Canopen Servo Drive

Yüksek - PerformansCanopen Servo Drive

Endüstriyel süreçlerin hızlı bir şekilde geliştirilmesiyle, daha esnek otomasyon sistemlerine olan talep de artmaktadır. Bu gereksinimleri karşılamak için, giderek daha geleneksel çözümler, akıllı cihazlara ve fieldbuslara dayanan dağıtılmış hareket kontrol sistemleri ile değiştirilmektedir. Tonghang Servo Drives, bu talebi karşılayan ürünlerden biridir.

Dağıtılmış hareket kontrol sistemleri için uygun akıllı servo sürücüler, veri yolu iletişimi sağlamalı ve yüksek - seviye eksen kontrol görevleri gerçekleştirebilmelidir. Otobüs tasarımı ve hareket kontrol görevlerinin tahsisi, yüksek - performans hareket kontrol sistemi oluşturmanın anahtarıdır. Enterpolasyon hareket kontrol programları, multi - eksen yörüngelerini hesaplamak ve daha sonra Fieldbus aracılığıyla her servo sürücüsüne eksen konum ayar noktalarını iletmek için ana bilgisayar hareket kontrol sistemini kullanır. Bağımsız eksen uygulamaları ise servo sürücüsü içindeki eksen hareket yörüngelerini hesaplayın, ana bilgisayar PLC sadece hareket dizisi sağlar. Otobüs iletişimi Canopen protokolüne dayanmaktadır. Aşağıda Tonghang Servo Drive aralığında eksiksiz bir hareket kontrol sistemi için bir tasarımdır.

Dijital sinyal işleme (DSP) teknolojisinin geliştirilmesiyle, Servo sürücülerinde birçok karmaşık kontrol görevi tamamlanabilir ve servo sürücüler giderek daha akıllı hale gelir. Aynı zamanda, endüstriyel kontrol alanındaki giderek olgunlaşan Fieldbus iletişim teknolojisi, dağıtılmış kontrol sistemlerine dayalı esnek ve modüler kontrol tasarımlarının uygulanmasını da mümkün kılmıştır.

Ana bilgisayar denetleyicisi (PLC veya hareket denetleyicisi) ve servo sürücüleri arasındaki iletişim Canopen standardına dayanır. Bu çözüm, yüksek - performans modüler formatında karmaşık multi - eksen kontrol uygulamalarının oluşturulmasını kolaylaştırır. Otobüs iletişimi donanım modifikasyonu ihtiyacını ortadan kaldırır; Mevcut kontrol sistemleri, parametreleri yeniden yapılandırarak yeni ürün uygulamaları için uyarlanabilir. İşlemler, kontrol sisteminde büyük değişiklikler gerektirmeden kontrol bileşenleri (servo sürücüler, G/Ç modülleri, vb.) Eklenerek veya kaldırılarak değiştirilebilir. Bu çözümün esnekliği, endüstriyel otomasyonda rekabetçi bir pozisyonun korunması için önemli bir avantajdır: kolay cihaz modifikasyonu ve yükseltmeleri, ürün ve teknoloji yaşam döngülerini kısaltmaya izin verir. Dijital akım, hız ve konum servo döngülerinin servo sürücülerine entegrasyonu, servo performansını önemli ölçüde artırır. Enterpolasyon ister bağımsız eksen yörüngelerinin, veri yolu iletişim parametreleri ve kontrol görev tahsisi, nihai hareket kontrol uygulaması tarafından bilinmelidir.

Hareket kontrol mimarisi

Dağıtılmış bir kontrol mimarisinde, uygulama ve kontrol işlemleri hala ana bilgisayar PLC veya hareket denetleyicisinde tanımlanmıştır. Bununla birlikte, Servo Drive, yazılım ve donanım sınırı izleme, motor frenleme modu kontrolü ve düşük - hız işlem güvenliği gibi hareket kontrolü için makine devreye alma sırasında daha fazla sorumluluk üstlenir. Yörünge jeneratörleri ayrıca son uygulamada servo sürücüsüne entegre edilebilir. Bu, enterpolasyonlu eksen uygulamalarını bağımsız olanlardan ayırır.

Birçok robot ve takım tezgahı enterpolasyonlu hareket kontrolü gerektirir (eksenlerin bir alt kümesi sürekli olarak ayarlanabilmelidir). Bu çözeltide, eksen yörüngeleri, eksenler arasındaki koordinasyonu korumak için aynı yüksek - frekans işlemcisi tarafından hesaplanmalıdır.

