《运动控制技术》-实训1：交流伺服电机的位置控制实训（数据块）

实验一：交流伺服电机的位置控制实训一、训练目标1．了解什么是交流伺服；2．学会交流伺服电机的使用方法；3．了解并熟悉交流伺服的应用。二、训练器材1．交流伺服电机一台；2．交流伺服驱动器一个；3．ASD-B2伺服驱动器；4．导线若干。三、交流伺服的概述与实训内容1．概述：在YL-158GA1设备中，采用了台达ECMA-C20604PS永磁同步交流伺服电机，及ASD-B-20421-B全数字交流永磁同步伺服驱动装置作为位置控制的实训项目。ECMA-C20604PS的含义：ECM表示电机类型为电子换相式，A交流伺服，C表示电压及转速规格为220V/3000rpm，2表示编码器为增量式编码器，17-bit,分辨率2500ppr，输出信号线数为5根线，06表示电机框架尺寸60mm，04表示电机的额定功率为400W。ASD-B20421的含义：ASD-B2表示台达B2系列驱动器，04表示额定输出功率为400W，21表示电源电压规格及相数为单相220V.驱动器的外观和面板如图1所示。图1伺服驱动器的面板图2．控制模式：驱动器提供位置、速度、扭矩三种基本操作模式，可以用单一控制模式，即固定在一种模式控制，也可选择用混合模式来进行控制，每一种模式分两种情况，所以总共有11种控制模式，表1列出了所有的操作模式与说明。位置（position）；速度（speed）；扭矩（torque）；寄存器（register）。表1伺服驱动器控制模式3．参数设置方式操作说明：ASD-B2伺服驱动器的参数共有187个，P0-xx，P1-xx，P2-xx，P3-xx，P4-xx，可以在驱动器上的面板上进行设置，面板各部分名称如图41-2所示，各个按钮的说明如表41-2所示。图2面板各部分名称表2伺服驱动器面板按钮的说明4．面板操作说明：(1)驱动器电源接通时，显示器会先持续显示监控显示符号约一秒钟。然后才进入监控显示模式。(2)在监控模式下若按下UP或DOWN键可切换监控参数。此时监控显示符号会持续显示约一秒钟。(3)在监控模式下若按下MODE键可进入参数模式。按下SHIFT键时可切换群组码。UP／DOWN键可变更后二字符参数码。(4)在参数模式下按下SET键，系统立即进入设定模式。显示器同时会显示此参数对应的设定值。此时可利用UP／DOWN键修改参数值或按下MODE键脱离设定模式并回到参数模式。(5)在设定模式下可按下SHIFT键使闪烁字符左移，再利用UP／DOWN快速修正较高的设定字符值。(6)设定值修正完毕后按下SET键，即可进行参数储存或执行命令。(7)完成参数设定后显示器会显示结束代码「-END-」，并自动回复到监控模式。5．寸动模式操作：进入参数模式P4-05后，可依下列设定方式进行寸动操作模式。(1)按下SET键，显示寸动速度值。初值为20r/min。(2)按下UP或DOWN键来修正希望的寸动速度值。范例中调整为100r/min。(3)按下SET键，显示JOG并进入寸动模式。(4)进入寸动模示后按下UP或DOWN键使伺服电机朝正方向旋转或逆方向旋转﹐放开按键则伺服电机立即停止运转。寸动操作必须在SERVOON时才有效。6．部分参数说明：在YL-158GA1上，伺服驱动装置工作于位置控制模式，1212CDC/DC/DC的Q0.0输出脉冲作为伺服驱动器的位置指令，脉冲的数量决定伺服电机的旋转位移，脉冲的频率决定了伺服电机的旋转速度。1212CDC/DC/DC的Q0.1输出信号作为伺服驱动器的方向指令。对于控制要求较为简单，伺服驱动器可采用自动增益调整模式。根据上述要求，伺服驱动器参数设置如下表41-3表3伺服参数设置表格序号参数设置数值功能和含义参数编号参数名称1P0-02LED初始状态00显示电机反馈脉冲数2P1-00外部脉冲列指令输入形式设定22：脉冲列“+”符号3P1-01控制模式及控制命令输入源设定00位置控制模式（相关代码Pt）4P1-44电子齿轮比分子（N）16指令脉冲输入比值设定指令脉冲输入比值范围：1／50＜N／M＜200初始值P1-44分子设置为“16”P1-45分母设置为“10”时，脉冲数为100000旋转一周.（伺服驱动器分辨率为160000）5P1-45电子齿轮比分母（M）106P2-00位置控制比例增益35位置控制增益值加大时，可提升位置应答性及缩小位置控制误差量。但若设定太大时易产生振动及噪音。7P2-02位置控制前馈增益5000位置控制命令平滑变动时，增益值加大可改善位置跟随误差量。若位置控制命令不平滑变动时，降低增益值可降低机构的运转振动现象。8P2-08特殊参数输入010：参数复位注：其它参数的说明及设置请参看台达ASD-B-20421-B系列伺服电机、驱动器使用说明书。7.伺服驱动接线：YL-158GA设备伺服模块，根据需要引出了一些端口，完成基本控制功能时，可以按图3所示（参考）接线。图3伺服电机安装示意图图4伺服驱动接线图4PLC接线图注意：(1)当电源切断时，因为驱动器内部大电容含有大量的电荷，请不要接触R、S、T及U、V、W这6条大电力线。请等待充电灯熄灭时，方可接触。(2)设定伺服驱动器参数P2-08为10时，可以将参数恢复初始值，但是要先断开信号线SON。(3)参数在初始值时，伺服电动机接收100000个脉冲信号转动一圈，可通过修改参数P1-44、P1-45设置伺服电动机转动一圈所需的脉冲数。8.伺服电机位置控制：（1）PLC组态创建项目，添加如图PLC为晶体管输出设备组态，属性，脉冲发生器，PTO/PWM1，常规，启用脉冲发生器修改名称“私服电机”参数分配选择PTO脉冲和方向硬件输出， Q0,0为脉冲输出Q0.1为方向输出（2）轴工艺组态在项目树，工艺对象，插入新对象，选择运动控制选择TO_PositioningAxis(定位轴）对轴组态常规驱动器，选择脉冲发生器，私服电机机械，私服驱动其电子齿轮比采用800/10，即私服驱动器接收2000脉冲私服电机转动一圈，丝杆螺距为4mm（转动一圈移动的距离）。所以设置如下图所示。位置限制，可以启用硬件限位开关(限位开关不安装可不选）常规，速度限制的单位这里选择mm/s，设置最大转速，以及加速度时间0.1s。急停里时间也设为0.1s。主动，设置原点开关，修改逼近速度