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技術(shù)頻道

三墾VM05變頻器在定位控制中的應(yīng)用

在控制領(lǐng)域,有以負(fù)載的位置或角度等為控制對(duì)象,如:

控制方式用途
運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的位置控制機(jī)床、機(jī)器人、雷達(dá)天線等
停止時(shí)的位置控制電梯、起重機(jī)械、調(diào)節(jié)風(fēng)門、行車等

以前這些場(chǎng)合大都由伺服電機(jī)和伺服電機(jī)控制器來完成位置控制。隨著通用變頻器技術(shù)的發(fā)展,在位置控制中交流變頻傳動(dòng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。三墾在這方面做了有益的嘗試。

位置控制的共同特點(diǎn):
  • 從簡(jiǎn)單到高級(jí),根據(jù)目的有各種控制方式。(開環(huán)位置控制、手動(dòng)決定位置、閉環(huán)位置控制);
  • 控制對(duì)象的位置以轉(zhuǎn)速積分的形式變化;
  • 即使不在負(fù)載上直接裝設(shè)位置傳感器,多數(shù)場(chǎng)合僅由電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角也可高精度地推定位置;
  • 需要可逆運(yùn)轉(zhuǎn)
閉環(huán)位置控制的方法:

下圖是具有速度反饋環(huán)的位置控制。對(duì)變頻器不給出直接的位置指令,而是輸入脈沖列。此脈沖數(shù)的累積值作為位置指令,增大此位置指令時(shí)在正轉(zhuǎn)輸入加脈沖列,減小時(shí)在反轉(zhuǎn)輸入加脈沖列。控制此輸入脈沖列的累積值和PG的反饋脈沖列的累積值,使他們一致。

以正轉(zhuǎn)為例。將指令輸入的脈沖(在計(jì)數(shù)器內(nèi)用作加法)和PG的反饋脈沖(在計(jì)數(shù)器內(nèi)作減法)在同一計(jì)數(shù)器內(nèi)時(shí)時(shí)刻刻地作計(jì)算,以計(jì)數(shù)器的累加值作為速度指令。因此,一達(dá)到目標(biāo)位置,計(jì)數(shù)器的累積值就剛好為零,電機(jī)就停止在該位置上。另外,計(jì)數(shù)器的累積值變得很小時(shí),從決定位置判斷回路發(fā)出決定位置完了信號(hào),通知位置控制結(jié)束。

在這種用途中,PG產(chǎn)生兩個(gè)具有90°相位差的脈沖序列,監(jiān)視這兩個(gè)脈沖信號(hào)上升的順序可以判別正反轉(zhuǎn)。還有電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈,在特定的轉(zhuǎn)子位置上產(chǎn)生顯示器脈沖,可以用作位置原點(diǎn)的確定。

PG的反饋脈沖在進(jìn)入計(jì)數(shù)器前要通過遞減回路。在遞減回路把PG的脈沖列分頻為整數(shù)分之一,目的是改變對(duì)于1個(gè)輸入脈沖的位置變化量(增益)。所以,如果分頻為1/n,對(duì)于一個(gè)輸入脈沖PG要n個(gè)脈沖電機(jī)才旋轉(zhuǎn)。


應(yīng)用實(shí)例:
現(xiàn)使用Samco-VM05的定位控制(Point to Point控制)功能,在江蘇某銅管生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)線上代替伺服系統(tǒng),達(dá)到了在滿足工藝條件的基礎(chǔ)上降低成本的目的。
1、系統(tǒng)構(gòu)成:
2、編碼器(PG)為開路集電極輸出,與SB-PG基板接線如下:
3、參數(shù)設(shè)定如下:
代碼說明代碼說明
Cd001=2外部外部端子Cd053與電機(jī)參數(shù)匹配
Cd071=4位置控制Cd088=0.5P增益
Cd089=0.1I增益Cd604=1PG脈沖倍增數(shù)
Cd605=2開路集電極輸出Cd606=2位置控制增益
Cd609=1位置控制高速化Cd610=0Cd611脈沖數(shù)設(shè)定
Cd611=10000指令值Cd618=500PG脈沖數(shù)
Cd630=56FR+CCLCd631=57RR+CCL
Cd131=10最短運(yùn)行時(shí)間10s

僅為變更代碼.
4、時(shí)序圖:
總結(jié):
  1. 位置控制很大程度上依賴于反饋脈沖的正確性,必須首先解決脈沖的問題。否則會(huì)發(fā)生運(yùn)行中電流大,反饋轉(zhuǎn)速顯示波動(dòng)大,電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)等現(xiàn)象。
  2. 通常先進(jìn)行閉環(huán)速度控制的調(diào)節(jié),Cd088、Cd089調(diào)整至合適值,再進(jìn)行位置控制Cd606的調(diào)節(jié)。
  3. 電機(jī)和變頻器都應(yīng)良好接地,防止干擾。
  4. 根據(jù)工藝要求,也可以由PLC給出指令脈沖序列,進(jìn)行連續(xù)路徑控制(Continue Path Control)。

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