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1、2020 3 2806 99 VLT 变频器专用运动状态 伺服 控制卡概述王孟贤 2020 3 2806 99 目录Contents VLT5000系列变频器经典数据 什么是同步控制卡 同步与位置控制卡是如何工作的 由VLT5000的同步控制卡构成的控制系统与传统伺服系统相比有何不同 同步卡的基本构成 光电编码器的结构及作用 用同步控制卡构成用于系统 如何评估用 同步与位置控制卡 构成控制系统的控制精度 2020 3 2806 99 VLT5000系列变频器的部分经典技术数据 50ms加减速时间 0 003Hz输出频率分辨率 150 额定扭矩过载能力 电机扭矩过载保护功能 2020 3 280
2、6 99 什么是同步控制卡WhatisSyncPos 同步与位置控制卡 和VLT5000系列变频器构成了具有伺服控制功能的组合系统 安装 内置 于VLT5000系列变频器内部的 同步与位置控制卡 专门用于实现交流异步电动机伺服运行功能的控制系统典型应用功能 单轴 多轴系统的高精度位置 相角 控制 多轴系统的高精度速度 位置 相角 同步控制 机械运动的往复定位控制 同步与位置控制卡 2020 3 2806 99 同步与位置控制卡SyncPos 与VLT5000的关系 2020 3 2806 99 完全可编程系统 2020 3 2806 99 SyncPos自带的输入输出端子与VLT5000的输入
3、输出端子组成了 组合系统 的公共输入输出端子 2020 3 2806 99 组合系统的I O条件 开关量输入端子 16路24V 可编程 开关量输出端子 10路24V 可编程 继电器输出端子 2路 250 2A 70V 1A 模拟量输入 3路 0 10V X2 0 4 20mA 模拟量输出 2路 4 20mA 与开关量共用端子号 主轴编码器输入端子 1路5V线驱动 Fmax 220kHz 从动轴编码器输入端子 1路5V线驱动 Fmax 220kHz 2020 3 2806 99 同步卡与位置控制卡是如何工作的 HowSyncPosoptionworks 同步与位置控制卡SyncPos 将从轴的运
4、动状态 相角 速度 与主轴的运动状态进行实时比较 并根据比较结果对从动轴的运行状态进行必要的调整 用异步电动机实现高精度速度同步控制 高精度位置 角度 及位置 角度 同步控制 中速机械系统的伺服控制 2020 3 2806 99 n2 k n1 2 k 1 k 传动比 同步与位置控制卡 的工作方式之一 380V动力电源输入 2020 3 2806 99 由VLT5000的同步控制卡构成的控制系统与传统伺服系统相比有何不同 HowbenefitcomparedtheSyncPostoatypicalservounit 2020 3 2806 99 同步卡的基本构成BasicofSyncPos 完
5、整的计算机系统 硬件 CPU I O 系统软件 编程环境 专用编程语言APOS 应用软件 运行方式 在线 离线 上电无条件运行条件运行 VLT5000控制卡 Fieldbus现场总线接口卡 开关信号输入端子 开关信号输出端子 主轴编码器信号输入端子 编码器反馈输入端子 2020 3 2806 99 VLT5000 同步与位置控制卡SyncPos 的使用方法 第一步 将购买 同步与位置控制卡 时同时获得的 同步与位置控制卡 的编程软件APOS装入计算机 第二步 打开APOS编译环境 并在该编译环境中建立一个新的项目 第三步 在编译环境的书写窗口中编写程序 第四步 将计算机与安装有 同步与位置控制
6、卡 的VLT5000变频器系统 包括电机及编码器 连接 第五步 使用编译程序中的TESTRUN工具对系统做PID参数的设置及优化处理 第六步 动态调试事先书写好的程序 第七步 将调试好的程序下载到 同步与位置控制卡 中 第八步 关断变频器电源 拆除计算机与变频器的连接电缆 第九步 再次接通变频器的动力电源 2020 3 2806 99 SyncPos的软件功能 单轴相角控制 多轴相角 速度同步控制 物理主轴及虚拟主轴同步方式 上电自动机械复位控制方式 HOME运行方式 电子凸轮控制方式 逻辑判断功能 定时器控制 内 外部中断控制 基本计算功能 定义变量 定义字符串 2020 3 2806 99
