伺服驱动器控制实训

1、目录第一章 SB15 伺服驱动器实训模块介绍 2一、产品概述 2二、产品特点 2三、技术性能 2第二章 交流伺服电机及驱动器的使用. 3一、交流伺服电机及驱动器介绍 3二、交流伺服电机驱动器及伺服电机的选型 4三、交流伺服电机及驱动器的接线 4四、控制模式 6五、I/O 信号说明 6六、参数表 9七、显示和操作 9八、故障处理及报警处理方法 10第三章 实训项目 14实训一交流伺服电机驱动器的参数设置 14实训二 PLC 控制伺服电机的转向和速度 15实训三小车综合运行控制 16实训四三菱伺服软件控制伺服运行 20实训五小车位置控制 24第一章 SB15 伺服驱动器实训模块介绍一、产品概述“S

2、B15伺服驱动器实训模块”是根据机电一体化技术、可编程控制器及其应用等课程实训教学的需求而研制的，该实训模型由运动小车、滚珠丝杆传动机构、三菱MR-E系列交流伺服电机及伺服驱动器、检测传感器等组成，适合机电一体化、电气工程、自动化等专业实训教 学。二、产品特点“SB15伺服驱动器实训模块”为电机控制及电气实训课程的教学平台，可完成传动控制、 键值优化比较行走控制、定向控制、定位控制、加减速控制、点动控制、位置控制等实训内容。该系统为学生提供一个具有高度完整性、开放性、安全性的实训平台。通过实际动手操作， 加深对伺服电机原理及性能的深入理解，可以使学生对自动控制系统形成一定的认知。三、技术性能1

3、. 输入电源：单相三线 AC220V± 1 0% 50Hz2. 工作环境：温度-10 C40C 相对湿度w 85% (25 C)海拔v 4000m3. 装置容量：v 1.0kVA4. 外形尺寸： 680*300*150mm第二章 交流伺服电机及驱动器的使用一、交流伺服电机及驱动器介绍 交流伺服电动机的结构主要可分为两部分，即定子部分和转子部分。交流伺服电机的转子有笼型和杯型两种，它的转子电阻都做得比较大，其目的是使转子在转动时产生制动转矩，使其 控制绕组不加电压时，能及时制动，防止自转。两个定子的结构完全相同，并在空间相差 90°。 其中一组为励磁绕组，另一组为控制绕组，交

4、流伺服电动机一种两相的交流电动机。 通入励磁绕组及控制绕组的电流在电机内产生一个旋转磁场， 旋转磁场的转向决定了电机的转向， 当任意一个绕组上所加的电压反相时，旋转磁场的方向就发生改变，电机的方向也发生改变。 交流伺服电机的控制方式分为幅值控制、相位控制和幅相控制三种。三种控制方式中相位控制 方式特性最好，幅相控制线路最简单。与普通亮相异步电机相比 ，伺服电机具有以下特点：1. 伺服电机应有较宽的调速范围；2. 当励磁电压不为零，控制电压为零时其转速也为零；3. 机械特性应为线性并且动态特性要好4. 伺服电机的转子电阻应当大，转动惯量应当小三菱通用AC伺服MR-E系列是在MR-J2-Super

5、系列的基础上开发啊，保持了高性能但是限 定了功能的AC伺服系列。控制模式有位置控制、速度控制 2 种模式，而且能够切换位置控制和速度控制进行运行。 因此它适用于以加工机床和一般加工设备的高密度定位和平稳的速度控制为主的范围宽广的各 种领域。它载有实时自动调谐功能，能机械的按照伺服增益进行自动调整。MR-E系列伺服电机的编码器采用 10000脉冲/ 转分辨率的增量位置编码器，可进行高密度定位。PO»EB ：4眦NFLT 2 6A' 3FW* L PH23C23CV 501k:PH-lPtiOO-23QV 6QH»3 丽 ipiha卅 抽型吁名功适用电瀑賈定输邑玛滝MR

