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1、1 RAU2010运动控制基础 HuBinCommercialEngineer Motion ICM 2 课程内容 1 什么是运动控制系统 2 运动控制产品 3 设计和开发软件 4 运动控制中的机电融合 3 课程内容 1 什么是运动控制系统 4 什么是运动控制系统 您可能会经常听到下面这些名词 ServoMotor伺服电机ServoDrive驱动器Actuator TransmissionStage执行和传动机构MotorCurrent电机电流MotorVoltage电机电压MotionController运动控制器MotionControllerSoftware运动控制软件Overtrave
2、lSwitch行程限位HomeSwitch回零Brake抱闸 Load Table Movement PositiveOvertravelLimitSwitch HomeLimitSwitch NegativeOvertravelLimitSwitch TransmissionStage Machinery MotorwithFeedback Ballscrew 举例 6 运动控制系统的硬件组成 各类控制器单片机运动控制器PLC工业PC 编程软件伺服参数软件接口网络RS232 422 485DeviceNetSercosEtherNet 伺服电机同步旋转电机步进电机直线电机负载反馈编码器光栅尺
3、 传动机构同步带减速机链条丝杠 导轨 驱动器直流驱动交流驱动直接驱动 被移动的机械设备 带反馈和运动I O的马达 马达驱动单元 智能控制器 编程和操作接口软件 7 伺服电机和反馈 负载 承载平台 运动 给定信号 电机电源 位置反馈 位置反馈 伺服驱动器 运动控制器 正向行程限位 回零限位 反向行程限位 传动机构 机械设备 运控软件 丝杠 运动控制系统的组成 阴影部分说明了主要的运动控制系统的组成 通过这个简单的直线运动设备 我们将解释各个部分细节 Actuators执行机构 在这个例子中 将旋转运动转换成直线运动 典型的是滚珠丝杠 当电机旋转 丝杠的旋转会带动负载的移动 电机的旋转方向决定了负
4、载移动的方向 TransmissionStages传动机构 电机通常不直接和负载相连 而是通过传动机构连接 用来匹配之间的转速 惯量和扭矩的匹配 典型为同步带 齿轮等 Load Table Movement PositiveOvertravelLimitSwitch HomeLimitSwitch NegativeOvertravelLimitSwitch TransmissionStage Machinery MotorwithFeedback Ballscrew 运动执行和传动机构 9 MotorwithFeedback CommandSignal MotorPower PositionF
5、eedback PositionFeedback ServoDrive MotionController MotionSoftware ServoMotors伺服电机将电能转换成旋转运动 通常的伺服电机带有反馈装置 将位置值返回给运动控制系统 伺服电机ServoMotor 10 MotorwithFeedback MotorPower ServoDrive ServoMotorFeedback伺服电机反馈设备通常安装在电机上 用来提供实际位置反馈给控制器 以确保位置精度 反馈类型的选择则取决于实际应用和用户需求 目前有很多不同的反馈检测技术和产品可供选择 FeedbackTypesEncode
6、rsAbsolute MaintainAxisPositionwhenpowerislost Incremental LoseAxisPositionwhenpowerislost Resolvers veryrugged StegmannHyperface AbsoluteEncoderwithhighresolutionfeedback PositionFeedback PositionFeedbackToMotionController 伺服电机 反馈的概念 11 Mass MotorwithFeedback MotorPower PositionFeedback ServoDrive
7、Gravity MotorBrake MechanicalBrakeOption VerticalApplication 伺服电机可以选择带有抱闸装置 例如在垂直负载应用中 为了防止在电机失电的情况下自由落体状况的发生 通常 在抱闸线圈通电的时候 弹簧压紧 抱闸处于打开状态 而当电机失电 抱闸在弹簧作用下关闭 防止轴的坠落 在其他需要的场合 也需要使用抱闸电机 伺服电机 抱闸的概念 12 MotorwithFeedback CommandSignal MotorPower PositionFeedback PositionFeedback ServoDrive MotionController
8、 MotionSoftware ServoDrives伺服驱动接受运动控制器的指令信号 控制电机所提供的速度和扭矩 电流 要完成这些 驱动器需要将主进线电能转换成电机所需要的电压和电流 以完成营工控制要求 PlantPower 伺服驱动ServoDrive 13 MotorwithFeedback MotorPower 3phase MotorCurrentMotorVoltage115VAC230VAC460VAC ServoDrive ServoDrives伺服驱动主要控制2个电机参数MotorCurrent电流 3 phase 和电机输出扭矩成正比MotorVoltage 3 phase
