资源描述
步进电机、伺服电机 单轴步进电机单轴步进电机PLC控制系统的设计与控制系统的设计与实现实现1.步进电机步进电机2.步进驱动器步进驱动器3.步进电机的步进电机的PLC控制控制2024/7/9步进电机的工作原理步进电机的工作原理 步进电动机步进电动机-将电脉冲信号变换成相应的角位移将电脉冲信号变换成相应的角位移或直线位移的机电执行元件或直线位移的机电执行元件输入一个电脉冲，转过一个固定角度输入一个电脉冲，转过一个固定角度步距角步距角位移量与输入脉冲数严格成正比，位移量与输入脉冲数严格成正比，其转速与脉冲频率和步距角有关。其转速与脉冲频率和步距角有关。控制输入脉冲数量、频率控制输入脉冲数量、频率及电动及电动机各相绕组的接通次序，可以得到机各相绕组的接通次序，可以得到各种需要的运行特性。各种需要的运行特性。2024/7/9步进电机接线图步进电机接线图 2024/7/9步进电机驱动器步进电机驱动器 Q2HB34MA为等角度恒力矩细分型驱动器，驱动为等角度恒力矩细分型驱动器，驱动电压为电压为DC1240V，适配，适配6或或8出线、电流在出线、电流在3A以以下、外径下、外径4286mm的各种型号二相混合式步进电的各种型号二相混合式步进电机。机。该驱动器设有该驱动器设有4档等角度恒力矩细分，最高档等角度恒力矩细分，最高64细分，细分，最高反应频率可达最高反应频率可达200Kpps，驱动电流从，驱动电流从0.5A/相相到到3A/相连续可调，当步进脉冲超过相连续可调，当步进脉冲超过100ms时，线时，线圈电流自动减半。圈电流自动减半。2024/7/92024/7/9输入信号波形时序图输入信号波形时序图 2024/7/9控制器的细分设定控制器的细分设定 2024/7/9工作电流设定工作电流设定2024/7/9单轴伺服机构单轴伺服机构PLC控制系统的设计与实现控制系统的设计与实现1.伺服电机伺服电机2.伺服放大器伺服放大器3.伺服电机的伺服电机的PLC控制控制2024/7/9伺服机构的组成伺服机构的组成伺服机构：伺服电机、伺服放大器、检测伺服机构：伺服电机、伺服放大器、检测器（编码器）器（编码器）2024/7/9伺服电机的控制伺服电机的控制2024/7/9一、伺服电机一、伺服电机伺服电动机在控制系统中用作伺服电动机在控制系统中用作执行元件执行元件，将电信，将电信号转换为轴上的转角或转速，以带动控制对象。号转换为轴上的转角或转速，以带动控制对象。例如：天线控制系统例如：天线控制系统有交流和直流两种。目前大部分用交流。有交流和直流两种。目前大部分用交流。伺服电动机的伺服电动机的最大特点是可控最大特点是可控。有控制信号输入。有控制信号输入时，就转动；没有控制信号输入，就停止；改变时，就转动；没有控制信号输入，就停止；改变控制电压的大小和相位（或极性），就可改变伺控制电压的大小和相位（或极性），就可改变伺服电动机的转速和转向。服电动机的转速和转向。2024/7/9常用交流伺服电动机的结构常用交流伺服电动机的结构在定子铁心的内圆表面嵌在定子铁心的内圆表面嵌有两套相差有两套相差90度电角度的度电角度的绕组：激绕组绕组：激绕组WF、控制、控制绕组绕组WC；这两套绕组分别由两个电这两套绕组分别由两个电源（频率相同）供电。源（频率相同）供电。控制控制绕组绕组励磁励磁绕组绕组2024/7/9为了在电机内形成一个圆形旋转磁场，要求激磁为了在电机内形成一个圆形旋转磁场，要求激磁电压电压Uc和控制电压和控制电压Uf之间应有之间应有90度的相位差，常度的相位差，常用的方法有：用的方法有：1）利用三相电源的相电压和线电压构成）利用三相电源的相电压和线电压构成90度的移度的移相；相；2）利用三相电源的任意线电压；）利用三相电源的任意线电压；3）采用移相网络）采用移相网络4）在激磁相中串联电容器）在激磁相中串联电容器2024/7/9交流伺服电机的特点交流伺服电机的特点 1 控制精度高控制精度高2 矩频特性好矩频特性好3 具有过载能力具有过载能力4 加速性能好加速性能好2024/7/92024/7/9伺服电机编码器伺服电机编码器伺服电机采用停电后无需进行原点回归的绝对编码器。