6、 - E - A拣记餐疋耳出It:标记L Ci co70700202 001 00:曲4 04 002oa2 000if用崔口KR 世-4CA 日 I'H-E-70A. ICM、交流伺服电机驱动器及伺服电机的选型(1)额定值铭牌（X. TFI 7 : FDV O-16D31-Z.imXXAYYi'盟 2出号粘卜表所示为何报放人器与伺服电机您I洽,常电磁制动器和减速磐的亦 足相同纠介伺服放大器伺服电机HC-KFEOHC-SFEn2000r minMR-E-10A13MR-E-20A23MR-E-40A43MR-E-70A73（注）5 2MR*E-100A102MR-E-2000A

7、152 202注:HC-SFE52因伺服放人器与的住产时间不同, 冇的不自號接,冇关间题”向木公司咨询.我们这套小车控制系统实训模型选用的是 MR-E-20A-KH003的伺服驱动器和HF-KN23JK-S100的伺服电机三、交流伺服电机及驱动器的接线1. 功能框图(见下图)T际s儒印武大規帥申鶯iLiir.su.宅比幅剧佈：工榊;21X1 &IH厂1电啦 小軸；ElJirZL产 >r*.in U療协W胆(7W总刘¥骼11.%i!111. MR-E-10A - 20A I'ft'l'PUHSL2. MR-E-70A以 |£放胃Hi叹川谢

8、1 AC茁W侧1羅 壯源返儘芻 Lb L2< L3 I：不做伸I连息四、控制模式1、位置控制模式川故高的為速棘冲总执行屯机於旋转速度和力向府控制，分桝率 为10000 M冲/转翁為辂度定位。比外，位置滑功能口根抵设备从2种方式屮选样适片的方式，对丁盘 变的位胃指令町实现T+消的启动和停止。闵为嘤保护仁要电路的功率晶体管不2内总剧的加减速或过戈引包的过电 流的形响，在伺服放人器中采川箝形电路进行转矩限止，町川参数将该转矩 限止値变史为希2、速度控制模式川山参5S构成的内部速度指令报多7速、对何服电机的旋转理度和力向 进行為密度的下滑控制.另外，对丁速度指令，它还几冇进疔加减速时的常数设胃和

9、停止时的伺服 锁迢功能。五、I/O信号说明1信号排列2. CN1的信号功能因控制枚i成的不同，迩按褂的伯弓分配也平IM 请参见卜农“ 在相关秦数栏内记载的辱数号的弓I脚.nJJIJ该秦数变电佶号°.LR 器引脚号,（i±l） I2JKW和釀数I/OFF/SS1VIXVINVIS2OP（OPC-3IRESRES ySTlSTI1318ISONSOXSOX13 185TCRLOFST2Mg t3 -186ILSFLSFLSFNq 13 - 18丁1LSXLSNLSN13-48SIEMGEMGEMC90ALMALMALM49100INPINF/SASA4911.0RDr?DRD4

10、9120ZSF2SF工亍尸Mol. 19厂7113SGSGSG14LGLGLG150LALALAH-160LARLARLAE170LBLBLBr-一180LBRLBRLBR190LZLZLZ200LZRLZRLZRn'''''210OPOPOPfj仃TPGPG 7'''23二PPFF-'2 12NGN G -'25INPNP/16'注工输入信号"6絵出信号2. F:心置挖制按式S；速度控制模式F/Si位置/速度控制切换模式3.符号说明简称信号名称简称信号名称3C：X伺服XKD准备就绪LSP正转行程

11、终瑞ZSP零速度检测LSN反转行程终端INP定位结束CR清除SA速度达到SP1E度选样1ALM故障SF2E度选杼2PCtOF编码器2相脉冲（集电极开路）STI正转起动HER电鐵制动器互锁ST2反转起动LZ編码器2相瞅冲（差动駆动）TL转矩限止选择LZRRES复位LA编码器A相脉冲差动骡动）EMG外部紧急停止LARLOP控制切换LB编码曙B相膝冲苣动骡动）PFLBRX?正转，反转脉冲串VIN数字I/F用电源输入FGOFC集电极开路电源输入NGSG数字"F用公北鼎TLC转矩限制申LG控制公共端VLC速度限制中SD屏蔽六、参数表翅-览表No.名称控制 模式初绘值用户设盘值1基 木0*ST&