7、 同步卡的运行 完全可编程序选件卡 在丹佛斯提供的专用编译环境下 由用户根据自身的应用需求 定义I O功能 编制APOS专用程序 然后下载驻留到选件卡中 驻留同步功能程序卡 用户根据丹佛斯指定的I O功能构成系统 按应用要求设置参数 3 驻留定位功能程序卡 用户根据丹佛斯指定的I O功能构成系统 按应用要求设置参数 2020 3 2806 99 同步卡的编译环境 程序说明行 APOS程序体 程序状态说明拦 2020 3 2806 99 编程与调试 1 在SyncPos的编译环境下逐条书写功能命令 借助编程秘书功能2 程序检查命令核查程序的语法3 单步运行程序 程序检查结果 执行程序检查命令 2
8、020 3 2806 99 APOS的编程秘书及命令清单 SyncPos的命令流揽窗 命令说明拦 被选中的命令 命令要求的运动状态 2020 3 2806 99 在线编辑平台上的查询说明窗口 2020 3 2806 99 PID参数的整定 SyncPos提供了PID参数的调整测试程序 用户只需根据实际需求设置并运行调整所设置的PID数据即可方便地完成PID参数整定 2020 3 2806 99 参数设置窗口 PID参数的设置 2020 3 2806 99 PID参数的测试 2020 3 2806 99 2020 3 2806 99 光电编码器的安装 采用双绞线电缆 与电机电缆保持200mm以上
9、的距离 长缆时须注意电压损失 与电机转子轴的不同心度最大不得超过0 3mm 使用连接器时 编码器分辨率 每转 的选择 编码器的最大分辨率不得超过下列公式的计算值 分辨率 220kHzx60 n RPM 132x105 n RPM n 脉冲编码器的最高轴速 最大脉冲频率 220kHz x60 脉冲编码器的轴速 RPM 2020 3 2806 99 用同步卡构成应用系统HowtoorganiseasystemwithSyncPosoption 位置 相角 控制 2020 3 2806 99 粘胶纤维的牵伸 粘胶生产过程中的牵伸工艺 多轴按比例同步运行 各级速比要求严格 2020 3 2806 99
10、 定长切割系统举例 2020 3 2806 99 应用举例 SyncPos在跟踪裁剪设备上的应用 跟踪裁剪工艺是定长切割工艺的一种 主要用于连续板材 线材的定长切割 其主要特点是在被切割材料的运动过程中进行预定长度的切割 该工艺使的切割设备具有最高的工作效率 能够非常有效地提高生产设备的单机产量 该工艺的主要技术特征是动态测量和动态切割 跟踪切割工艺对控制设备的要求 1 极高的动态性能 特别是高速短材 2 极高的同步控制能力 特别是在刀头的运动过程中 3 足够的测量精度 取决于产品的精度要求 跟踪切割的原理图如下 2020 3 2806 99 2020 3 2806 99 使用了丹佛斯Sync
11、Pos的板材 彩钢板生产线 动态切割机构 2020 3 2806 99 使用了丹佛斯SyncPos的线材 汽车装饰条 切割机构 2020 3 2806 99 SyncPos在齿轮磨削机械上的应用 在齿轮生产过程中 淬火后的毛坯齿轮会有微量的尺寸变化 这在精密设备中是不允许的 因而 需要对其进行精密磨削以达到相关的设计要求 SyncPos的任务是保持被磨削齿轮与磨削砂轮之间的同步运转 2020 3 2806 99 如何预先评估用 同步与位置控制卡 构成控制方案的控制精度 同步控制卡构成的控制系统的控制精度取决于如下几个因素 1 系统的最高运行速度 2 光电编码器的分辨率 3 光电编码器的安装位置 4 PID调节器的设置条件 5 机械系统的技术条件 2020 3 2806 99 n1 n2 i n1 n2
