PLC工程师必知!如何通过模拟信号调试和控制伺服电机?

运动控制器一般采用两种指令方式来控制伺服电机:

数字脉冲

该模式与步进电机的控制模式类似。运动控制器向伺服驱动器发送“脉冲/方向”型脉冲指令信号,当伺服驱动器工作在位置控制模式时,由伺服驱动器完成位置闭环。这种伺服电机方式的优点是系统调试简单、不易产生干扰,但缺点是伺服系统响应稍慢。

模拟信号

该模式下,运动控制系统向伺服驱动器发送-10V模拟电压指令,并接收来自电机编码器或直线光栅等位置检测元件的位置反馈信号,当伺服驱动器工作在速度控制模式时,位置闭环 为由运动控制器完成。欧美伺服产品大多采用这种操作方式,优点是伺服响应迅速,缺点是对现场干扰敏感,调试复杂。

PLC工程师必知!如何通过模拟信号调试和控制伺服电机?

下面介绍运动控制器通过模拟信号控制伺服电机的一般调试步骤:

1、参数初始化

在连线之前,第一要初始化参数。在控制器上:选择控制模式,重置PID参数,控制器默认上电时使能信号关闭,保存该条件,确保控制器下次上电时默认该条件。伺服驱动器上:设置控制方式,设置是否允许外部控制,编码器信号输出齿轮比,设置控制信号与电机转速的比例关系。一般情况下,提议伺服运行时的最大设计速度对应9V控制电压。

2.、接线

关闭控制器,连接控制器与舵机之间的信号线。必须连接以下线材:控制器模拟量输出线、通用信号线、 伺服输出的编码器信号线。重新检查接线无误后,给电机控制器上电。此时,电机应该没有运动,并且可以通过外力轻松旋转。如果不是,请检查使能信号设置和接线。用外力转动电机,检查控制器能否检测到电机位置变化。如果不是,请检查接线和编码器信号设置。

3.、方向测试

对于一个闭环控制系统来说,如果反馈信号的方向不正确,后果必定是灾难性的。通过控制器打开伺服使能信号。目前, 伺服电机应以较低的速度旋转,这称为“零漂移”。一般控制器上都有零漂抑制命令参数。使用该命令或参数来检查是否可以通过该命令控制电机的速度和方向。如果不是,请检查模拟连接和控制模式的参数设置。如果提供正值,确保电机顺时针旋转,编码器计数增加;如果提供负值,电机逆时针旋转,编码器计数减少。如果电机有负载且行程有限,不提议使用此模式。测试时不要提供过高的电压,提议电压在1V以下。如果方向不匹配,请修正控制器或电机上的参数。

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4、零漂移居住

闭环控制时,零漂抑制的存在会对控制效果产生必定的影响,最好对其进行抑制。利用控制器或伺服上的零漂抑制参数仔细调整电机,使速度接近于零。由于零浮点本身具有必定的随机性,因此不必要求电机转速必须为零。

5、闭环控制搭建

通过控制器再次打开伺服使能信号,并在控制器上输入较小的比例增益。对于输入程度,这个只能凭感觉了。为了确定起见,您可以输入控制器的最小允许值。打开控制器和舵机的通用信号。目前,电机应该能够根据运动命令大致动作。

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6、闭环参数调整

微调控制参数,确保电机按照控制器的指令运行。这项工作是必须做的。

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