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Kinco智能伺服编程软件基础培训 2006 03 09 1 建立新工程文件2 基于Objectdictionary的编程模式3 工作模式4 内部环路调整5 利用DeviceControl控制伺服电机6 不同的原点方式7 使用Oscilloscope监控实时数据8 如何建立一个主从控制系统9 如何建立Pulse Dir应用10 Sequence编程11 Eco2win提供的内部资源 目录 1 建立一个新工程文件 建立一个新工程文件 主要有下面几个步骤 选择合适的通讯方式选择合适的驱动器和电机确定机械结构和单位 Eco2win软件介绍 基于WIDOWS的视窗操作 界面友好如图单元分别表示电脑 驱动器 电机和机械结构参数 形象直观通过软件界面 可对驱动器进行在线和离线编程 能对系统进行在线演示和调试最新版本V2 41 练习 利用RS232编程电缆连接PC与ED驱动器建立一个新文件 ewp 打开一个文件 ewp 导入 Import 和导出 Export 文件 value ewv 理解工程文件和导入文件的区别使用不同的单位对速度的计算的影响 ECO2WIN基于Sequence编程风格 类似于一个批程序对对象的赋值 这些对象在赋值后立即执行相应的动作 这里说的对象 Objects 类似我们常说的内存地址 有些对象如速度和位置等可以由外部控制器修改 有些对象却只能由驱动器本身修改 如状态 错误信息 对象可以有不同属性 1 RW 读写 对象可以被读也可以写入2 RO 只读 对象只能读3 WO 只写 只能写入4 M 可映射 对象可映射 类似间接寻址5 S 可存储 对象可存储在Flash ROM区 掉电不丢失所有的对象定义了相应的功能 定义的内容符合CANopen国际标准 即在所有的基于CANopen的设备中具有相同的含义 2 基于Objectdictionary的编程模式 所有的对象都由4个字节组成 地址格式 IndexSubBits属性含义例如 60400010RWControlwordforDevicestate25090008RConfigurationMaster slavegear25090232WMappingSalvevelocity25090310MWGearfactor25090410MWGeardivider25090508WGearmode25090620MWActualpositionmaster说明 Index 对象号 范围0 x1000 0 xxxxxsubindex Index对象的子地址 范围0 x00 0 xffBits 地址内数据长度 8 1byte 10 2byte 20 4byte 对象格式 Directobjecteditor 练习 Directlyobjecteditor的使用请说明下面几个对象的含义60400010 60600008 60FF0020 60410010 26000220 3 工作模式 Kinco伺服几种主要的工作模式1 设置控制模式为位置模式3 设定为带加减速曲线的速度模式 3 设定为立即速度模式 4 设定为主从和脉冲方向控制4 力矩控制模式6 原点模式的设定 4 内部环路调整 控制环参数速度环 4KHz250微秒位置环 1KHz1毫秒电流环 16KHz62 5微秒 闭环控制 速度环 闭环控制 位置环 嵌套闭环 位置 速度 电流环 CommandedPosition Theactualvelocityisderivedfromthepositionfeedback Kinco伺服内部环路 Vff 速度前馈Kpp 位置比例增益Kx 速度反馈系数E Filter 速度偏差 Error 实际设定与反馈 滤波Kvp 速度比例增益 Kvi 速度积分增益Kvi Limit 速度积分限制O Filter 速度输出 Output 滤波I Limit 电流限制KM 力矩常数TA 线圈时间常数 L R 伺服调整的基本要求 伺服电机系统的控制环只能在驱动能力范围内才能进行良好的调整 先调整核心的速度环 不要在速度环带宽很低没有得到良好的调整的情况下直接调整位置环 在调整控制环前需要确定系统的接地和屏蔽良好 防止外部的干扰影响环路的调整 在调整控制环前需要确定系统的机械结构坚固 连接可靠 任何的机械的松动都会降低系统的响应性能而导致控制环失调 速度环的调整 比例增益较高的比例增益能够提高系统的响应的速度 但也容易产生过冲和振荡现象 调整良好的状况是存在较小的过冲和振荡 但响应的速度较快 积分增益较高的积分增益能够提高系统对于扰动的抵抗能力 但会导致振荡现象 对于大摩擦的系统 增大积分增益显得更有意义 位置环的调整 位置环纯粹是一个数学计算的环路 只采用了比例控制 速度的前馈直接作用于速度环 可以明显减小位置跟随的误差 加速度的前馈直接作用于电流环 对于大惯量的系统可以明显提高响应的速度 此画面设置位置环相关参数 其中位置环增益Kpp 即p gainpositioncontrol 前馈速度Vff FeedforwardVelocity 和最大跟随错误 Max FollowingError 的设置在控制模式1和模式3时非常重要 跟随误差值的计算在电机正常运转时 可参照如下公式 Followingerror V V Vff 100 Kpp V ActualVelocity 计算时可以用ProfileVelocity设定值 所以当Vff 0时 Followingerror V Kpp 必须确保Followingerror小于所设置的最大跟随误差 否则会因 Followingerror 而停机 注意 