伺服驱动的PLC控制.ppt

专题伺服驱动1西门子伺服概述
2伺服和步进电动机的脉冲控制伺服电动机伺服电机是一种传统的电机。它是自动装置的执行元件。伺服电机的最大特点是可控，在有控制信号时，伺服电机就转动，且转速大小正比于控制电压的大小。去掉控制电压后，伺服电机就立即停止转动。伺服电机的应用甚广，几乎所有的自动控制系统都需要用到，在家电产品中，例如录相机、激光唱机等都是不可缺少的重要组成部分。
伺服电机一般分为直流伺服电机和交流伺服电机。对于直流伺服马达，优点是:精确的速度控制,转矩速度特性很硬,原理简单、使用方便,价格优势。缺点是:电刷换向,速度限制,附加阻力,产生磨损微粒(对于无尘室)。
对于交流伺服马达，优点是:良好的速度控制特性，在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无振荡；高效率，90%以上，不发热；高速控制；高精确位置控制（取决于何种编码器）；额定运行区域内，实现恒力矩、低噪音、没有电刷的磨损，免维护，不产生磨损颗粒、没有火花，适用于无尘间、易暴环境，惯量比较低。缺点:控制较复杂,驱动器参数需要现场调整PID参数整定,需要更多的连线。西门子伺服电机常用的有以下几大类：
1.1FK7电机
1FK7电机是高度紧凑型的永磁同步电机。根据不同的应用，可以选择相应的编码器。作为选件的集成齿轮箱和较宽的产品范围使得1FK7电机可以方便的应用到各种场合。他们可以满足用户对机器精益求精的要求。1FK7电机与SINAMICSS120高性能驱动系统的有机结合，可以完成速度和位置的精确控制。1FK7电机只有自然风冷，没有外部冷却系统，热量通过电机表面散发。1FK7电机有很强的过载能力。2.1FT6电机
1FT6电机为结构极为紧凑的永磁同步电机，安装有内置式编码器的1FT6电机可以在西门子系列驱动系统上工作。西门子全数字驱动控制系统和1FT6电机全新的编码器技术满足了在动态性能、调速范围以及速度和位置精度等方面的最高要求。1FT6有自然风冷、强制风冷、水冷三种冷却形式。自然风冷是过电机表面散发热量，强制风冷通过外装风扇散发热量，而水冷能提高电机的保护等级和功率。3.扭矩电机
扭矩电机，类似于线性电机，是一种基于同步驱动技术的直接驱动器。扭矩电机已进行了优化，可在低转速时产生较高的扭矩。1FW6电机是模块化电机，它主要用于机床的旋转工作台或者摆角轴。使用1FW3电机，您就拥有了一台可直接安装的扭矩电机。由于紧凑的设计，这些电机意味着理想的机械结构方案，例如喷射铸模和专用机床。这两种电机都采用水冷却，并有多种尺寸和长度。4.1PH7交流电机
1PH7交流电机是紧凑、强制风冷型鼠笼异步电机，保护等级为IP55。电机是通过一个独立安装的风扇单元散热。电机订货时可以选择吹风从电机驱动端(DE)到电机非驱动端(NDE)或者相反。这些电机为连接变频器采用了特殊的设计。根据控制要求，可以选择合适的编码器。这些编码器用于检测电机的速度和位置。PID控制器一般伺服电机选择考虑的问题
（1）电机的最高转速
电机选择首先依据机床快速行程速度。快速行程的电机转速应严格控制在电机的额定转速之内。
（2）惯量匹配问题及计算负载惯量
为了保证足够的角加速度使系统反应灵敏和满足系统的稳定性要求,负载惯量JL应限制在2.5倍电机惯量JM之内.（3）空载加速转矩
空载加速转矩发生在执行部件从静止以阶跃指令加速到快速时。一般应限定在变频驱动系统最大输出转矩的80%以内。
（4）切削负载转矩
在正常工作状态下，切削负载转矩不超过电机额定转矩的80%。
（5）连续过载时间
连续过载时间应限制在电机规定过载时间之内。1.2.1SINAMICSV60/V80
SINAMICSV60和V80伺服驱动器是为经济型车床及铣床提供的一种驱动产品。该伺服驱动器总是与其对应的同等功率的伺服电机一起配套使用。伺服驱动器通过脉冲输入接口来接受从上位控制器发来的脉冲序列，进行速度和位置控制，通过数字量接口信号来完成驱动器运行的控制和实时状态的输出。
由脉冲数量控制位置，由脉冲频率控制速度。
SINAMICSV80功率有0.1、0.2、0.4、0.75KW四档，进线电压单相220VAC。
SINAMICSV60功率有0.8、1.2、1.4、2.0KW四档，进线电压三相220VAC。一套V60或V80系统包括：
(1)驱动器*V80，3倍过载能力，IP10
*V60，2倍过载能力，IP20
(2)~伺服电机
1FL4forV80，3000rpm，2500线TTLIncrementalEncoder，IP551FL5forV60，2000rpm，2500线TTLIncrementalEncoder，IP64*分带不带抱闸，24VDC(3)电机电缆UVWV80的，由代理商提供插头，客户自己做，长度最长20米，内含抱闸24V电缆，由外部独立24V