罗克韦尔集成运动控制讲义6

六：轴的测试和调整为了在伺服应用上获得最佳效果，要对轴进行测试和调整。在测试和调整过程中轴反馈其物理状态，用以校准内部的位置环和速度环，其过程包括以下步骤：A、 连接诊断。B、 自动处理过程（自整定过程）。C、 动态调整。D、 增益调整。E、 输出调整。A、偏移量调整。伺服驱动器（伺服放大器）模块7段液晶显示代码与含义。7段液晶显示指示灯状态执行如下操作动态循环（相位0）驱动器正在寻找个闭合的SERCOS环网，等待相位1或米取纠正措施，直到到达相位1检查光纤连接端显示固定的1（相位1）驱动器正在寻找活动（激活的）节点，等待相位2,或米取纠正措施，直到到达相位2检查节点地址显示固定的2（相位2）驱动器正在配置（组态）通信的节点，等待相位3,或米取纠正措施，直到到达相位3针对安装的硬件，检查电机程序和驱动器配置显示固定的3（相位3）驱动器正在配置（组态）设备（电机）相关参数，等待相位4，或采取纠正措施，直到到达相位4根据选型检杳电机产品t 口日求号显示固定的4（相位4）驱动器配置（组态）完成，当前处于活动状态状态指示灯参见出版号2094-um001-zh-p（Kinetix6000多轴伺服驱动器）169页“IAM/AM模块状态指示灯”闪烁显示E,后面显示两个数字。驱动器发生故障，处于故障状态故障代码请参见出版号2094-um001-zh-p（Kinetix6000多轴伺服驱动器）165-168页“Kinetix6000驱动器系统故障代码”伺服驱动器（伺服放大器）模块状态指示灯含义。驱动器状态指示灯变频器状态可能的解决办法灭正常，无故障无红色常亮驱动器发生故障，处于故故障代码请参见出版号

障状态2094-um001-zh-p（Kinetix6000多轴伺服驱动器）165-168页“Kinetix6000驱动器系统故障代码伺服驱动器（伺服放大器）模块通信状态指示灯含义。通信状态指示灯变频器状态可能的原因可能的解决办法灭无通信光纤连接松脱确认光纤电缆的连接适当光纤电缆破损更换光纤电缆接收光纤电缆接到了SERCOS发送连接器，反之亦然检查SERCOS光纤电缆的连接是否正确绿色闪烁正在建立通信系统仍处于建立SERCOS通信的过程中等待指示灯变为绿色常亮驱动器模块上的节点地址设置与控制器中的配置不相符确认节点地址开关设置是否正确绿色常亮通信就绪无故障或失效无伺服驱动器（伺服放大器）模块母线状态指示灯含义。母线状态指示灯母线状态状况灭无电源或直流母线不存在1、 当母线电源未接通时，为正常现象2、 存在故障从IAM存在母线电缆1、 在Logix5000应用程序中，没有将IAM模块配置为CommonBusFollow（公关母线从动）2、 施加直流母线电压后，在正常情况下，指示灯开始闪烁绿色之前有2.5秒的延时，从而使公共母线主模块有时间进行预充电绿色闪烁存在母线电源，轴禁用。无故障下列情况下为正常：1、 没有向硬件使能输入（IOD-2）端施加24V电压2、 Logix5000程序中未下达MSO指令绿色常亮存在母线电源，轴启用。无故障下列情况下为正常：1、 向硬件使能输入（IOD-2）端施加了24V电压2、 Logix5000程序中下达了MSO指令A、连接诊断。要测试的是：1、反馈设备标记测试，手动旋转电机轴，完成电机内嵌编码器标记信号的检测。2、反馈测试，手动旋转电机轴，确认反馈A/B/Z接线正确以及反馈A/B的极性。