系统对跟随误差的实际计算是根据设定的位置与当前位置比较来得出 电流环的调整 ECO2WIN可以限制电机最大额定相电流 Max Current 请根据不同驱动器正确设定 最大为ED200最大为12A 对应10进制数值2047 ED100最大为8A Acutalcurrent一栏显示当前电机相电流 用于监控 可利用其判断是否过流 下图就是一个空载运动时速度环范例 Currentvaluefori tprotection 设置i2t保护的电流值Timeconstantfori tprotection 设置i2t保护的时间值 励磁参数调整 5 利用DeviceControl控制伺服电机 DeviceControl是Eco2win软件内一个功能模块 可以完成伺服的在线设置和监控 通过DeviceControl可以完成 电机的控制 电机和驱动器状态监控位置 速度等参数的设置工作模式的设置自动正反转的实现原点控制故障状态监控 DeviceControl界面 1 控制字Controlword 60400010 用于控制电机常见的控制字的值为 0 x06 电机断电 设置驱动器为ready状态0 x0F 电机上电 电机轴处于锁紧状态0 x3F 位置模式下的绝对定位0 x5F 位置模式下的相对定位0 x1F 原点模式下的开始寻找原点0 x80 复位驱动器故障2 状态字Statusword 60410010 用于监控驱动器和电机状态每个位代表一种状态 常用的状态位有 bit0 Readytoswitchon准备就续bit3 Fault故障bit10 Targetreached目标位置到bit14 CommutationFound励磁发现bit15 ReferenceFound找见原点 DeviceStatus界面 Actualvelocity 电机实际运行速度Targetvelocity 速度模式下目标速度Actualposition 电机编码器值Targetposition 位置模式下设定的目标位置Profilevelocity 位置模式下的目标速度ProfileAcceleration 位置模式和速度模式下的加速度ProfielDeceleration 位置模式和速度模式下的减速度 Movement界面 Autoreverse自动正反转控制 带位置控制的定时正反转 带速度控制的定时正反转 Autoreverse自动正反转控制 除上述两种正反转控制模式外 通过Autoreverse 还可以实现带速度控制的位置正反转 带位置控制的速度正反转 Errorstatus故障诊断 该页面可以监控驱动器的故障状态 从而为我们分析故障提供依据 一般性故障 Temperature 驱动器散热片温度超过80 检查驱动器工作环境温度 降低温度 Logicsupply 24VDC逻辑控制电源 X4口 电压低 Overvoltage ED100动力电源电压 75VDC ED200总线电源电压 180VDC 会报过压故障Undervoltage 输出给电机电压过低 24VDC 会报欠压故障ExternalEnable X4口Enable端没有接信号Followingerror 可以重新设置max followingerror值 优化控制器的PID参数 减少加速度和减速度值Overspeed 速度值大于设定的速度极限值 减小设定的速度值Buserror 检查动力电源部分接线I2t 电机过载 降温 驱动器故障 Intern H8SWD 驱动器内部故障 送驱动器到厂家检测Intern REGLERWD 驱动器内部故障 送驱动器到厂家检测电机故障 antivalence encoder 编码器电缆故障 检查编码器电缆是否正确安装到X8口Encodercountingerror 编码器电缆受干扰 屏蔽和接地线没有正确连接 或编码器码盘受电机轴向力过大已破碎PhaseA 电机A相线接线错误 短路或断裂PhaseB 电机B相线接线错误 短路或断裂 举例 1 速度控制 Kinco伺服提供两种速度模式 3 带加减速的速度模式 3 立即速度模式实现步骤 a 设置控制模式 3模式字常见命令值及功能b 设置速度 加速度 减速度多极旋转伺服电机编码器分辨率 8000inc高速旋转伺服电机编码器分辨率 8000inc直线电机光栅尺分辨率建议 1us目标速度 60FF0020 加速度 60830020 减速度 60840020 设定速度 加减速度值 c 控制电机动作控制字常用命令值及功能介绍 60400010 2 位置控制Kinco伺服提供两种位置操作 绝对位置定位和相对位置定位实现步骤 a 设置控制模式 1b 设定速度 Profilespeed 加速度 减速度 目标位置Profilevelocity 60810020加速度 60830020减速度 60840020目标位置 607A0020c 设定绝对位置定位 60400010 3F 相对位置定位 60400010 5F 相关知识 练习 1 利用Devicecontrol 实现电机正转 反转和停止2 利用Devicecontrol 理解绝对定位和相对定位3 利用DeviceControl 判断故障内容4 实现一个定时1s的自动正反转 速度80000inc s 原点是定义为零位置的一个参考点原点由开关的关断来识别回原点运动一运行 控制器就开始去寻找原点开关实际的回零点通常采用常开型开关 以免开关一直通电 Kinco伺服提供27种回原点方式 即可以用外部的开关信号 又可以用电机编码器的Index信号 还可以用机械末端位置等做为原点信号当前位置 Actualposition上限位 PositiveLimitswitch Din6下限位 Negativelimitswitch Din7原点 