù)字信號處理器(DSP)作為控制核心,,可以實現(xiàn)比較復雜的控制算法,實現(xiàn)數(shù)字化,、網(wǎng)絡化和智能化,。功率器件普遍采用以智能功率模塊(IPM)為核心設計的驅(qū)動電路,IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動電路,,同時具有過電壓,、過電流、過熱,、欠壓等故障檢測保護電路,,在主回路中還加入軟啟動電路,以減小啟動過程對驅(qū)動器的沖擊。
功率驅(qū)動單元首先通過三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進行整流,,得到相應的直流電,。經(jīng)過整流好的三相電或市電,再通過三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來驅(qū)動三相永磁式同步交流伺服電機,。功率驅(qū)動單元的整個過程可以簡單的說就是AC-DC-AC的過程,。整流單元(AC-DC)主要的拓撲電路是三相全橋不控整流電路。
隨著伺服系統(tǒng)的大規(guī)模應用,,伺服驅(qū)動器使用,、伺服驅(qū)動器調(diào)試、伺服驅(qū)動器維修都是伺服驅(qū)動器在當今比較重要的技術課題,,越來越多工控技術服務商對伺服驅(qū)動器進行了技術深層次研究,。
伺服驅(qū)動器是現(xiàn)代運動控制的重要組成部分,被廣泛應用于工業(yè)機器人及數(shù)控加工中心等自動化設備中,。尤其是應用于控制交流永磁同步電機的伺服驅(qū)動器已經(jīng)成為國內(nèi)外研究熱點,。當前交流伺服驅(qū)動器設計中普遍采用基于矢量控制的電流、速度,、位置3閉環(huán)控制算法,。該算法中速度閉環(huán)設計合理與否,對于整個伺服控制系統(tǒng),,特別是速度控制性能的發(fā)揮起到關鍵作用,。
一般伺服都有三種控制方式:位置控制方式,、轉(zhuǎn)矩控制方式,、速度控制方式。
1,、位置控制:位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動速度的大小,,通過脈沖的個數(shù)來確定轉(zhuǎn)動的角度,也有些伺服可以通過通訊方式直接對速度和位移進行賦值,,由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴格的控制,,所以一般應用于定位裝置。
2,、轉(zhuǎn)矩控制:轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設定電機軸對外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小,,可以通過即時的改變模擬量的設定來改變設定的力矩大小,也可通過通訊方式改變對應的地址的數(shù)值來實現(xiàn),。
應用主要在對材質(zhì)的手里有嚴格要求的纏繞和放卷的裝置中,,例如繞線裝置或拉光纖設備,轉(zhuǎn)矩的設定要根據(jù)纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質(zhì)的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改變,。
3,、速度模式:通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進行轉(zhuǎn)動速度的控制,在有上位控制裝置的外環(huán)PID控制時速度模式也可以進行定位,但必須把電機的位置信號或直接負載的位置信號給上位反饋以做運算用,。位置模式也支持直接負載外環(huán)檢測位置信號,,此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉(zhuǎn)速,位置信號就由直接的終負載端的檢測裝置來提供了,,這樣的優(yōu)點在于可以減少中間傳動過程中的誤差,,增加了整個系統(tǒng)的定位精度。
如果對電機的速度,、位置都沒有要求,,只要輸出一個恒轉(zhuǎn)矩,當然是用轉(zhuǎn)矩模式,。
如果對位置和速度有一定的精度要求,,而對實時轉(zhuǎn)矩不是很關心,用轉(zhuǎn)矩模式不太方便,,用速度或位置模式比較好,。
如果上位控制器有比較好的閉環(huán)控制功能,用速度控制效果會好一點,,如果本身要求不是很高,,或者基本沒有實時性的要求,采用位置控制方式,。
伺服驅(qū)動器對電機的主要控制方式
伺服驅(qū)動器對電機的主要控制方式為:位置控制,、速度控和轉(zhuǎn)矩控制。
位置控制:是指驅(qū)動器對電機的轉(zhuǎn)速,、轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩均于控制,,上位機對驅(qū)動器發(fā)脈沖串進行轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角的控制,輸入的脈沖頻率控制電機的轉(zhuǎn)速,,輸入的脈沖個數(shù)控制電機旋轉(zhuǎn)的角度,。
速度控制:是指驅(qū)動器僅對電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進行控制,電機的轉(zhuǎn)角由CNC取驅(qū)動器反饋的A,、B,、Z編碼器信號進行控制,CNC對驅(qū)動器發(fā)出的是模擬量(電壓)信號,,范圍為+10V~-10V,,正電壓控制電機正轉(zhuǎn),負電壓控制電機反轉(zhuǎn),,電壓值的大小決定電機的轉(zhuǎn)數(shù),。
轉(zhuǎn)矩控制:是指伺服驅(qū)動器僅對電機的轉(zhuǎn)矩進行控制,電機輸出的轉(zhuǎn)矩不在隨負載變,,只聽從于輸入的轉(zhuǎn)矩命令,,上位機對驅(qū)動器發(fā)出的是模擬量(電壓)信號,范圍為+10V~-10V,正電壓控制電機正轉(zhuǎn),,負電壓控制電機反轉(zhuǎn),,電壓值的大小決定電機輸出的轉(zhuǎn)矩。電機的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角由上位機控制