Multi - eksen enterpolasyonu için uygun dağıtılmış hareket kontrol mimarileri, konum, hız ve güç dönüşümü olan mevcut döngüler dahil olmak üzere tam servo kontrol görevlerini yerine getirebilen servo sürücülerin zekasına dayanmaktadır. Ana bilgisayar hareket kontrolörü, çoklu - eksen yörünge hesaplamaları gerçekleştirir ve bir dizi veri yolu iletişimi yoluyla her bir servo sürücüsüne dijital konum ayar noktası sinyallerini iletir. Kübik enterpolasyon, servo sürücüdeki iki bitişik ayar noktasından türetilen servo döngü örnekleme periyodu içinde bir profil üretmek için kullanılır. Bu teknik, düzgün hareket kontrolünü korurken ana bilgisayar denetleyicisi tarafından kullanılan kaynakları (ayar noktası oluşturma frekansı) önemli ölçüde azaltır. Bu, belirli bir veri yolu performansı içindeki çok sayıda eksenin kontrolünü sağlar.

Otomasyon alanındaki hareket kontrol sistemlerinin çoğu eksenler arasında enterpolasyona izin vermez (eksen yörüngesinden bağımsız). Bu yaklaşım, merkezi yörünge hesaplamalarına olan ihtiyacı ortadan kaldırarak her bir servo sürücüsüne dağıtılmalarını sağlar.

Ana bilgisayar PLC denetleyicisi, uygulama sırası kontrolü sağlamak için uygundur -. Bu çözüm, yüksek - performans hareket kontrolü sağlayan ve PLC ortamına tamamen entegre edilen akıllı servo sürücülere dayanmaktadır. Bu nedenle, IEC1131-3 standart programlama dilinde yüksek - seviye hareket kontrol parametreleri mevcuttur.

Canopen İletişim

Fieldbuses, önemli bir bileşendir ve senkronizasyon, güncelleme oranı ve iletişim parametreleri gibi temel özellikler genel sistem performansını belirler. CAN, yüksek hızı, istikrarı ve düşük maliyeti nedeniyle seçildi. İletim oranları 40 m içinde 1 m/s'ye ulaşabilir ve artan mesafe ile azalır. CAN BUS ailesi, otomasyon ve endüstriyel otomasyonda yaygın olarak kullanılır ve donanım kurulum maliyetlerini azaltır. CAN, ortak bir otobüs üzerinden yayınlanan öncelikli mesaja dayanmaktadır. Senkron ve eşzamansız aktarım modelleri arasında ayrım yapabilir: eşzamansız mesajlar Servo sürücü parametresi ayarlarına odaklanırken, senkron mesajlar hareket kontrolü ve eksen izleme ayarlarına odaklanır.

Özellikle Servo Drive uygulamaları için Canopen DS40 uygulanmıştır. "Genel Bakış Pozisyonu" modeli, bağımsız eksen izleme uygulamaları için uygundur -. Bu çözeltide, hedef konum ana bilgisayar PLC tarafından veriyol yoluyla iletilir. Denetleyici konum verilerini servo sürücüsüne gönderir, bu da yörünge ayarlarını hesaplar ve konumlandırmayı tamamlar.

Eksen uygulamalarının enterpolasyonu için "enterpolasyonlu konum" modeli kullanılır. Bu çözeltide, - eksen koordinasyonunu korumak için, multi - eksen yörünge jeneratörü tarafından hesaplanan konum ayar noktaları, hareket kontrolörü ve servo sürücüsü arasında yüksek frekansta aktarılmalıdır. Bu, önceki uygulamalara kıyasla otobüs kaynağı kullanımının artmasına neden olur. Ayrıca, herhangi bir senkronizasyon yanlış hizalaması kontrol yolu doğruluğunu önemli ölçüde azaltır. Senkronizasyon yanlış hizalaması, ana hareket denetleyicisi ile servo sürücü arasındaki örnekleme sürelerindeki farklılıklardan kaynaklanır. Bus iletim gecikmelerinin neden olduğu titreşim, senkronizasyonun yanlış hizalanmasına da neden olabilir. Servo sürücüsünde iki kez bir konum ayar noktası alınırsa, özellikle yüksek dinamik performans gerektiğinde, sıfır - hız referans sinyali bir örnekleme süresini aşar ve Servo motorunu güçlü bir şekilde uyarır. Bara titreşimi, sabit hız çalışması sırasında servo motorunu da etkileyebilir. Bu sorunu ele almak için Servo Drive'da zorla senkronizasyon komutu yürütülmelidir. Servo döngüsü hatasını doğru bir şekilde hesaplamak için motor konumuna ve hız ölçümlerine dikkat edilmelidir. Servo sürücüsü içinde zorla servo iyileştirmeleri uygulanır.

