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      2. 【干貨】DC伺服和AC伺服電機上位控制如何實現?

        2018-10-10 00:58 技術知識

         

        Jarrett伺服電機
                工控行業所說的伺服,一般是交流伺服系統的簡稱,可是在很多環境下,我們必須使用DC伺服電機,對于DC伺服和AC伺服電機上位控制如何實現?在工程現場,我們所指的伺服是指伺服驅動器。但是,伺服驅動器,伺服電機是不可分割的一套系統,聯系它們的是編碼器線纜和我動力線纜。
         
                 通常,伺服驅動器接受控制器的控制指令,然后通過動力線纜驅動伺服電機,而伺服電機的實時位置,通過編碼器線纜反饋至伺服驅動器,形成閉環控制。很顯然,這種模式下,伺服驅動器僅僅上充當了放大器的角色,這是絕大部分伺服的工作模式,比如安川、富士、松下、三菱、臺達等等。
         
                還有部分伺服驅動器內置控制器功能,可以在驅動器內部進行編程,實現運動控制,能實現電子凸輪,相位同步等等高級運動控制功能。主要以倫茨伺服為代表,另外丹佛斯,CT等等變頻器安裝運動控制卡件,也能實現此功能。
         
                很顯然,本文討論的DC伺服和AC伺服電機上位控制,主要是第一種模式,也就是伺服驅動器工作在放大器模式下,此時,充當上位機的就是PLC,運動控制器以及數控系統。如果把伺服驅動器比喻成發動機,那么上位機就是一套高級的無人駕駛系統。無論采用哪種上位機,上位機和伺服驅動器一般采用脈沖和通訊兩種方式。
         
        1.脈沖方式
         
                上位機通過發送脈沖到伺服驅動器,來實現控制。在這種方式下,用脈沖頻率來控制速度,用脈沖個數來控制位置。同樣,伺服驅動器也會發送脈沖數,來告訴上位機,伺服電機的位置和速度。
         
                 比如,我們約定伺服電機10000個脈沖旋轉一圈,那么,當上位機發送10000個脈沖,伺服電機旋轉一圈,實現位置控制。如果上位機在一分鐘內發完這10000個脈沖,那么伺服電機的速度就是1r/min,如果實在一秒鐘內發完,那么伺服電機的速度就是1r/s,也就是60r/min。
         
                 低端PLC,數控系統,以及各種單片機系統一般都是采用這種模式,簡單易行,成本低廉。很顯然,當伺服軸數增加,這種控制方式的缺點就會顯現出來,上位機硬件成本會增加,配線會很復雜,而且現場EMC不好的話,脈沖極易丟失。所以,這種模式一般是在四軸一下,所以,大部分PLC的脈沖控制軸數都在兩軸或是三軸,極少部分PLC可以實現四軸。
         
        2.通訊方式
         
                 通訊方式就是專門為解決脈沖方式的不足而產生的,已經成為一種發展趨勢,他把脈沖數和脈沖頻率通過通訊的方式,發送給伺服驅動器,這種方式不但可以傳遞伺服電機的位置信息,還能傳遞各種狀態信息,比如伺服電機的電流,扭矩以及伺服驅動器的故障代碼等等,很顯然,當軸數多的時候,這種方式的優勢不言而喻。
         
        DC伺服和AC伺服電機上位控制如何實現?
                 由于運動控制的特殊性,所以不同的廠家都推出自己的運動控制總線,既有開放的,也有封閉的,比如CANopen,以及在此基礎上開發的CANmotion和CANlink,MECHATROLINK-II,CCLink等等。隨著工業以太網技術的發展,基于以太網的運動控制總線也應運而生,比如EtherCAT,ProfinetNet,MECHATROLINK-III等等。還有基于光纖的SERCOS,SSCNETⅢ/H等等。
         
                 雖然通訊的形式繁多,但他們解決的一般都是實時性問題,因為對于運動控制來說,實時性是非常重要的。從應用開發的角度來說,脈沖和通訊是沒有區別的,只是信號傳遞的形式發生了變化。

         

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