您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
西門子模塊6ES7214-1AD23-0XB8詳細說明
西門子模塊6ES7214-1AD23-0XB8詳細說明
伺服液壓運動控制：選擇PLC還是運動控制器,？
一些閉環(huán)運動控制的應用很顯然需要運動控制器，然而一些人也可以通過使用PLC來實現(xiàn)閉環(huán)控制,。當然，選擇何種控制方式常常難以定論。
當你可以使用PLC控制的時候,，為什么還需要花錢去購買一個專用的電液運動控制器呢,？答案很簡單。一般來說,，考慮的因素包括使用數(shù)量,，實現(xiàn)難度，可用時間,，生產(chǎn)效率,，精度要求以及經(jīng)濟性等。做出何種決定往往是很模糊的,。根據(jù)以往的經(jīng)驗,，我知道哪種類型的應用可以用PLC，哪種不適用,。
對于大多數(shù)的控制系統(tǒng)設計者來說,，成本是的想法。的辦法就是購買帶有模擬量輸入和輸出的PLC用于各種軸的控制,，還可以帶有一些數(shù)字I/O,，接著就可以編程了。通常都是從的比例控制開始,，甚至PID控制塊都不需要,。這就是目前市面上大多數(shù)的液壓伺服控制的做法，人們接受液壓的培訓很多,，但也僅限于此,。
模擬量的反饋必須轉化縮放為位置單位。然而,，我很奇怪的是,，在一些PLC論壇里，很多的人在咨詢如何把一個模擬量轉化為毫米或英寸,。如果編程的工程師在問,，很顯然他啥也編不了。對輸入值比例縮放之后,，很簡單的做法就是,，從指令位置減去實際位置，差值乘以比例增益,，該值作為模擬量的輸出至閥,。就是這么簡單！
伺服液壓運動控制：選擇PLC還是運動控制器,？
1. 該仿真顯示了當指令位置突然改變100mm時將會發(fā)生什么,?？刂戚敵鲈?00%飽和,，執(zhí)行器突然加速,。實際位置則慢慢的接近100mm的目標值。
模擬量控制的PLC設置
PLC控制的一個挑戰(zhàn)發(fā)生在液壓缸的指令和實際位置相差很大的情況,，因為此時輸出至閥的信號可能很大,。結果就是液壓缸全速運動至指令位置。在指令位置的時候會發(fā)生什么就取決于增益和負載大小了,。有時候液壓缸會平滑減速至指令位置,，但是如果負載很大，也會產(chǎn)生超調,，并帶有衰減振蕩,。
關于此問題可以有多種解決方案。一個簡單的辦法就是限制輸出值為低于100%的某個值,。更好的解決辦法就是準備一個目標發(fā)生器,，從而可以朝著指令位置的的方向增加目標值。接著,，不是比較指令位置與實際位置,，而是比較實際位置與下一個目標位置。目標位置在當前位置開始啟動,，按照期望的速率增加并達到指令位置,。對于長行程運動來說，則可以避免初始運動時的振動和沖擊,。這種解決方案相對來說也比較容易實施,。
舉個例子，如果兩個液壓缸跟隨同樣的目標位置,，其位置同步是相對容易的,。如果兩個缸所受的負載一致，目標值的跟蹤誤差也應該一致,，因此它們的實際位置也會非常接近,。那么，對于只有比例控制的系統(tǒng)來說,，跟蹤誤差是什么呢,？
跟蹤誤差公式：
Ef = v/(K ? Kp)
此處:
Ef - 跟蹤誤差，mm,
v - 速度, mm/s,
K - 開環(huán)增益, (mm/s)/%
Kp - 比例增益,， %/mm.
2. 該曲線與圖1說設想的方案一樣,，只是指令位置只改變10mm。注意的是它們用了同樣的時間,。這是因為運動控制的時間常數(shù)是5倍,。5倍時間常數(shù)即0.358s。意味著1mm的運動要花0.358s才能達到目標值的1%。
單位很重要,，并需要保持一致,。百分比代表控制輸出的百分數(shù)?？刂戚敵龅陌俜謹?shù)可以是 ±10 V, ±20 mA的百分數(shù),，或者其它的，只要單位一致就可以,。當使用PLC的時候,，跟蹤誤差通常情況并沒有那么重要，液壓缸只需要能夠大體的接近指令位置即可,。上面的等式適用于對跟蹤誤差有限定的應用,。用戶可以決定動作速度，以滿足應用要求,。
計算開環(huán)增益需要用到VCCM公式,，其計算了在100%控制輸出時最大的穩(wěn)態(tài)速度。該公式在相關論壇已經(jīng)討論過很多次,。(延伸閱讀：VCCM-如果流量計算不再是Q=A*V,？)
比例增益的計算稍微復雜一些。你可以嘗試使用試錯法,，確定一個可以看起來可以工作的數(shù)值,。如果增益太低，液壓缸響應會很遲緩,。如果增益太高,，執(zhí)行器會有振蕩的可能。然而,，的增益是可以計算的：
Kp = 2 ? ζ? ωn ? (9 ? 8 ? ζ2)/(27 ? K)
此處：
Kp - 比例增益,，輸入偏差信號變化的相對值mm與輸出信號變化的相對值之比的百分數(shù)表示,
ζ - 阻尼系數(shù)（未知時假定為0.3333）,
ω - 自然頻率，弧度/s
K - 開環(huán)增益