3、命令和反馈测试，控制电机旋转，确认电机执行动作正确和反馈正确。在进行连接测试之前如果伺服放大器是Ultra3000，要检验其如下状态：--7段数字显示器显示4（表示驱动器配置完毕，并处于活动状态）--ModuleStatus（模块状态）指示灯为绿色闪烁（表示伺服环未闭合=0）--NetworksStatus（网络状态）指示灯保持绿色如果伺服放大器是Ultra6000，要检验其如下状态：--数字显示器显示4（表示驱动器配置完毕，并处于活动状态）--Bus（总线）指示灯绿色闪烁（表示伺服环未闭合=0）--Comm（通讯）指示灯保持绿色在“AxisProperties-Axis0”对话框中的“Hookup”（Hookup[hok^p]连接,接线图）选项卡。如下图所示。degTestIncrement：测试增量。（Test[test]：测试；考验。Increment[irjkrmnt]：AxisProperties-AxisOTestIncrement:DrivePolarit>r:PositivedegTestIncrement：测试增量。（Test[test]：测试；考验。Increment[irjkrmnt]：AxisProperties-AxisOTestIncrement:DrivePolarit>r:PositiveTestFeedback...测试命令与反馈TestCommand&Feedback...驱动器极性测试反馈测试标记Gent：r：alHomingMotionFlaiHookup增长，增量；增额）。输入测试时轴所需移动的距离。此处输入360度。Drive/MotorMotorGainsOutput.L测试增量Feedt：±ckConvereionFaultActionsTagTestMarker...DrivePolarity:驱动器极性。（Polarity[p則民rti]：极性；对立；配极）。表示驱动器伺服环的极性。通过“TestCommand&Feedback…”按钮执行命令和反馈测试而设置，MRHD和MAHD指令也可以自动配置该属性。1、反馈设备标记测试，手动旋转电机轴，完成电机内嵌编码器标记信号的检测。在“AxisProperties-Axis0”对话框中的“Hookup”（Hookup[hok^p]连接，接线图）选项卡中，点击“TestMarker…”按钮，出现下图所示对话框，按照提示信息将轴转动一下。【翻译：手动将轴转动足够大的范围以产生一个标记脉冲信号，并等待命令状态由正在执行中的状态改变为完成状态。如果本次测试标记命令失败，请检查错误产生的原因】命令状态^mmand-MarkerTest在手动转动轴期间，观察“CommandStatus”（命令状态），当显示由“Executing”（正在执行中）最后变为“CommandComplete”（命令完成）。此时“OK”按钮变为可用状态。此时点击“OK此时点击“OK”按钮完成标记测试。如果检测不到编码器标记脉冲信号，则需要检查电机反馈电缆接线是否正确。2、反馈测试，手动旋转电机轴，确认反馈A/B/Z接线正确以及反馈极性。在“AxisProperties-AxisO”对话框中的“Hookup”（Hookup[hok^p]连接，接线图）选项卡中，点击“TestFeedback...”（测试反馈）按钮，出现下图所示对话框，按照提示正向（顺时针）将轴转动360度。【翻译：手动将轴正向转动，并等待命令状态由正在执行中的状态改变为完成状态。如果本次测试反馈命令失败，请检查错误产生的原因】。态。如果本次测试反馈命令失败，请检查错误产生的原因】。在手动转动轴期间，观察“CommandStatus”（命令状态），当显示由“Executing”（正在执行中）最后变为“CommandComplete”（命令完成）。此时“OK”按钮变为可用状态。如下图所示。点击“OK”按钮完成编码器反馈极性的设置。

3、命令和反馈测试，控制电机旋转，检测控制器发送命令和接收驱动器反馈的信号是否成功。在“AxisProperties-AxisO”对话框中的“Hookup”（Hookup[hok^p]连接，接线图）选项卡中，点击“TestCommand&Feedback"（测试命令和反馈）按钮，出现下图所示对话框。【翻译：在线命令会产生运动。在测试执行期间，观察轴运动的方向。执行在线命令吗？】点击“Yes”按钮，确认执行在线命令。如下图所示。此时伺服驱动器的“ModuleStatus”（模块状态）或者Bus（总线）指示灯由绿色闪烁状态变为常亮状态（表示伺服环已经闭合=1）电机开始旋转，此时注意观察轴运转的方向以及电机运转是否有异常。【翻译：检查轴是否在正方向移动。并等待命令状态由正在执行中的状态改变为完成状态。如果本次测试命令/反馈命令失败，请检查错误产生的原因】在测试期间，约3S后，电机顺时针旋转一周，且旋转一周的同时，伺服驱动器的“ModuleStatus”（模块状态）或者Bus（总线）指示灯由绿色常亮状态变为闪烁状态（表示伺服环已经断开=0）。当“CommandStatus”（命令状态）由“Executing”（正在执行中）变为“CommandComplete”（命令完成）。此时“OK”按钮变为可用状态。如下图所示。

