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1、GE PAC 运动控制系统1. PAC典型运动控制系统结构2. 运动控制常见术语3. 对DSM324i系列运动控制模块基本功能的认识4. DSM324i基本工作原理5. DSM324i运动控制程序6. DSM324i模块参数的设置7. 通过试验进一步巩固模块配置和运动组态内容：内容：复习：模块式PLC的组成运动控制模块 DSM324i操作界面编程器PLC控制器放大器轴1轴2放大器编码器编码器DSM1 1、典型运动控制系统结构、典型运动控制系统结构 Typical Motion Control System DiagramTypical Motion Control System Diagram
2、人机界面 HMI主控制机 Host Controller反馈装置 Feedback放大器 Amplifier运动控制器 Motion Controller执行器 Actuator操作界面编程器PLC控制器放大器轴1轴2放大器编码器编码器DSM1.1 1.1 运动控制系统的组成部分运动控制系统的组成部分 反馈装置反馈装置反馈装置是将当前闭环控制对象的位置、速度等参数传回主控单元的设备。人机界面 HMI主控制机 Host Controller反馈装置 Feedback放大器 Amplifier运动控制器 Motion Controller执行器 ActuatorAB编码器信号A quad BMar
3、ker脉冲个数的累加值 =位移 单位时间内的脉冲数 =速度1.2 1.2 运动控制系统的组成部分运动控制系统的组成部分 执行器执行器人机界面 HMI主控制机 Host Controller反馈装置 Feedback放大器 Amplifier运动控制器 Motion Controller执行器 Actuator执行器就是将其他形式能量转换为机械能的设备，它们可以产生旋转或 线性运动。例子： 电机，泵等1.3 1.3 运动控制系统的组成部分运动控制系统的组成部分 放大器放大器人机界面 HMI主控制机 Host Controller反馈装置 Feedback放大器 Amplifier运动控制器 Mo
4、tion Controller执行器 Actuator放大器就是将低能量的速度和扭矩命令信号转换为高能量控制信号来驱动执 行器。PWM信号三相交流电源1.4 1.4 运动控制系统的组成部分运动控制系统的组成部分 运动控制器运动控制器人机界面 HMI主控制机 Host Controller反馈装置 Feedback放大器 Amplifier运动控制器 Motion Controller执行器 Actuator运动控制器就是通过电子芯片来计算运动曲线以达到运动控制的目地。例如：DSM324iPLC的梯形图程序及运动程序全部下载给CPU，运动程序再由CPU转发给DSM324i，梯形图程序在CPU中处
5、执行，运动程序在DSM324i中被CPU触发执行。CPU与DSM在每个PLC扫描周期都要进行数据交换。数据交换自动进行，不需任何用户程序。交换数据地址在编程软件的硬件配置中指定如果DSM控制一根轴，交换数据如下：1. 输入状态数据(从DSM传送到CPU)2. 输出控制数据(从CPU传送到DSM)1.5 CPU 1.5 CPU 与与 DSM DSM 数据通信数据通信CPUDSMI,AIQ,AQ底板通讯2 2、运动控制中常见术语、运动控制中常见术语加速时间减速时间总运动时间最高速度t移动距离 (曲线下的区域)停留时间重新开始Time扭矩Nm速度TpkSlewDecelAccelDwellSlew
6、Torque (Ts)Decel Torque (Td)Accel Torque (Ta)DwelltstdtattTRMS = Ta2 ta + Ts2 ts + Td2 tdtt（1）力，扭矩，负载，功率 决定电机功率 （2）惯量，弹性，间隙，时间常数 决定系统的精度和稳定性 （3）位移，速度，加速度，时间 决定运动分析和运动编程（4）运动轮廓图 Motion Profile (速度时间图). 运动轮廓图描述了整个运动过程(包括停留)，它既对运动分析，也对编制程序都是很重要 的。通过运动轮廓图还可以知道最大加速度，最大速度和力矩有效值 RMS 计算，这些是 选择电机所需要的。功率P扭矩角速
7、度 Jerk 是加速度和减速度对时间的变化率加加速度。 Jerk 限制运动曲线经常使用S-曲线。（5） Jerk限制加加速度 ( 加速度的时间变化率)速度加速度Jerk线性100% Jerk 限制21减少机器磨损，延长机器寿命增加运动的平稳性，不会产生系统共振减少弹性变形，提高定位精度和产品质量采用曲线移动的特点S曲线加速（6） Jerk限制线性加速和S曲线加速绝对 移动参考位置是一个固定原点或零位置 ABSOLUTE moves reference position from a fixed home or zero position 增量 移动参考位置是一个当前位置 INCREMENTAL
8、 moves reference position from the current position举例: 移动命令 1.5 位置单位 Move Command = 1.5 position units移动距离 = 1.0绝对移动 Absolute Move移动距离 = 1.5增量移动 Incremental Move1.02.00.0当前马达位置 = 0.5原点位置 Home Position（7）增量移动和绝对移动命令速度Commanded Velocity: 由 DSM 产生的一个瞬时速度值。命令位置Commanded Position: 由 DSM 产生的一个瞬时位置值。实际速度Ac
