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該如何確定選擇西門子伺服電機控制方式?

發布時間:2020-08-25   點擊次數:878次
  西門子伺服電機控制方式有脈沖、模擬量和通訊控制這三種,在不同的應用場景下,該如何確定選擇伺服電機控制方式?
  1、伺服電機脈沖控制方式
  在一些小型單機設備,選用脈沖控制實現電機的定位,應該是zui常見的應用方式,這種控制方式簡單,易于理解?;镜目刂扑悸罚好}沖總量確定電機位移,脈沖頻率確定電機速度。選用了脈沖來實現伺服電機的控制,翻開伺服電機的使用手冊,一般會有如下這樣的表格:
  都是脈沖控制,但是實現方式并不一樣:
  di一種,驅動器接收兩路(A、B路)高速脈沖,通過兩路脈沖的相位差,確定電機的旋轉方向。如上圖中,如果B相比A相快90度,為正轉;那么B相比A相慢90度,則為反轉。運行時,這種控制的兩相脈沖為交替狀,因此我們也叫這樣的控制方式為差分控制。具有差分的特點,那也說明了這種控制方式,控制脈沖具有更高的抗干擾能力,在一些干擾較強的應用場景,優先選用這種方式。但是這種方式一個電機軸需要占用兩路高速脈沖端口,對高速脈沖口緊張的情況,比較尷尬。
  第二種,驅動器依然接收兩路高速脈沖,但是兩路高速脈沖并不同時存在,一路脈沖處于輸出狀態時,另一路必須處于無效狀態。選用這種控制方式時,一定要確保在同一時刻只有一路脈沖的輸出。兩路脈沖,一路輸出為正方向運行,另一路為負方向運行。和上面的情況一樣,這種方式也是一個電機軸需要占用兩路高速脈沖端口。
  第三種,只需要給驅動器一路脈沖信號,電機正反向運行由一路方向IO信號確定。這種控制方式控制更加簡單,高速脈沖口資源占用也少。在一般的小型系統中,可以優先選用這種方式。
  2、伺服電機模擬量控制方式
  在需要使用伺服電機實現速度控制的應用場景,我們可以選用模擬量來實現電機的速度控制,模擬量的值決定了電機的運行速度。模擬量有兩種方式可以選擇,電流或電壓。電壓方式,只需要在控制信號端加入一定大小的電壓即可。西門子伺服電機實現簡單,在有些場景使用一個電位器即可實現控制。但選用電壓作為控制信號,在環境復雜的場景,電壓容易被干擾,造成控制不穩定;電流方式,需要對應的電流輸出模塊。但電流信號抗干擾能力強,可以使用在復雜的場景。
  3、伺服電機通信控制方式
  采用通信方式實現伺服電機控制的常見方式有CAN、EtherCAT、Modbus、Profibus。使用通信的方式來對電機控制,是目前一些復雜、大系統應用場景shou選的控制方式。采用通信方式,系統的大小、電機軸的多少都易于裁剪,沒有復雜的控制接線。搭建的系統具有極高的靈活性。
  伺服電機的速度控制和轉矩控制都是用模擬量來控制的。位置控制是通過發脈沖來控制的。具體采用什么控制方式要根據客戶的要求,滿足何種運動功能來選擇。如果您對電機的速度、位置都沒有要求,只要輸出一個恒轉矩,當然是用轉矩模式。
  如果對位置和速度有一定的精度要求,而對實時轉矩不是很關心,用轉矩模式不太方便,用速度或位置模式比較好。如果上位控制器有比較好的閉環控制功能,用速度控制效果會好一點。如果本身要求不是很高,或者,基本沒有實時性的要求,用位置控制方式對上位控制器沒有很高的要求。
  就伺服驅動器的響應速度來看,轉矩模式運算量小,驅動器對控制信號的響應zui快;位置模式運算量大,驅動器對控制信號的響應慢。
  對運動中的動態性能有比較高的要求時,需要實時對電機進行調整。那么如果控制器本身的運算速度很慢(比如PLC,或低端運動控制器),就用位置方式控制。如果控制器運算速度比較快,可以用速度方式,把位置環從驅動器移到控制器上,減少驅動器的工作量,提高效率(比如大部分中運動控制器);如果有更好的上位控制器,還可以用轉矩方式控制,西門子伺服電機把速度環也從驅動器上移開,這一般只是控制器才能這么干,而且,這時完全不需要使用伺服電機。
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