Rexroth驅(qū)動模塊 DKC11.3-040-7-FW
R911292831 DKC05.3-016-7-FW
R911292832 DKC06.3-016-7-FW
R911292833 DKC21.3-016-7-FW
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一,、現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡——信息技術發(fā)展在運動控制領域的延伸
現(xiàn)場總線作為現(xiàn)場控制網(wǎng)絡技術,,被視為公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡在運動控制領域的延伸,它的興起為自控技術本身的發(fā)展提供了新的機遇,。
現(xiàn)場總線可采用多種介質(zhì)(多種有線和無線方式)傳送數(shù)字信號,。在兩根導線上可掛接多至幾十個自控設備,能節(jié)省大量線纜,、槽架,、連接件。減少系統(tǒng)設計,、安裝,、維護的工作量。
現(xiàn)場總線形成真正分散在現(xiàn)場的完整控制系統(tǒng),,提高了控制系統(tǒng)運行的可靠性,,豐富了控制設備的信息內(nèi)容。
為控制信息進入公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡創(chuàng)造了條件,,溝通了現(xiàn)場控制設備之間及其與更高控制管理層網(wǎng)絡之間的聯(lián)系,,便于實現(xiàn)管控一體化
控制網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的結(jié)合,便于實現(xiàn)信號的遠程傳送與異地遠程自動控制,。
1,、現(xiàn)場總線是一種控制系統(tǒng)框架
現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是建立在現(xiàn)場總線技術基礎上的網(wǎng)絡結(jié)構扁平化,具有開放性,、可互操作性,、常規(guī)控制功能*分散、有統(tǒng)一的控制策略組態(tài)方法的新一代的分散型控制系統(tǒng),。
2、現(xiàn)場總線運動控制系統(tǒng)的典型應用:
1 PC+獨立數(shù)字運動控制器+執(zhí)行機構=開放式運動控制系統(tǒng)
2 觸摸屏+獨立數(shù)字控制器+執(zhí)行機構=開放式運動控制系統(tǒng)
上述兩種結(jié)構是伺服控制系統(tǒng)的發(fā)展方向,,也是運動控制技術的發(fā)展方向,。
它能充分利用PC 機和觸摸屏的資源,由第三方軟件完成用戶應用程序開發(fā),,將生成的程序指令傳送給運動控制器,,由控制器不斷轉(zhuǎn)譯產(chǎn)生更新的位置命令(運動曲線)并通過通信總線下傳給驅(qū)動器,電機驅(qū)動器將控制電流傳送給電機,,這樣完成命令所需定位,。在一個多軸系統(tǒng)中,一個控制器可以控制多個電機或驅(qū)動器。伺服電機是主要的執(zhí)行部件,,完成具體動作,。
總線將分散的有通信能力的測量控制設備、驅(qū)動控制設備作為網(wǎng)絡節(jié)點,,連接成能相互溝通信息,,共同完成自控任務的控制網(wǎng)絡
現(xiàn)場總線控制總線數(shù)據(jù)傳輸方式
二、現(xiàn)場總線運動控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢
現(xiàn)場總線發(fā)展中的新軍————以太網(wǎng)
工業(yè)自動化系統(tǒng)正向網(wǎng)絡化,、智能化的實時控制方面發(fā)展,,因此通信已成為關鍵,用戶對統(tǒng)一的通信協(xié)議和網(wǎng)絡的要求日益迫切,。另一方面,,Intranet/Internet等信息技術的飛速發(fā)展,要求企業(yè)從現(xiàn)場控制層到管理層能實現(xiàn)全面的無縫信息集成,,并提供一個開放的基礎構架,,但目前的現(xiàn)場總線尚不能滿足這些要求。至于以太網(wǎng)存在的不確定性和實時性能欠佳的問題,,已由于智能集線器的使用,、主動切換功能的實現(xiàn)、優(yōu)先權的引入以及雙工的布線等,,基本上得到了解決,。通過提高數(shù)據(jù)傳輸速率,仔細地選擇網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構及限制網(wǎng)絡負載等,,可將發(fā)生數(shù)據(jù)沖突的概率降到,。
目前世界上已有一些組織從事推動以太網(wǎng)進入控制領域的工作,如IEEE(美國電氣和電子工程師協(xié)會)正在著手制訂現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)通信的新標準,。該標準將使網(wǎng)絡能看到“對象",。IAONO(工業(yè)自動化開放網(wǎng)絡聯(lián)盟)近與ODVA和IDA集團就共同推進Ethernet和TCP/IP達成共識。
ODVA于2000年3月17日發(fā)布了一個為在工廠基層使用以太網(wǎng)服務的工業(yè)標準,。
FF于2000年3月29日公布了高速以太網(wǎng)(100Mb/s)的終技術規(guī)范(FSI1.0),。
工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)會與美國的ARC、Advisory Group等單位合作,,開展工業(yè)以太網(wǎng)關鍵技術的研究,。目*0Mb/s以太網(wǎng)的發(fā)展已進入實用階段。由以上分析可知,,以太網(wǎng)進入工業(yè)控制領域是一個不可忽視的發(fā)展趨勢,。![638476529741235602220.jpg](https://img50.chem17.com/b668da8d58269a5221520449e33d0719b70f36e692472933cb27dc007f9aa3423644c7f5e2448933.jpg)
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