9、tual Velocity: 由反馈装置测到的轴的速度值实际位置Actual Position:由反馈装置测到的轴的位置值位置误差Position Error: 命令位置和实际位置之间的差值位置环时间常数Position Loop Time Constant: 由配置数值决定的位置闭环 的响应时间Commanded PositionPosition FeedbackError * KPCommanded Velocity* FF%Velocity Command（7）其它常用术语3 3、对运动控制模块、对运动控制模块 DSM324iDSM324i基本功能的认识基本功能的认识电机及放大器(PWM
10、接口 )3.1 3.1 运动控制模块运动控制模块 DSM324DSM324性能性能 DSM324可以控制如下运动轴：“4个数字轴” DSM324可插在RX3i或S90-30 CPU主机架或扩展机架上，一个PLC最多可含有20个 DSM324模块。 DSM324模块的技术指标： 位置：-536,870,912.+536,870,911 User Units 速度：1 . 8,388,607 User Units/sec 加速度：1 1,073,741,823 User Units/sec/sec DSM324模块前面板上有1对光纤端口和两个高密度连接器端口，通过光纤和电缆可 以连接多种用途 I/
11、O和伺服放大器 PWM伺服信号或10V 速度命令模拟量输出 12位符合 模拟量输入 零位和越位开关输入 位置捕捉选通脉冲输入 用户定义控制的(8个)和输出(4个) A Quad B 编码器反馈输入 (175 kHz per channel) DSM324模块的每个轴可以设置为如下两种工作模式中的一种： 标准模式标准位置型是将高性能的点到点运动控制与PLC逻辑运算功能集成一体。 随动模式随动型提供高性能电子传动装置，适用于连续性的主从运动场合。以光纤连接为基础的灵活系统结构 放大器可位于中心或分散在距中央处理器400米的地方。 多套RX3i 主控PLC可通过以太网或其他现场总线连接。Ethern
12、et12“ QuickPanel View10 Slot Expansion Rackbi Series Servos3.2 DSM3243.2 DSM324面板布置面板布置LED 指示灯在DSM324模块上共有 8个 LED指示灯，提供状态显示：Status 状态指示。正常时为 ON. 闪烁说明有错误：低速闪烁 (4 次/秒)： 仅作错误状态指示快速闪烁 (8 次/秒)：错误引起伺服停止OK DSM模块当前状态： ON： 模块正常。该 LED 应该总是常 ON.OFF：硬件或软件故障CONFIG 模块配置状态ON：从PLC收到合格的模块配置和Status一起闪烁：正在启动并下载运动程序和St
13、atus交替闪烁：发生Watch Dog故障FSSB ON：FSSB通信正常；OFF：通信故障；闪烁:正在设置。1,2,3,4 轴状态。ON：轴伺服驱动被使能3.3 DSM3243.3 DSM324模块面板模块面板 LED LED 指示灯指示灯3.4 DSM3243.4 DSM324模块与模块与伺服及伺服及 I/OI/O的连接的连接24V I/O Cable 5V I/O 信号接线终端盒 (每个模块配置一个) D形导轨或平面安装5V I/O Cable98924V I/O 信号接线终端盒 (每个模块配置一个) D形导轨或平面安装用于 Firmware升级 的串口DSM324ibi / bHi
14、/ aHi 系列放大器光纤伺服接口 抗干扰性好 提高系统可靠性 放大器之间最远可达100米 减少了布线的成本和劳力可组态的I/O 12 个 24 VDC 输入(光电隔离)零位开关信号 超程信号通用输入信号位置捕捉信号 10 个差分 5 VDC输入信号 (高速)位置捕捉信号辅助编码器信号通用高速输入信号模拟量输入 (10 V; 15位+符号位) 4 个24V继电器输出信号 4 个CMOS 5V 输出信号可组态成两个差分或4个单端信号 2个模拟量输出 (10 V; 12位+符号位) 5V 电源输出 (0.5 A)4 4、DSM324iDSM324i工作原理（数字轴）工作原理（数字轴） DSM与数字
15、伺服连接时，位置环及速度环全部由 DSM模块来处理，电流环/力矩环由伺服放大器 来处理。DSM324按2ms的周期处理运动程序及本 地逻辑程序 DSM内部包含两类程序： 运动程序：由“ACCEL”、“VELOC”和“PMOVE”等构成的位移 程序 本地逻辑程序：由“IF_THEN”、“:=”、“ 30000 THENCTL32 := 1; END_IF;Program 1 Axis1ACCEL 1000 VELOC 2000 PMOVE 6000ACCEL 500 VELCO 1000 PMOVE 3000Local LogicIFActual_Position_1 30000 THENCTL
16、32 := 1; END_IF;2ms2ms运动程序ACCEL 1000 VELOC 2000 PMOVE 6000本地逻辑程序IFActual_Position_1 30000 THENCTL32 := 1; END_IF; DSM可以存储10个运动程序（Program 1 Program 10）和一个 Local Logic程序 DSM模块在一个时刻只能处理一个运动程序，一个运动程序（如：Program 1 ）可以是处理单轴或多轴的运动，运动程序必须由PLC触发运行 运动程序被触发后，运动程序中的每条指令被逐条解释执行，执行完最后一条 运动指令，该运动程序即结束，PLC可以再次触发该运动程序。注意：一个运 动程序往往要花超过2ms的时间才能执行完，
