伺服泵调试应用及常见故障排除

伺服泵产品调试应用及常见故障排除运动控制及伺服产品事业部董元辉

2016.10.08一、伺服泵系统构成与介绍二、伺服泵调试的一般步骤目录四、常见故障处理方法三、伺服泵应用常见QA五、附接线图SVP产品DSVP产品伺服泵产品SVP–ServoVariable-speedPumpDSVP--DoubleServoVariable-speedPumpSVP系统由压力、流量双闭环控制组成，且只能一个方向旋转，靠方向阀来换向运动,通常用于提供系统动力源；而DSVP系统由压力、流量、位置三闭环构成，且可正反旋转，适用于高精度有位置定位需求的机型上。伺服节能产品的综合应用领域产品应用油压机类锻压机床注塑机压铸机塑封机折弯机粉末压机试验机SVPDSVP压装机SVP系统采用埃斯顿电液专用伺服驱动内齿泵进行压力和流量双闭环控制，系统压力通过压力传感器反馈至伺服驱动器，经PQ控制算法调节输出流量指令驱动永磁同步电机，通过对电机的无级调速、调压来实现按需功能。该产品具有高节能、响应快、精度高及低噪音等特点适用：油压机等主动力系统SVP产品系统构成DSVP是一款将伺服电机、液压缸、液压泵及阀组进行一体化设计的产品。以高精度交流伺服驱动力士乐双向柱塞泵进行正反转运动，配合先进同步补偿算法，实现压力、流量及位置的全闭环控制。适用：高精度油压机、研配压机微动系统、小吨位高精度系统DSVP产品系统构成一、系统构成与介绍SVP系统闭环控制介绍:以压力为最终控制目标压力闭环控制框图1.压力未建立，转速限幅运行。2.压力已建立，转速调节，维持压力稳态。一、系统构成与介绍SVP系统闭环控制介绍:通过使能端子inject切换选择以流量为最终控制目标流量闭环控制框图1.压力小于保护值，按流量指令运行。2.压力大于保护值，转速降低，限制在保护值。一、系统构成与介绍伺服泵产品组件：ESMOTION-NG35ESMOTION-NGEVESMOTION-NGQPronet-1ADIBPronet-1EDIBPronet-1HDIBPronet-2BDIBPronet-3ZDIBPronet-3EDIBPronet-4EDIBPronet-5EDIBEMB-1ZDRA21EMB-1ZDRA21EMB-1ZDRA21EMB-1ZDRA21EMB-1ZDRA21EMB-1ZDRA21EMB-1ZDRA21EMB-1ZDRA21泵组液压阀块系统压力传感器一、系统构成与介绍完整的控制系统中的伺服泵产品组件：1.清单检点典型的单套伺服泵物料配置清单如下：

（

如发现物料不全请尽快联系供货商。）二、伺服泵调试步骤√STEP1：物料清点序号名称数量备注1伺服驱动器Pronet-**DIB12伺服电机（电机泵组）1包含电机，泵，钟罩，法兰，联轴器等配件3制动电阻RXLG-***14编码器电缆1PRP-BO24-**（注意长度）5压力传感器KS-**16滤波器ZYH-3XF**1选配2.1电机泵组安装检查事项注意：请依次检查各项并确认全部完成！1）在固定支架底部安装硬度合适的避震缓冲垫。2）地脚螺栓需加平垫和弹簧片固定拧紧

。3）确保电机风扇与机架之间通风性良好并留有足够空隙，以便电机散热。

4）根据系统流量大小，检查并确认了相应的吸油管内径大小。

√STEP2：电机泵组安装二、伺服泵调试步骤严禁敲击伺服电机与内啮合齿轮泵轴端！3.1驱动器安装请依次检查并确认全部完成！1）伺服驱动器需要垂直安装在金属背板上，泄放电阻可以根据不同要求和布局安放。2）编码器、控制线应尽量与电机动力线实现分开布线，防止信号干扰；3）部件与电器柜上下左右之间保留空间大于100mm，以便于散热。4）驱动器、制动电阻均已屏蔽接地。5）驱动器不与电磁阀等功率部件共用一个24V开关电源。√STEP3：电气安装与连接二、伺服泵调试步骤典型驱动器安装现场图3.2驱动器硬件连接