12、#165;捽制模式和再屮用选购件选择P -S（注“1*OP1功能选择1P -S0002-.9ATUfl动谓谐P 501053CMX电子齿轮分（折令脉 冲倍率分子）P1、CDV电子齿轮分母1播令脉 冲倍率分椁P15ItT到达位置范用P100pulse6PG1位置控亂增益1P35rd/'s7PST位摘令加减瑰时间 常数位直平滑）P3msSSCI内部速度指令】S100r-' min9SC2内部速度指母2S500r min10SC3内部逮度指令S1000r - min11STA速度灿速时闾犠救S0ms12STB速度减速时间甘S0TZ13SIC打汕LM i l：H. . XS0tas14

13、生产厂说盘用015姑号设置P * S016*BPS由冲通信功能选托、报警记录清楚P -S0000X17UOD模拟监觇髀输出P -S010018回D状态魁示选择PS000019+BLK勢数弓入鬃止P S0000七、显示和操作1.显示流程通过伺服放大器前面的 5段7位LED显示器，可进行状态显示和参数设定。显示器可用以 设定运行参数、故障诊断及确认运行状态。按一次“MOD” “UP'、“DOWN开关，将显示以下画面。扩展参数的读写可通过参数No.19使读出和写入生效。开关伺脛电机锻度外部俏导表示滞留肪冲卩 韬吞翊膳:|ndoQH 信号星刖输出点遍TEsreF越劇齬睡 MUIHIME y_Z

14、 和蚌恤阳划电压 黙i勰龄鮭试运行定血运齐>1J 1w【pul”lOOpwlH r#*J试風厂 无电机运忏If'tttNoOP" ?0OM*.20SBp l&SNa.lflP HfllfffNo.ie p aj®DOWNit S:电源接通时.状智显示的材始显示内容方式会毬若揑制蟆貳的不同而异“览置控制模武：冲累和(C).遭度控制模式电机煙度.转矩桂制槓武:转拒捋专电压也人此外，用善数血Jg, 可改娈电源接通01状态显示初姑显示购内容。2状态显示运行时，可通过 5位7段LED显示器伺服的状态，并可用UP/DOW按钮可以任意改变显示内容。选择了现实内容后，

15、就会出现相应的符号，这时按SET按钮，数据就会显示出来。八、故障处理及报警处理方法1. 位置控制模式故障检查表No启动曲故障现象檢薛项可能的胭1LED不盂 LED亮第头 CNIA - CN1B - CN2 - CNJ魁融障依旧施，1. 幀粧故障2. 伺财tt器故障接头的A，CN1B拔出氐故障 m.CM电卿臨飙CN2拨岀后故障排咯L斛屡电塩觴.3.编码騎此揍头CN3捷出底故耦黑m电麴备麹血节查攪m排黜甌2冊酹舗号置；鍊12节査娜因.排馳圈賄硼嫩定（翩电机 的觎于自由怖）1.通迪示器刪恫魁大器是否 已进誥备轨2糅外部1/0信号确认同斷启 （SON）幣是否已做亂|投桶刚狐开扉号 （蹄）2. COM漏

16、来接DC却V电臥3SU捋令料（Or）解电机磁鼠瞅指令糾秫低1. 接鵜逞U）集电极开胡冲串畝眈 0P蹣科接DC揪电羸 LSP/LSh'-SG2fil未接通,h2. 未措人臥冲乱同观电机反卷1.与鈿雛跚蟻接黠低1麹帥®的號错畀斗调齡益按嬲下歩魁耐益调鯉1.提商詞黠调整的啊速飙 芯1 Sfflrk撚壯的加鱷来 觑自如益调鼠粧调整不&fW帧的轴左右臓.按酿下方隸酬益调轧 髓安錘症MW34K 壯的彌速来就自菇鋼艷漕鋼整不当5产生位脈益晴定齡斛累此反孵冲卿 師觀側位醍否疋臨因蚱引餓冲计鵝论Screen2Exe. Ink故障检查表r启动般r故礦瞬可能的扁因1播通电源LED不乐LED

