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佛山市法拉特傳動科技有限公司
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中空旋轉(zhuǎn)平臺伺服旋轉(zhuǎn)臺

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更新時間:2021-08-10 10:26:55瀏覽次數(shù):1453次

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現(xiàn)代工業(yè)對于控制系統(tǒng)的響應(yīng)時間、響應(yīng)速度、穩(wěn)定性等性能指標(biāo)的要求越來越高.根據(jù)實際項目設(shè)計需要,選擇了西門子 PLC、松下伺服電機及伺服控制器等集成 4 軸伺服控制系統(tǒng),將 PLC 技術(shù)、伺服控制的優(yōu)勢有機結(jié)合起來,使運動性能達(dá)到更好的水平.在由傳動制造逐漸轉(zhuǎn)向智能制造的今天,多軸伺服的應(yīng)用將越來越重要,因此該系統(tǒng)有良好的應(yīng)用價值.

        2 、伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

        2.1 控制方案的硬件選擇

        控制系統(tǒng)的應(yīng)用對象為四自由度的龍門式堆焊機,采用模塊化 PLC+ 伺服控制器進行運動控制.該方案在系統(tǒng)的響應(yīng)時間和控制精度、實時性、同步性能等方面不如專用控制器,但性價比高,適合定位間隔頻率和同步性要求一般的場合.根據(jù)項目實際的系統(tǒng)要求,定位間隔時間為幾十毫秒,同步要求不高,采用該方案滿足系統(tǒng)的需要,性價比較高.

        2.2 西門子 S7-1200 多軸伺服系統(tǒng)的組成

        系統(tǒng)硬件部分選型:CPU1214C DC/DC/DC;西門子KIP1000 Basic 觸摸屏;松下 MHMJ022G1V 交流伺服電機,額定輸出功率 200W,額定轉(zhuǎn)速 3000r/m,額定電壓單相 / 三相 200V,配 20bit 增量式編碼器;伺服驅(qū)動器選用松下 MB-DK2510E 全數(shù)字交流伺服驅(qū)動器.一臺 1214C DC/DC/DC CPU 集成了 4 路脈沖輸出接口,能夠控制四個伺服控制器以達(dá)到控制四臺伺服電機的目的,實現(xiàn) 4 個軸的精確定位,并實現(xiàn)多個電機的同時工作和同時停止.采用西門子 SIMATIC KIP1000 Basic 觸摸屏作為上位機,實現(xiàn)對伺服系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)控.S7-1200 在運動控制中使用了軸的概念,通過對軸的組態(tài),包括硬件接口、位置定義、動態(tài)特性、機械特性等,與相關(guān)的指令塊(符合 PLCopen 規(guī)范)組合使用,通過對軸的組態(tài)可實現(xiàn)位置、相對位置、點動、轉(zhuǎn)速控制及自動尋找參考點的功能.CPU 輸出脈沖、向信號至 Servo Drive,伺服驅(qū)動器再將該信號處理后輸出到伺服電機,控制電機加減速、移動到位置;編碼器信號輸入到伺服驅(qū)動器形成半閉環(huán)控制,用于計算速度與當(dāng)前位置;用 PLC 內(nèi)部的高速計數(shù)器測量CPU 上的脈沖輸出,計算速度與位置.

        2.3 軟件平臺

        需要用到的相關(guān)軟件平臺:TIA Portal V13、PANATERMV5.0 Manual.TIA Portal 是西門子公司開發(fā)的高集成度工業(yè)組態(tài)軟件,提供了直觀易用的編輯器,可支持西門子系列PLC 編程.此外還為硬件配置,網(wǎng)絡(luò)配置、診斷等提供了通用的工程組態(tài)框架.PANATERM V5.0 Manual 是松下 A5 伺服驅(qū)動器專用的伺服參數(shù)配置軟件,能夠?qū)崿F(xiàn)伺服參數(shù)的快速設(shè)置,有效縮短了伺服系統(tǒng)的開發(fā)周期.

        3 、系統(tǒng)的地址分配及接線圖

        系統(tǒng)為四軸伺服驅(qū)動設(shè)計,下面以一個軸為例介紹PLC 控制器,伺服驅(qū)動器以及伺服電機的地址分配與連線.1214C DC/DC/DC 模塊為晶體管輸出,CPU 模塊本體集成了一個 PROFITNET 以太網(wǎng)接口,用于編程、HMI 和 PLC之間通信.該 CPU 固件版本為 V4.0,集成輸出點 Q0.0~Q1.1均可作為 PTO 脈沖串輸出和方向信號的輸出點,可在博圖組態(tài)軟件中自由組態(tài)確定脈沖串輸出點和方向信號輸出點.組態(tài)定義 Q0.0 為高速脈沖輸出連接至伺服驅(qū)動器 X4-3 引腳,在 PTO 輸出模式下,Q0.0 能提供高達(dá) 100k HZ 的脈沖.Q0.1 連接至伺服驅(qū)動器 X4-5 引腳,控制脈沖方向.組態(tài)定義 Q0.2 為伺服 ON 輸入連接到 X4-SRV-ON引腳,使能伺服驅(qū)動器.PLC 的 Q0.3 連接至伺服驅(qū)動器 X4-A-CLR,作為報警清除輸入.伺服驅(qū)動器的引腳 S-RDY+ 接至 I0.0,給 PLC 提供伺服準(zhǔn)備就緒信號.

        伺服驅(qū)動器的 INP+ 接口給 CPU 提供定位結(jié)束信號,I0.1 輸入點接收到信號后,CPU 停止脈沖輸出,定位作業(yè)結(jié)束.其他信號的地址分配,如輸入?yún)⒖键c開關(guān)、位置監(jiān)視開關(guān)(硬和軟件限位開關(guān))等根據(jù) PLC I/O 點和伺服驅(qū)動器 X4接口定義進行配置,在此不一一列出.


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