编码器接口面板操作器接动力进线接制动电阻接电机侧面接线端子排编码器接口二、伺服泵调试步骤√STEP3：电气安装与连接（续1）3.3电机连接

二、伺服泵调试步骤√STEP3：电气安装与连接（续2）动力电缆接口编码器接口风机接口1.确保驱动器侧到电机侧U、V、W端子接线一一对应。（配菲仕电机除外）2.若是菲仕电机，注意需将V、W对调。请严格按照接线图进行接线。【放大图见附录】1.压力流量信号线选择屏蔽线，屏蔽层

引到FG。2.单个伺服驱动器24V供电电源功率建

议不小于150W确保驱动器正常工作。3.上电时，请同时接通或在接通控制电源后再接通主回路电源。4.切断电源时，请在切断主回路电源后再切断DC24V控制电源。√STEP3：电气安装与连接（续3）二、伺服泵调试步骤3.4电源连接注意事项：通电初始化基础参数设置12按长按2秒按进入修改确认完成进入二、伺服泵调试步骤√STEP4：伺服参数设置参数设置前，可先进行驱动器恢复出厂值设置，如下：

参数如下↓：

基础参数设置参数号名称单位设定范围出厂值设定值设定值说明Pr100Pr100.0驱动器型号Pr100.1电机型号--0-77--11-7711/22/33/44/55/66/77，具体见手册P19页，做修改后，需要Fn001恢复出厂值！Pr200压力给定当量0.1bar/v0-10000140250设定250表示：PLC输出10V需要设定的压力为250bar，一般油压机250，压铸机140参数号名称单位设定范围出厂值设定值设定值说明Pr201流量给定当量r/min.v0-3000150200设200表示：PLC输出10V需要的设定的电机电机转速2000rpmPr202压力传感器反馈当量0.1bar/v0-10000250400设400表示：压力传感器输出10V对应的最大量程为400bar重要参数设置Pr105正转扭矩限制--0-300200180根据实际负载设定Pr106反转扭矩限制--0-300200180根据实际负载设定Pr203油泵最大反转转速r/min0-5005050设50表示：允许油泵反转的最大转速为50转Pr204底压0.1bar0-200050100系统运行时的最小压力Pr205底流r/min0-15002020系统运行时的最小流量Pr206油压指令斜坡上升时间0.1ms0-100002005000系统油压指令每100bar上升时间Pr300压力环比例系数1---1-2000700700油压控制比例系数Kp1Pr301压力环积分时间10.1ms1-20000600600油压控制积分时间Ti1√STEP4：伺服参数设置（续1）二、伺服泵调试步骤重要参数设置（续）参数号名称单位设定范围出厂值设定值设定值说明Pr308压力环PPI切换阈值0.1bar0-2000800800压力控制PPI切换压力偏差阀值Pr429斜坡加速时间ms0-100000200设200表示加速1000rpm需要200msPr430斜坡减速时间ms0-100000200设200表示减速1000rpm需要200ms√STEP4：伺服参数设置（续2）二、伺服泵调试步骤三、伺服泵调试步骤步骤名称内容1油路检查检查油箱是否加满油液，并静止半小时以上，以便排出油液中的空气2如果吸油过滤器有止回阀，启动前必须确定己打开！确保过滤器已开启4如系统没有专门的排气口，请在开机前使安全阀处于全松状态，以便排气，并检查管路连接是否正确；系统如有吸油过滤器并在最高处有放气位置，必须预先进行放气。5电气检查检查压力传感器正确接线，并确认反馈信号正常6检查PLC输出模拟量信号是否为0-10V7驱动器参数设定见STEP4“伺服参数设置”1：启动前检查！√STEP5：试运行JOG转动电机→√STEP5：试运行（续1）验证电气接线，电机泵组安装的正确性可先通过点动方式运行电机：其中JOG电机时电机速度可通过Pr428修改（默认50转）