点击“OK”按钮。弹出如下对话框。点击“Yes”或“No”确认轴的运转方向是否为正方向（顺时针）。翻译：轴的运转方向是正方向（顺时针）吗？】CancelNoDidtheaxismoveinthepositivedirection?RSLogix5000如果测试没有什么问题，贝否为正方向（顺时针）。翻译：轴的运转方向是正方向（顺时针）吗？】CancelNoDidtheaxismoveinthepositivedirection?RSLogix5000如果测试没有什么问题，贝U点击“Yes”，弹出如下图所示对话框。翻译：等待命令状态由正在执行中的状态改变为完成状态。如果本次测试命令失败，请检查错误产生的原因】0KHelpWaitForcommindtocompltt®sCheckforerrorsifcommand失败，请检查错误产生的原因】0KHelpWaitForcommindtocompltt®sCheckforerrorsifcommandfailte.OnlineCommand-ApplyTestCommandStatus;CommandComplete点击“OK”按钮，弹出如下图所示对话框。【翻译：执行测试成功完成，驱动器极性已经被更新】点击“OK”按钮，然后移除硬件使能输入信号（IOD-2）,完成测试，继续下面的轴的“Tune”（自整定）测试。注意：如果测试失败，即出现下面所示的对话框。【翻译：测试命令不能完成。命令超时，“TestIncrement”（测试增量值）可能设置的过大】此时，点击“OK”按钮T确认测试过程中母线状态指示灯变为绿色常亮T确认硬件使能输入信号（IOD-2）已经施加到正在测试的轴上T确认“Conversion”（转换）选项卡中输入的“ConversionConstant”（转换常量）正确T确认“Hookup”（连接）选项卡中的“TestIncrement”（测试增量）正确T重新点击“TestCommand&Feedback...”（测试命令&反馈…）按钮进行测试。B、自动处理过程（自整定过程）（自动调试过程）。自整定过程是为了设置和优化控制环的功能，使控制环获得最匹配的负载惯量，使得系统响应负载的变化时是平稳的。自整定期间，下列参数将被设置：--比例增益。--积分增益。--最大速度、加速度、减速度。如果在应用期间负载发生改变，必须对轴进行再次自整定测试。自整定测试过程必须在线进行。如果轴在“Limit”（限制）选项卡中设置了“SoftTravelLimit”（软件行程限制）,则在自整定测试过程中必须要取消该限制。在“AxisProperties-AxisO”对话框中的“Dynamic”（［dai囹n^mik］：动态的；动力的,动力学的）选项卡。如下图所示。记录下轴的“MaximumSpeed”（最大速度）、“MaximumAcceleration”（最大加速度0）、“MaximumDeceleration”（最大减速度）的值，以备下面的步骤使用。在“AxisProperties-AxisO”对话框中的“Tune”（［tju:n］:曲调，曲子;（使）和谐，调谐；调整语调；心情）选项卡。如下图所示。