Homeswitch Din8 6 不同的原点方式 设置正负限位 正负限位生效的两个条件 DIN6 DIN7分别接上下限位信号在Digitaloutput如下设置除了硬限位外 Kinco伺服还提供软限位 在Parameterssetting中提供Min softwarepositionlimitMax softwarepositionlimitHomingmode 60980008VelocityduringsearchforreferenceSwitch 60990120VelocityduringsearchforreferenceSetpoint 60990220Accelerationduringhoming 609a0020Timelimitforhoming 找原点动作时间 输入原点参数 介绍一种原点方式 由负脉冲回零开关和INDEX指示回零 模式5和6 DIN8接位于负向位置的原点开关信号 往HOMING开关方向运动 在检测到HOMING开关的指示信号后停止 根据HOMING开关的电平正转或反转退开 一旦检测到HOMING电平变化 下一个的马达INDEX信号将被记录作为参考点 referencefound 的状态位被置上 马达减速停止 几种特殊的原点方式 1 当前位置做为原点位置的原点方式 原点方式 342 以机械末端位置做为原点原点方式 17 18 17 负方向机械末端为原点 18 正方向机械末端为原点 1 负方向和Index为电机原点 2 正方向和Index为电机原点 优点 减少外部的原点信号 节省费用 练习 1 试用一种原点方式 理解原点的概念 2 理解正负限位的概念3 尝试不同的原点方式 7 Oscilloscope的使用 Eco2win软件带有的Oscilloscope 示波器 可以动态监控电机的运行参数 如position velocity current 对我们判断电机的运动状态和调节性能有着非常重要的作用 Oscilloscope使用过程 1 设置监控参数 Oscilloscope有4个监控通道可以同时监控驱动器的4个不同参数 但如果你采用RS232和驱动器通讯 那采集速度会比较慢 一般我们建议你只选择你最关注的参数 其他的通道 channel 取消 2 设置采样时间 scanrate ms 参数用于设置采样周期 Numberofvalue用于设置采样点数 例如下面的例子就是每10ms采集一次数据 采集400次后刷新一下显示数据 往往真正刷新一次显示的时间会大于上面两个参数乘积 这是因为还要考虑通讯的时间 Oscilloscope使用过程 3 采样数据条件 要触发数据的采样 必须采样条件真实发生 首先要设置 Triggeronsignal 条件 例如下面例子设置的条件是 Actualspeed 0 因为下面例子是电机以0位置为中点 往返40000inc位置运动 所以actualspeed 0情况是肯定可以发生的 只所以这样设置 是为了保证触发条件必然发生 否则你将采集不到任何数据 当采集数据时 鼠标指针会显示为沙漏状态 举例 下面的例子为一个自动正反转电机速度和位置的监控曲线 往返速度200000inc s 位置 40000到40000inc 工作模式 3 通道1设定为 Actualposition 通道2设定为 Actualvelocity 红色线为速度曲线 绿色线为位置曲线 采集完毕 你还可以将采集到的结果以数据或图片的方式保存下来 供比较 用于将采集结果以数据的形式导出到一个文本文件中 用于将采集结果以图片的形式导出 示例 练习 1 设定一个带速度控制的定时正反转 时间为1s 速度为40000inc s 用Oscilloscope监控速度曲线 2 设定一个带位置控制的定时正反转 位置为 10000 速度为40000inc s 用Oscilloscope监控位置曲线和电流曲线 8 如何建立一个主从控制系统 可通过主编码器 外部或者主伺服 的信号控制从机做跟随的模式 可以设置不同的电子齿轮比实现同步跟随 可以多个从机跟随同一个主编码器的运动 跟随的方式可以采用速度或者位置的跟随 从动组的成员轴以不同的电子齿轮比跟随虚拟主轴的运行 建立主从控制的条件 1 具备一个来自主轴的主编码器信号2 设置相应的参数 如下图设置控制字60600008 4设置Electronicgear参数25090220 60FF0020 映射速度60FF0020 即将masterencoder口的脉冲频率映射给内部速度地址 25090310 1000025090410 1000025090508 0 1具体见Electronicgear功能菜单3 使能电机60400010 F 练习 1 利用编码器实际建立一个主从项目 齿轮比20000 10000 9 如何建立Pulse Dir应用 可采用主编码器接口X7作为外部脉冲和方向信号的输入口 配置驱动器的电子齿轮的映射为目标速度或目标位置 可配置电子齿轮比 可配置不同的齿轮模式 采用不同的输入信号 如 P D 为保证信号的可靠接收 最好使用我们提供的PDC伺服连接器 可以有效的避免外界信号的干扰 设置方式基本同建立主从控制系统的参数设置 只是Gearmode 2注意事项 驱动器外壳接地 电机接地线接Gnd 与上位机共用一个直流电源 10 Sequence编程 内部可编辑256段控制程序 程序之间可通过事件触发逻辑跳转 程序中可控制电机的运动 也可以控制计数和定时功能 程序中可以控制I O 可以通过I O来触发不同的程序段 共8个Input 即可以直接设定为调用16段 8个输入的上升沿和下降沿共16种状态 程序 也可以通过BCD码方式调用内部256段程序 通过8个输入调用Sequence配置