确保电机泵的旋转方向是否与标示一致。二、伺服泵调试步骤↓↓↓↓内齿泵默认正转方向为：从电机轴端侧看，逆时针方向。

按下M键，开启使能按下面板△键找到功能键Fn0022：点动启动伺服泵3：空载运行→松开油路溢流阀（确保油路空载）,设定500转，连续运行3-5分钟以排出泵及管路空气。→通过PLC给驱动器转速F为50r/min，压力给定Pc为50bar→检查泵是否有异常噪音，若有立即停机检查。观察电机平稳性，有无异常（0.5分钟）→逐步加大F值，升高电机转速至2000转，观察有无异常☆：通过驱动器面板监控转速r是否与给定一致。☆：观察电机转速平稳性。4：加压运行→拧紧油路溢流阀→第一次打压先把压力流量都设小一点，看是否打压正常(30bar，10%流量)，→起压正常后，逐步加大压力给定与流量给定。→另外，如果是油泵第一次打压则以50%以下流量进行打压一会以排除油泵里面的空气。→压力给定分别从10bar逐步加大系统最大压力，测试压力给定与压力反馈是否一致。二、伺服泵调试步骤√STEP5：试运行（续2）使用驱动器监控功能刚开机，没有给使能的情况下，驱动器显示“”表示待机状态，当按下启动按钮，驱动器使能打开后，如果此时大电已给，则面板显示“”表示驱动器运行了。监视模式下，按下向上或者向下键，可以对不同参数进行监控，表示当前电机实际转速；表示系统给定电机的转速；表示系统给定的压力指令；表示压力传感器反馈回来的实际压力值；二、伺服泵调试步骤√STEP6：运行监控其他可以参考如下，关于面板显示及参数如何具体设置可以参照驱动器手册：二、伺服泵调试步骤√STEP6：运行监控（续1）三、伺服泵应用相关专题专题一：伺服泵启动前注意事项1）首次启动SVP前，通过吸油管或加压管为泵注满液压油。2）SVP泵组首次启动时，点动检查油泵电机旋向与油泵旋向上标识是否一致，确保泵体充满油液再开动电机，泵必须空载起动。3）系统首次使用或着长时间不用需要进行排气处理，排气常用方法：SVP需要在不带载荷条件下以100r/min的速度空载转1分钟。4）SVP系统推荐使用液压油牌号：一般地区L-HM46；寒带L-HM32；热带L-HM68。

三、伺服泵应用相关专题5）SVP系统在使用过程中，系统允许的工作温度应保持在60℃以下。6）SVP系统加油时必须经过专用过滤设备，过滤精度不低于系统过滤精度。7）油的更换：系统首次使用，6个月须清洗油箱，更换液压油；正常使用后，每年建议清洗油箱，原则上强制换油。系统在使用过程中油液清洁度不得低于16/13级（相当于NAS7级）。8）过滤组件：换油时，请把滤芯一起换掉，工作过程中，如果过滤器电发讯器报警，必须及时更换滤芯。9）初次启动伺服电机，禁止超速、过流、超程运行。专题一：伺服泵启动前注意事项（续）Q1：液压机不同工艺动作阶段，驱动器通过什么方式接收压力和流量指令？如何设定不同阶段的压力和流量指令？A1：通用型伺服伺服液压机运行工艺分为快下、慢下、泄压、慢回、快回、减速回等阶段。在不同阶段，PLC均需给驱动器同时赋值0-10V压力和流量指令（也通过Modbus进行通讯发送）。设定值需开放在触摸屏上，便于调整。Q2：液压机上，用阀保压和泵保压是什么意思？如何选用？A2：用阀保压：即当伺服泵把压力建立到一定值后，关闭伺服泵。靠单向阀的特性，把油压封死进行保压。泵保压：即压力建立起后，通过伺服的压力闭环控制调节最终主缸所需的压力。一般大多数厂家采取阀保压的方式，这样压力建立起来后，伺服泵停止状态，可以保护泵和电机。当对压力精度要求比较高时，可采取泵保压的形式。三、伺服泵应用相关专题专题二：通用液压机液压控制常见QAQ3：液压机应用上，采用阀保压时，一般伺服泵出口和主缸上腔各有一个压力传感器，分别接至什么地方什么功能？A3.泵出口处压力传感器一般直接进伺服驱动器，检测系统压力，当外部。主缸上腔压力传感器进入PLC，由PLC检测判断压力到达发讯信号，当主缸压力达到设定值时，切断伺服压力和流量指令，停止电机。Q4：采用上述的控制方式时，切断指令信号是靠PLC判断的，由于响应延时，很容易造成主缸压力超调，如何减小超调？A4：可以将伺服泵的压力指令略大于，主缸所需要的压力值。由于伺服泵采用的是压力闭环模式，当压力到达设定值时电机转速会调节下降。可以有效减小超调。三、伺服泵应用相关专题专题二：通用液压机液压控制常见QAQ5：使用双联泵有何优势？如何验证双联泵控制时切换正常？A5.双联泵使用时，在低压区双泵合流供油，高压区将低压泵卸荷，只使用高压泵打压。1.可以提高系统流量2.可以降低电机功率让伺服泵加压使反馈压力Pb大于Pr213的设定值时，监控ON.1应该有输出，进而观察控制泄压的电磁阀是否有动作。三、伺服泵应用相关专题专题二：通用液压机液压控制常见QAHMI参数设置示例三、伺服泵应用相关专题专题二：通用液压机液压控制常见QA控制信号流程图液压机控制系统中，控制信号是如何走向的？三、伺服泵应用相关专题专题三：压铸机、注塑机等控制常见QA1.压铸机、注塑机等控制场合在保压阶段对压力精度要求较高，如何进行压力闭环特征调整？1）首先排除油路里的空气，上电让设备空载自动运行一段时间（确保空气排完为止），如果油路中残留空气，会严重影响压力稳定及压力闭环的特性。2）可通过手动增压方式，让系统建压，观察压力表或驱动器压力反馈Pb值变化。在进行压力环参数整定时，应将速度设定电压设至最大，同时将保护阀压力设至最大，在压力设定口施加1-8V的阶跃，观察Pb值的变化。三、伺服泵应用相关专题专题三：压铸机、注塑机等控制常见QA2.油压PID中，比例与积分各自作用与如何调节？Kp增大有利于减小静差，但Kp增加太大，将导致系统超调增加，稳定性变坏，甚至使系统产生振荡。积分调节规律的作用是，只要有偏差，就有调节作用，直到偏差为零，因此它能消除偏差。但积分作用过强，又会使调节作用过强，引起被调参数超调，甚至产生振荡。理想的阶跃响应波形如上图：相关参数：Pr300:压力环比例系数Pr301：压力环积分常数Pr308：压力环PPI切换阀值三、伺服泵应用相关专题专题三：压铸机、注塑机等控制常见QA比例增益越大，压力响应越快，但是太大会造成系统震荡，反之压力响应越慢积分时间越小，压力响应越快，但是容易引起超调，太强还会引起系统震荡；反之压力响应越慢，太弱还会导致压力不稳定三、伺服泵应用相关专题专题四：选型与计算一台具有额定排量q(cc/rev)，额定压力p(kgf)的油泵，需要的扭矩T(nm)怎么计算？