Servo Sürücü Tasarımı

Servo sürücü kontrol bölümü, motor akımı algılama, motor pozisyon alımı ve güç aşaması için uygun bir PWM darbe jeneratörü içeren tek bir - yonga motor işlemciden (ADMC401) oluşur. Bu tasarım, minimum sayıda bileşenle entegre bir servo sürücüsünde en iyi performansla sonuçlanır.

Cascade kontrol sistemi en yüksek - performans servo sürücüleri için uygundur. İç akım kontrol döngüsü motor torkunu kontrol eder. Dış hız ve konum kontrol döngülerinin dinamik performansı doğrudan iç akım döngüsünün performansına bağlıdır. Mümkün olan en kısa motor akımı tepki süresini elde etmek ve servo motorun maksimum hız aralığını karşılamak için, harici güç dönüştürücüsünün voltaj aralığı en üst düzeye çıkarılmalıdır. Mevcut denetleyici, Rotor Referans çerçevesindeki Uzay Vektör Modelleme (SVM) teknolojisine dayanmaktadır. SVM sınıf işlevi, SVM sınıfının servo motor için geleneksel simetrik üçgen model . 15%) 'dan daha yüksek hız aralığı (1000 ms'nin üzerinde) elde etmesini sağlayan üçüncü bir - parti modemi içerir.

Cascade kontrol sistemi en iyi yüksek - performans servo sürücüleri için uygundur. İç akım kontrol döngüsü motor torkunu kontrol eder. Dış hız ve konum kontrol döngülerinin dinamik performansı doğrudan iç akım döngüsünün performansına bağlıdır. Mümkün olan en kısa motor akımı tepki süresini elde etmek ve servo motorun maksimum hız aralığını karşılamak için, harici güç dönüştürücüsünün voltaj aralığı en üst düzeye çıkarılmalıdır. Mevcut denetleyici, Rotor Referans çerçevesindeki Uzay Vektör Modelleme (SVM) teknolojisine dayanmaktadır. SVM sınıf işlevi, SVM sınıfının servo motor için geleneksel simetrik üçgen model . 15%) 'dan daha yüksek hız aralığı (1000 Hz'den fazla) elde etmesini sağlayan üçüncü bir - parti modemi içerir.

Mekanik yük parametrelerine dayalı hız ve konum servo döngüsü ayarını optimize etmek, kararlı ve hızlı tepki elde etmek için gereklidir. Pozisyon servo denetleyici tasarımı bir polinom kontrol mimarisine ve kutup konum izine dayanmaktadır. Polinom kontrol mimarisi birincil denetleyici mimarisidir ve parametre ayarı için uygundur -.

Polinom kontrol mimarisinde, servo döngü geri bildirimi Servo Drive uygulamasında kolayca düzenlenebilir. Servo döngü yanıtı, hızlı ve doğru hedef pozisyon varışını gerektiren eksen konumlandırma uygulamaları için optimize edilmiştir. Servo döngü yanıtı, eksen yer değiştirmesi sırasında sıfıra yakın konum hatası gerektiren zarf uygulamaları için optimize edilmiştir. Önceki ayar çabalarıyla karşılaştırıldığında, kontrolörün HFW aktarım işlevini değiştirmek artık yeni gereksinimleri karşılayabilir.

Motor konum ölçümleri, - ile - dijital dönüşüm (RDC) ile yazılım çözücü kullanılarak çözücü geri bildiriminden türetilir. Çözücülerin sinüs ve kosinüs geri bildirim sinyalleri ADMC 401 12- bit dijital - ila - analog dönüştürücü (ADC) kanalına beslenir; Pürüzsüz motor hareketi için, konum çözümünü geliştirmek için harici bir 16 bit ADC eklenebilir.

Çözüm

Canopen veri yolu iletişimine dayanan hareket kontrolü ve akıllı servo sürücüler verimli ve esnek bir çözümdür. Bu makalede açıklanan CD1K akıllı servo sürücüsü, çok çeşitli uygulamalar için yüksek - eksen kontrol görevleri sağlayarak yüksek - eksen kontrol görevleri gerçekleştirebilir. "Profil Konumu" modu, bir PLC ortamında bağımsız eksen uygulamaları için en uygun olanıdır. Bu çözeltide, eksen yörüngesi servo sürücüsü tarafından dahili olarak hesaplanır. Eksen yörüngelerinin sürekli olarak koordine edilmesi gereken uygulamalar için "enterpolasyonlu konum" modu kullanılır. Bu çözeltide, Servo tahrikinde sağlanan kübik enterpolasyon nedeniyle ana bilgisayar hareket kontrolörünün kaynakları önemli ölçüde azalır. Hız ve konum servo döngüleri, makine içinde hedef uygulamanın otomatik - ayarlama programını çalıştırarak çevrimiçi optimize edilebilir.