伺服电机采用停电后无需进行原点回归的绝对编码器。该绝对编码器中有检测电机旋转该绝对编码器中有检测电机旋转1圈内所处位置的绝对位圈内所处位置的绝对位置检测部分和计算旋转了几圈的多圈检测部分。置检测部分和计算旋转了几圈的多圈检测部分。2024/7/9编码器的功能和信号种类编码器的功能和信号种类安装于伺服电机的编码器的功能分类大致分为安装于伺服电机的编码器的功能分类大致分为三类：三类：1.电机位置检测；电机位置检测；2.电机速度检测；电机速度检测；3.电机磁极位置检测（电机磁极位置检测（IM型电机和型电机和DC伺服电机伺服电机不需要）。不需要）。其中其中1，2使用电机旋转时增量输出的使用电机旋转时增量输出的2相脉冲。相脉冲。2024/7/9MR-J3系列伺服电机具有分辨率为系列伺服电机具有分辨率为262144 pulses/rev的绝对位置编码器，能够实现更精确的控的绝对位置编码器，能够实现更精确的控制。制。2024/7/9交流伺服放大器的内部结构交流伺服放大器的内部结构2024/7/9放大器的功能放大器的功能根据指令值（目标值）和当前值高速高精度地计根据指令值（目标值）和当前值高速高精度地计算控制量（位置、速度和电流），实现快速响应算控制量（位置、速度和电流），实现快速响应和高精度的伺服控制；和高精度的伺服控制；实行对控制内容监视和单元保护。实行对控制内容监视和单元保护。在在AC伺服系统中，对装在伺服电机上的编码器所伺服系统中，对装在伺服电机上的编码器所发出的脉冲信号或伺服电机的电流进行检测，将发出的脉冲信号或伺服电机的电流进行检测，将结果反馈至放大器，并根据这个结果按照指令来结果反馈至放大器，并根据这个结果按照指令来控制机械，控制机械，2024/7/9该反馈有以下几种：该反馈有以下几种：位置环：位置环：根据编码器脉冲生成的位置反馈根据编码器脉冲生成的位置反馈信号，进行位置控制的环。信号，进行位置控制的环。速度环：速度环：根据编码器脉冲生成的速度反馈根据编码器脉冲生成的速度反馈信号，进行速度控制的环。信号，进行速度控制的环。电流环电流环:检测伺服放大器的电流检测伺服放大器的电流,根据生成根据生成的电流反馈信号的电流反馈信号,进行转矩控制的环。进行转矩控制的环。2024/7/92024/7/9电气式定位也因为检测的方式和控制方式，电气式定位也因为检测的方式和控制方式，大致分为大致分为速度控制方式速度控制方式和和位置控制方式：位置控制方式：电机上无定位所需的信号输出装置、机械电机上无定位所需的信号输出装置、机械上有信号反馈用的限位上有信号反馈用的限位SW等装置等装置速度速度控制方式控制方式。机械上无位置检测装置，用伺服电机的检机械上无位置检测装置，用伺服电机的检测器可进行更高精度的位置控制测器可进行更高精度的位置控制位置控位置控制方式制方式。2024/7/9速度控制方式速度控制方式限位开关方式限位开关方式在物体通过处设置限位开关，移动物体使开关工在物体通过处设置限位开关，移动物体使开关工作，利用其信号使移动物体移动的方式。作，利用其信号使移动物体移动的方式。一般采用两个开关。用第一个开关降速，第二个一般采用两个开关。用第一个开关降速，第二个开关使电机开关使电机OFF，开动制动器使物体停止移动。，开动制动器使物体停止移动。脉冲计数方式脉冲计数方式在驱动物体的电机旋转轴上设置检测位置的脉冲在驱动物体的电机旋转轴上设置检测位置的脉冲发生器（脉冲编码器），用高速计数器计算发出发生器（脉冲编码器），用高速计数器计算发出脉冲数。由于脉冲是和移动距离成正比，当脉冲脉冲数。由于脉冲是和移动距离成正比，当脉冲计数达到预定值时发出信号，使移动体停止移动。计数达到预定值时发出信号，使移动体停止移动。2024/7/9位置控制方式位置控制方式脉冲指令方式：脉冲指令方式：驱动电机，使用与输入脉冲数成正比旋转驱动电机，使用与输入脉冲数成正比旋转的的AC 伺服电机。通过向伺服电机。通过向AC 伺服电机的伺服放伺服电机的伺服放大器输入和移动距离相应数量的脉冲，可实大器输入和移动距离相应数量的脉冲，可实施与脉冲数成比例的高速定位。