T=0.0159*p*q

例如：有一台油泵，其排量为63cc/rev，额定压力为140bar

需要的驱动扭矩为：

T=0.0159*63*140=140N.MESTUN伺服的过载能力在1.5-1.8倍，

则：所选扭矩为Tn=140/1.5=93N.m

进而可选出对应的驱动和电机为：EMB-1FDRA21其额定扭矩为88.8N.mESTUN伺服电机选型可参照下表。三、伺服泵应用相关专题专题四：选型与计算（续）伺服电机基本规格参数三、伺服泵应用相关专题电机泵组高压泵出油口吸油口高压泵低压泵出油口低压泵双联泵使用时，在低压区双泵合流供油，高压区将低压泵卸荷，只使用高压泵打压。1.可以提高系统流量2.可以降低电机功率专题五：双联泵切换使用安全阀回油口高低压切换阀块压力传感器高压泵出油口低压泵出油口换向阀高低压切换阀块压力油口如何正确应用双联泵？三、伺服泵应用相关专题参数号名称单位设定范围出厂值设定值设定值说明Pr505将数字输出信号分配到端口--0~0x0333210230Pr505.1=3表示将CN4的11号引脚DO2设定为双泵切换信号。Pr213卸荷压力值bar0-25060100设100表示双排量泵切换压力阀值=100barPr214反馈压力滞环值bar0-2501020说明：Pb<(Pr213-Pr214)DO2双泵切换信号不输出，Pb>=Pr213DO2双泵切换信号输出，进行卸荷。Pr506数字输出端口信号取反--0~011100010如需Pb<(Pr213-Pr214)DO2DO2双泵切换信号输出，Pb>=Pr213DO2双泵切换信号不输出。则需将Pr506.1由0改为1即设定0010专题五：双联泵切换使用（续）使用双联泵参数设置说明：三、伺服泵应用相关专题专题六：电流型压力传感器用法压力传感器为电流型（4-20mA）时，由于驱动器接受信号为0-20mA（或0-10V）。由于两者有4mA（2V）的偏置，需将对压力传感器转换为0-16mA（相当于0-8V），然后换算成0-20mA。同时设置相关参数（以压力传感器量程是400bar，输出4-20mA为例）参数号名称及说明单位设定范围出厂值设定值Pr202压力传感器反馈当量（根据压力传感器量程设置）[4-20ma传感器]0.1bar/v0~10000250500Pr211压力传感器反馈电压偏移量10mv-1000~10000200电流型压力传感器如何正确使用？三、伺服泵应用相关专题专题六：电流型压力传感器用法注意：需要将驱动器控制板AI3跳线帽，跳接为选择0-20mA三、伺服泵应用相关专题专题七：伺服干扰排除方法一、伺服干扰的原因？应该从哪几个方面着手解决？伺服交-直-交工作原理产生高次谐波，一方面使网络电源产生畸变，另一方面通过感应方式耦合到临近设备线路中。造成设备误动作。事先准备确认导致误动作的真正原因是伺服干扰具体对策接地屏蔽对策滤波接地：需接地的用电设备以一条接地线将须接地的漏电电流导入大地。1.）驱动器FG端子与电机PE端子可靠连接。2.）确保电柜整机的接地可靠。3.）确保外部接地可靠。