TravelLimit：行程限制。表示自整定期间轴能够移动的最大距离，即调节过程中不允许超出的行程范围。实际的调节过程中，电机轴通过传动机构或者直接与负载相连，所以该值的设置要防止调节过程中对机械设备的损坏，即要将该值设定在负载的限程内，但这并不意味着该值越小越好，如果SERCOS模块在轴运动已经超出行程限制之前，还未能完成对轴的调节，则会弹出对话框提示“Servotravellimitfault”（伺服行程限制故障），并终止调节过程。Speed[spi:d]：速度。表示自整定期间轴可以达到的最大速度。一般应是最大动态速度的40%到80%之间。比如：当“MaximumSpeed”（最大速度）=15300时,则“Speed”（速度）=15300X40%=6120。Torque/Force：扭矩/力。表示自整定期间传递给轴的最大转矩/力命令值,应该设置为允许的最大的安全转矩级别。一般来说,如果设置为较小的值,则是为了限制轴的重载。若设置为100,表示调节过程中轴的最大转矩/力为100%额定转矩。Uni-directionalForwardUni-dinectionalForwardBi-dinectionalReveraeUni-dinectionalUni-directionalForwardUni-dinectionalForwardBi-dinectionalReveraeUni-dinectionalReveraeBi-directionalDirection：方向。表示调试驱动器时命令的运动曲线的方向。如左图所示。一般设置为“ForwardUni-directional”（单向正向）,表示在轴正方向（顺时针）运动时调节增益。注意：“ForwardBi-directional”（双向正向）和"ReverseBi-directional”（双向反向）主要用于调节摩擦补偿（FrictionCompensation）和转矩偏移（TorqueOffset）oDampingFactor[dmpifkt]：制动阻尼因子（因数）（系数）。注意：如果阻尼系数较小,对轴执行阶跃响应时会使轴产生不可控的振动。如果阻尼系数较大,虽然使系统的阶跃响应没有超调并且很稳定,但动态响应会变慢。Tune：整定。实际使用中,需要根据电机轴所连接的实际负载情况、现场条件等因素,来进行适当的选择,从而使调节后的轴运动更加稳定,响应更加快速。主要由以下几项组成：--PositionErrorIntegrator：位置误差积分器。决定是否计算位置积分增益。--VelocityErrorIntegrator：速度误差积分器。决定是否计算速度积分增益。--velocityFeedforward：速度前馈。决定是否计算速度前馈量。--AccelerationFeedforward：加速度前馈。决定是否计算加速度前馈量。--OutputFilter：输出过滤器。决定是否计算输出过滤带宽和是否使用输出低通滤波。--TorqueOffset:扭矩偏移量。决定是否计算转矩偏移量，此值将在“Offset”（偏移量）页面“Torque/ForceOffset”（扭矩/力偏移量）中被使用。如果此处未选择，则对应的值=0。--FrictionCompensation:摩擦补偿。（Friction[frikfn]:摩擦（力）；冲突）。决定是否计算摩擦补偿，此值将在“Offset”偏移量）页面“FrictionCompensation”（摩擦补偿；中被使用。如果此处未选择，则对应的值=0。单击“StartTuning”（开始整定）按钮开始整定，弹出如下对话框。【翻译:在线命令可能导致轴的运动，执行在线命令吗？】点击“Yes”按钮，确认电机开始运行。当调节完毕，将弹出“TuneResult”（调节结果。Result[rfzAlt]：结果；后果）对话框。如下图所示。PositionLoopBandwidth:位置环带宽。表示运动轴位置给点的相应速度。一般来说，带宽越高响应越快。LoadInertiaRatio:负载惯量比。（Load[lod]:负载。InertiaRatio[i^n:J]国reij!u]:惯性（量）比）。表示负载惯量和电机惯量之间的比值。

点击“OK”按钮。弹出“ApplyTune”（应用调节。Apply[pla]：应用，运用,适用；申请，请求；敷（药））对话框。如下图所示。其中“CommandStatus”（命令状态）显示为“CommandComplete”（命令完成）。【翻译：等待命令状态由正在执行中的状态改变为完成状态。如果本次测试命令失败，请检查错误产生的原因】OnlineCommand-ApplyTuneCommwdStatus: CommandCompieieWaitforWaitforcommandtocompleteiZ-ieckforerraiifcommandFails.Heto点击“OK”按钮，显示自整定相关的属性或参数已被更新，如下图所示。Heto【翻译：应用自整定成功完成，自整定相关的属性已被更新，可以参考帮助列表】点击“OK”按钮，移除硬件使能输入信号（）IOD-2），完成轴的自整定过程。如果测试失败，弹出下图所示的对话框。【翻译：自整定命令不能完成，命令超时】此时，点击“ok”按钮T调整“Tune”（自整定）对话框中的“Speed”（速度）值T更多信息可以参见相应