施与脉冲数成比例的高速定位。2024/7/9伺服电机的控制伺服电机的控制2024/7/9位置伺服系统的组成位置伺服系统的组成2024/7/9交流伺服放大器（交流伺服放大器（MR-J3-40A）2024/7/9放放大大器器各各部部分分名名称称 2024/7/92024/7/9放放大大器器各各初初始始画画面面2024/7/9与外与外部设部设备的备的连接连接 2024/7/9伺伺服服放放大大器器CN1管管脚脚图图及及信信号号分分配配2024/7/9位置控制模式位置控制模式 2024/7/9位置控制模式位置控制模式 输入脉冲有三种输入形式可以选择：输入脉冲有三种输入形式可以选择：正转脉冲串正转脉冲串/反转脉冲串；反转脉冲串；脉冲串脉冲串 +符号；符号；A相脉冲串相脉冲串/B相脉冲串；相脉冲串；并可以选择并可以选择正逻辑正逻辑和和负逻辑负逻辑。2024/7/92024/7/9可以通过可以通过PA13设定。设定。2024/7/9伺服放大器的设定伺服放大器的设定PA01设为设为0（位置控制模式）；（位置控制模式）；PA13设为设为1（正逻辑：正脉冲（正逻辑：正脉冲+信号）；信号）；PA06（电子齿轮参数）（电子齿轮参数）位置控制模式时，只要设置主要的几个基本设定参数（位置控制模式时，只要设置主要的几个基本设定参数（PA参数组）就可以使用伺服放大器。参数组）就可以使用伺服放大器。PA参数组：基本参数参数组：基本参数 PB参数组：增益滤波器参数，参数组：增益滤波器参数，PC参数组：扩展设定参数参数组：扩展设定参数 PD参数组：输入参数组：输入/输出设定参数。输出设定参数。当使用当使用PA参数组以外的其它参数时，必须改变参数参数组以外的其它参数时，必须改变参数PA19的的设置。设置。2024/7/9参数含义参数含义2024/7/9注意：参数前标有注意：参数前标有*的，设置该参数后，需将电的，设置该参数后，需将电源断开，再重新接通电源，参数才会生效。源断开，再重新接通电源，参数才会生效。三相电机三相电机2024/7/91）FR-E740变频器总体介绍变频器总体介绍 FR-E740变频器特点与应用变频器特点与应用A)三菱变频器总类和特点介绍三菱变频器总类和特点介绍 三菱变频器总类：三菱变频器总类：FR-D700系列系列：紧凑型多功能变频器 FR-E700系列系列：经济型高性能变频器 FR-A740 系列系列：高性能矢量变频器 FR-F740系列系列：多功能型、一般负载适用 E500、A540系列系列：为停产老产品 FR-E700系列系列 主要特点：主要特点：功率范围：0.115KW；先进磁通矢量控制；扩充PID功能；柔性PWM；内置Modbus-RTU协议；停止精度提高；加选件卡可以支持：CC-Link通讯；LONWORKS通讯 Deveice Net通讯 Profibus-DP通讯 2024/7/9C)变频器外接控制端变频器外接控制端子介绍子介绍2024/7/92024/7/92024/7/92024/7/92024/7/9D)变频器主电路接线图变频器主电路接线图图1-3 变频器主电路接线图2024/7/9E）变频器的主要参数介绍）变频器的主要参数介绍1)Pr.79 运行模式选择参数运行模式选择参数a）PU模式：面板操作模式，变频器参数和启、停由面板操作。PU模式，由参数P79=1决定。b)EXT(外部操作)模式：由变频器外部端子上的输入信号，控制变频器的启停和调频。P79=2。c）组合模式1：Pr79=3,外部信号启停变频器，PU面板调节频率。d）组合模式2：Pr79=4,面板启停变频器，外部信号调节频率。2024/7/9E）变频器主要参数介绍）变频器主要参数介绍2）变频器参数清0。ALL C=1 3）加速时间：Pr.7 减速时间：Pr.84)加减速基准频率：Pr20加速时间：电机由0HZ加速到加减速基准频率（由Pr20决定）所用的时间。图1-4变频器加减速时间示意图docin/sanshengshiyuandoc88/sanshenglu 更多精品资源请访问更多精品资源请访问
展开阅读全文