17、 抵接头环UA - CNIB ' CN2 CN3 拔出后故 耐 祁崔*1.电瞬电斥磁疾1舸服故丈器枝臨.feJfcCNlA CNlBtUf,故障排隊CN1屯圖.1搗头CN2拔岳.放障排除"1. 飆暑电2. 堀码器故附-接去匚X3拨岀恳故障排除CN3电蜿短斷发生眼警*M10.2节.消除故障原因，2伺腮开启荷呂SON发生提衆绷UU节请除故陰輙没冇伺服輸定电机 em于自rti状蛊)L杭資外部"0悄号晞饥伺胆开启 (SON)信号晁習已趣接2用外部侣号确崖制胆开启借号是1. 束输人伺眼开口仙生儀鳞関2. COM#未搂DCM¥电掘3正恥TI)或醐(SH)开歸号KON伺

18、昵电抓不旋帛。MS示器确认摸柚届谨度描令(VC)的轍隔斑输人棋拟串速度浙令为叫.通过断;蓟认I/O措号前0N/LSP LSN 'STI Sn处于OFF卅认内部速度捲1-?厨设定. 俸数72-75).设定确认轻葩限制1的吸定，"(MNa28)转矩限制水平低转鉅.使用AM转拒限制(TLA)的场 e.通过显示其顒人艇转也限劇水平船T侖或转距.A调整增益低越極转时，速度彳葡宓用攻下调整：1.龍為自动堀益诃整的响应園注1 IX进和4nt的加试速 以完成口动呻益调熬帝證训整不当.血戟转动惯旺太大辱戴词 审电机的轴左右振动°按照味F的方法饗施调整.如果錨孩錘抚MM 3. 4犧以上

19、的仙械述来完啟自瞬益隅带益调幣不均.3. 报警及警告代码运行中发生故障时会产生报警或警告信息。发生报警时ALM-SG之间即被切断。参数No.49设定为口 1时能够输出报警代码， 报警代码是通过各针脚与SG直接按ON/OFF犬态来输出。正常时刻输出报警代码设定前的信号：(CN1B-19: ZSP, CN1A-18: INP和SA, CN1A-19: RD)。报警输出代码表：见MR-J2S-20A “伺服放大器技术资料集”P10-5页。4. 报警的处理方法发生报警，故障信号（ALM处于OFF状态，同时动态制动器开始动作，显示器将显示报警 代码报警代码内容及处理方法，见MR-J2S-20A “伺服放

20、大器技术资料集”P10-6- P10-11页。5. 警告的处理方法 在发生过载警告的场合如果还继续运行，根据负载情况，可能会发生报警，使伺服不能正常运行。警告（AL.E6和AL.EA）发生后，伺服变为 OFF状态。消除报警原因,见MR-J2S-20A “伺服放大器技术资料集”P10-12页。第三章实训项目实训一交流伺服电机驱动器的参数设置、实训目的1 通过实验理解交流伺服电动机的参数设置。2 增强实际操作的能力。、实训仪器序号名称型号与规格数量备注1实训装置THPFXC-2B1台三、实训原理根据交流伺服放大器的速度运行控制方式，在设定好电机内部参数后通过改变外部接线实 现速度控制。四、实训内容