三、伺服泵应用相关专题专题七：伺服干扰排除方法屏蔽：1）屏蔽层需要接地，外来的干扰信号可被该层导入大地，避免干扰信号进入内层导体干扰同时降低传输信号的损耗。2）现场安装调试时，需要将信号线和动力线分不同线槽走线，严禁编码器线与动力线捆在一起走线，否则很容易出现编码器干扰问题；滤波：1.）靠近驱动器侧的UVW动力线加套磁环，一个磁环绕一圈，另一个磁环视情况绕1-3圈。2.）驱动器进线侧加套1个磁环1-2圈。3.）35kW以上驱动器建议进线侧加装滤波器。三、伺服泵应用相关专题专题八：Modbus通讯PLC与驱动器通过485接口采用MODBUSRTU进行通讯。通过修改压力和流量当量的方式，对驱动器进行压力、流量指令赋值，满足各个工况对压力、流量的需要。KILLER驱动器如何第三方PLC或控制器进行ModBusRTU通讯？分类名称ModBus地址（十进制）备注驱动器给定压力给定200范围0~250，默认0通讯成功后，可通过驱动参数Pr200进行查看流量给定201范围0~180，默认0通讯成功后，可通过驱动参数Pr201进行查看驱动器反馈压力反馈2057单位：bar转速反馈2054单位：rpm电机温度2064单位：℃当前报警代码2053报警代码过载倍数2062单位：%三、伺服泵应用相关专题专题八：Modbus通讯KILLER驱动器如何第三方PLC或控制器进行ModBusRTU通讯？参数号名称含义设定值Pr600ModBus通讯设置Pr600.0MODBUS通讯波特率[0]4800bps[1]9600bps[2]19200bpsPr600.1通讯协定选择[0]7，N，2（Modbus,ASCII）[1]7，E，1（Modbus,ASCII）[2]7，O，1（Modbus,ASCII）[3]8，N，2（Modbus,ASCII）[4]8，E，1（Modbus,ASCII）[5]8，O，1（Modbus,ASCII）[6]8，N，2（Modbus,RTU）[7]8，E，1（Modbus,RTU）[8]8，O，1（Modbus,RTU）61Pr601ModBus轴地址驱动器ModBus从站地址2（可自定义）Pr209压力给定电压偏移量单位：0.1V-1000Pr210流量给定电压偏移量单位：0.1V-1000四、常见故障及排除方法常见故障快速排除（1）故障现象处理方法A03超速报警1.检查UVW是否接反，若是则重新接线2.电机相位是否正确，重新对相检查(返厂维修)A04过载报警1.机械负载大幅度超过电机额定转矩，监视Tn显示值很大（真过载）2.检查伺服电机侧连接器的插入是否不良3.驱动器到电机UVW相序是否一一对应4.检查驱动器型号和电机型号参数Pr100是否匹配→恢复出厂值5.电机编码器电缆是否正确连接，多台电机时，是否与电机对应6.电机编码器相位是否正确，重新对相验证A08第一通道电流检测异常1.外部DC24V供电电源电压是否合理2.外部DC24V开关电源功率是否够A12过电流报警1.伺服驱动器与伺服电机间的配线有误或短路，堵转等2.自动运行或JOG报A12→检查是否电机相位不对3.实际电流小误报警→报警端口滤波时间Pr121加大4.负载太大、刚性设置太强，导致启停瞬间电流过大→延长加减速时间，减小最大扭矩限制值5.硬件Fo信号处理问题及软件采样超量程，返修四、常见故障及排除方法常见故障快速排除（2）故障现象处理方法A13过压报警1.输入侧是否电压瞬间升高，电网有较大波动2.是否高低压启