9、 和电机转速成正比 TypicalServoDriveLineVoltage100 240VAC SinglePhase 100 240VAC 3 Phase 230 480VAC 3 Phase 伺服驱动ServoDrive 14 MotorwithFeedback CommandSignal MotorPower PositionFeedback PositionFeedback ServoDrive MotionController MotionSoftware MotionController运动控制器是系统的大脑 主要有如下3个主要功能 存储和执行运动程序控制运动存贮配置参数 运动控
10、制器 15 课程内容 2 运动控制产品 16 单体伺服驱动解决方案 Index运动解决方案 17 集成运动控制解决方案 IAMotionDifferentiators1 SingleCPU Logix forPLC SafetyandMotionapplicationsincludingKinematics2 Singleprogrammingpackage RSLogix5000 forPLC MotionapplicationsandalsoforallLogixcontrollers Tagbasedaddressing Aliasaddressingandprogramdatascop
11、ing Autocreationofstructures easiertoinstall program maintain 3 SERCOS simplifieswiring morenoiseimmunity longcontrollertodrivedistance easierdiagnosticsandmaintenance integrationofdriveparametersintoRSLogix5K NetLinxbenefits4 K2K K6K Multiaxisadvantages Lesswiring reducesi ppowercomponents reducesc
12、ost commonDCbusbenefitsincludingenergysaving SafetyfeaturesinK6K5 KinetixAcceleratorToolKitCD PreconfiguredLGX HMI MotincodesonPowerProgramming whichreducescommissioningtime downtime6 ViewAnywere SinglevisualizationenvironmentforallformfactorsofHMI7 Factorytalk Resources tags displays aredefinedonce
13、andsharedthroughoutthesystem 18 Ultra3000SE 200W 6 6KW 15KW 18KW 22KW 93KW 150KW 1 2KW Kinetix6000 Kinetix7000 100W Kinetix2000 ContinuousPowerRating 我们现在提供的驱动器产品功率覆盖范围 19 共母线的多轴解决方案具有更小的安装空间易用性SERCOS接口大大减少了接线数量使得硬件安装更快更容易安全功能Kinetix6000具有安全扭矩关断功能Kinetix6200和6500具有更多的安全功能包括安全速度 安全门锁功能等 更熟悉的开发环境所有的组态
14、 编程工作使用统一的RSLogix5000开发平台进行 Kinetix2000伺服驱动器 小功率Kinetix6000伺服驱动器 中等功率 20 特点单体型驱动器完全兼通RSLogix5000支持SERCOS接口 设计符合EMF抗噪要求 提供更丰富的诊断软件接口Kinetix7000支持HPK Series系列大功率异步电机支持扭矩关断安全motion功能可以配合使用再生电源达到节约能耗的功能 Ultra3000伺服驱动器 中等功率Kinetix7000伺服驱动器 大功率 21 什么是GuardMotion GuardMotion是集成安全功能的运动控制即内置的安全控制功能现在的Kinetix
15、6000和7000驱动器支持以下安全控制功能 安全扭矩关断防止意外启动安全门锁功能Cat1级别停车这意味着您的设备有更高的生产率更快的停机恢复时间 母线无需重新充电 无需重新扫描 等等 更高的MTBF时间更少的组件 易于设计 安装 开发和使用 22 驱动器新产品 Kinetix6200 仍然沿用Sercos网络接口 使用网络浏览器IE通过RJ45接口和标准以太网协议对安全功能进行配置 兼容现有底板 仅需更换模块并接线即可实现更高级别的安全功能 23 驱动器新产品 Kinetix6200 PLESolutionKinetix6000 S PLESolutionKinetix6200and6500
16、withS0controloption 24 驱动器新产品 Kinetix6200 Allen Bradley系统级的安全控制 25 Confidential ForInternalUseOnly Copyright 2009RockwellAutomation Inc Allrightsreserved 25 驱动器新产品 Kinetix6500 完全符合CIP协议的基于以太网的新一代伺服驱动器 使用以太网RJ45接口 同一网络支持更多轴数 更短的循环刷新时间 更小的系统同步误差 EtherNet IP网络接口使得将来设备的改造或移植更方便 控制模块的通用性使得配置和组态更容易进行 26 Copyright 2009RockwellAutomation Inc Allrightsreserved 26 Kinetix300Benefits 标准的以太网通信接口减少接线更易于接入人机界面 工业控制器 I O和运动控制网络 易于和L2xandL3xCompactLogixPACs集成 更经济的解决方案所有型号支持安全扭矩关断功能帮您保护操作者的安全和提高设备运行效率内置的通过网页浏览器即