21、与步骤1. 用实验导线将EMG-SON-GN之间连接起来接到主机的 COM端子，+24V-OPC连接起来接三 菱主机上的24V端子，按“ MODE键切换模式，显示进入诊断模式，此时显示 RD-OF，再按上、 下箭头键，直到显示TEST1时按SET键二秒以上，此时数字显示d-01并且最后位小数点闪动。2. 按上、下键，可控制电机做正转或者反转运动。至此确认电机编码线和电机线连接无误。3. 重新设置，进入参数模式，按照下图所示，分别修改相关参数。显示觌号按下"ur、“网二号码就发生变优fH H a"1 11 "s g* J! - 1«fnnnn U U Ud

22、U： 孔 I J、人 ；/按2庆ET”捋定參赃号的设定悄熔州嫌.按2欲UP” 闪媒期闻可以更改设定値*请蛙用“UP"和HDOWN（口2：逮度控制模式）引脚功能设定速度指令P00 1002PO8 1五、实训报告1. 写出在测试模式时参数的设置和运行电机的方法。实训二PLC控制伺服电机的转向和速度、实训目的1、学习编写PLC控制伺服电机程序2、学会运用PLC控制伺服电机的转向、实训设备序号名称型号与规格数量备注1实训装置THPFXC-2B1套2二菱编程电缆1根3计算机（带GX Developer软件）1台自备4三菱可编程控制器数字量8入/8出以上.一台三、控制要求1. “手动/自动”开关

23、拨向手动端电机反转转运行一段距离，“启动/停止”开关拨向启动端电机正转转运行一段距离，同时拨动两个开关电机停止运行。2. 运行到行程开关处时，电机停止运行。四、端口分配1.端子分配及功能表序号PLC地址（PLC端子）符号功能说明1X0启动/停止左转2X1手动/自动右转3Y0PP输出脉冲4Y1NP电机转动方向2伺服参数设置P0设为1000五、实训步骤1. 根据端子分配表接线，用实验导线将EMG-SON-GN之间连接起来接到主机的 COM端子，+24V-OPC连接起来接三菱主机上的24V端子。2. 所有连线检查无误后方可上电。3. 按照“伺服参数设置”正确设置伺服驱动器的参数。（设置操作参见伺服驱

24、动器使用说明）4. 按照控制要求、端子分配表编写控制程序。编写完成程序，根据提示信息修改程序，直 至无误。5. 用SC-90电缆连接PLC编程口和计算机串口， 打开PLC主机电源，将程序下载至PLC中, 下载完成后将 PLC的“ RUN/STOP开关拨至“ RUN状态。6. 按照控制要求，拨动“启动 /停止”、“手动/自动”开关，观察系统的动作情况是否符合 控制要求。适当修改程序直至完全符合控制要求中的事项。实训三小车综合运行控制、实验目的1. 了解和认识现代直线运动控制系统的组成；2. 学习子程序在编程中的应用；3. 掌握可编程控制器在实际小车综合运行控制系统中的应用。、实验设备1.SB15

25、伺服驱动器实训模块一套2. 可编程控制器（含数字量8入/8出以上）3. 安装有PLC编程软件的计算机一根若干，进入手动运行状态，小车按手动方式，进入自动运行状态，小车按自动方式4.SC-90编程电缆5. 实验导线三、控制要求1. 当选择“手动运行”时，系统调用“手动子程序” 运行；2. 当选择“自动运行”时，系统调用“自动子程序” 运行；3. 位置显示单元实时显示当前小车所处位置。四、主程序流程图五、手动自动子程序流程图手动子程序流程图N开始自动=1 ?Y17欢迎下载自动子程序流程图六、端口分配序号PLC地址（PLC端子）面板端子功能说明三菱1.X01“ 1 ”号键值信号输出2.X12“ 2

26、”号键值信号输出3.X23“ 3 ”号键值信号输出4.X3A （传感器信号）左侧传感器信号输出5.X4B （传感器信号）中间传感器信号输出6.X5C （传感器信号）右侧传感器信号输出7.X6手/自动手动/自动模式选择开关8.X7启动/停止启动/停止选择开关9.X10左行程开关10.X11右行程开关11.Y0PP脉冲输入端12.Y1A （位置显示）数码显示控制端子 A13.Y2B （位置显示）数码显示控制端子 B14.Y3NP旋转方向控制15.Y4左行指示16.Y5右行指示17.Y6报警系统报警信号输出七、实验步骤1.按照端口分配表接线，用实验导线将EMG-SON-GN之间连接起来接到主机的CO

27、M端子,+24V-OPC连接起来接三菱主机上的 24V端子。连接PLC与小车运动实物模型；2. 将“启动停止”拨至“启动”状态，将“手动/ 自动”开关首先拨至“自动”状态，观察小车运行状态，记录小车运行规律；3. 将“手动 / 自动”开关首先拨至“手动”状态，点击“1、2、3、”键值按钮，观察小车运动状态；八、实例程序（参见配套光盘）实训四 三菱伺服软件控制伺服运行、实训目的1. 熟悉三菱伺服软件的安装及使用。2. 通过伺服软件设置伺服驱动器的运行参数。3. 通过伺服软件的使用来控制伺服电机的运行。 、实训设备序号名称型号与规格数量备注1实训装置THPFXC-2B1套2三菱伺服通信线MR-CP

28、CATCBL3M1根3计算机(带伺服软件)1台自备三、控制要求1. 通过伺服软件的参数设置及控制伺服电机的运行时要注意外围设备的位置，以防发生碰撞损坏设备。2. 在设定的参数中，若伺服发生报警，应按照报警代码来排除报警。3. 错误的设定可能导致无法预期的运行，应该参照资料进行设定。4. 在实训时要把电脑与三菱伺服驱动器的通信连接线连接好。5. 用实验导线将EMG-SON-GN之间连接起来接到主机的COM端子，+24V-OPC连接起来接三菱主机上的24V端子。四、实训步骤1. 系统安装默认安装Diski文件夹下的Stup.exe。2. 软件使用(1) 软件安装完成， 打开“开始” t “程序”

29、t “ MELSERVA “ SETUP S_W宀“SETUP154C,或打开桌面的快捷方式弹出以下窗口:(2) 在弹出窗口选择菜单“参数”IR-F-eSflfcTKji目日用设冒戟件U5S車竭f卿證菱it- : 'MIW(3) 在下拉窗口中选择“参数设定”歩数一览表Fr.S称貴定值单吃设定范囱-带*标记的审敷谟定启请将!硼陇大器的电遁断幵一很参数值|许細佶J&(X)(4) 在弹出窗口中选择“批量读取”，读出伺服驱动器内的读写参数。疋举叛海Li -Pr.名称设定垃单(5设定范困亠0临制桶式-更空制动ifif半选擇10000000-7712J®1:*功能选押0002OD

30、DD-Oii31i2目动调鉴01 OS0001-042FK3指令廉冲倍率另子5。Q-55354看林冲倍率分母11-6S535n定位范園wopule0-10000t.位置科増益L前rtd/s.4-ZODO73ms0=20000B内訊逵.哽扌旨寻1r/mi rt>-«igg电内削速度指脅总4日5r/me nO-SSfifl T详细信Jft帝隔记酌歩数盪是后淸将伺服放丸器的电源断幵T史 初设宦(V參數值皿1绪 止刚(5) 选择要设置的参数，鼠标选中，在窗口下方输入需要设置的参数，输入的参数应在“设定 范围”允许的范围内。正确输入参数后回车确认输入结果。(6) 选择“批量写入”下载设置参数。注：在对伺服进行参数读写时，将伺服至于停止状态。(7) 参数下载完成后，伺服驱动器需重新上电后，参数才能生效。3伺服软件控制伺服电机的运行(1)打开“开始”- 下窗口：9 “程序”T“MELSERVOt “ SETUP S_W/T “ SETUP154C。弹出以(2)在该窗口中选择“试运行”t“点动运行”会弹出如下窗口。(3)初始设定为电机转速为 200r/min，加减速时间为1000ms,单击“正转”则电机正转, 按下停止top则停止。单击“反转”则电机反向运行，按下停止则停止。(4) 改变设定