位置伺服电机的驱动信号分析

位置伺服电机的驱动信号分析

在当今的科学和技术进步时代，为了满足现代人对货物包装的满意要求，包装印刷生产线的高自动化和位置跟踪的精度要求越来越高。将各类先进技术以群体综合应用方式应用于包装线上,谋求实现包装印刷生产线高自动化、高效能已迫在眉捷。而全数字化交-直-交流变频伺服驱动器控制精度高、响应速度快、抗干扰性强。将它应用于包装线上形成闭环位置控制器有非常重要的意义。它解决了包装印刷上靠人工进行初始定位和调节,操作复杂,定位误差大,动态节拍慢,运动中发生错位现象严重,套色生产困难等许多问题。1高效位置控制器我们使用变频驱动器为松下MSD全数字式矢量控制系统。它利用PWM脉宽调制变频,性能强大,适用于高性能位置控制器,它有38个参数设置,6种控制方式,其中脉冲串位置控制最为独特。因为它使用一定频率的脉冲信号作为代表位置命令的输入信号,在复杂的工作现场中,它比模拟速度输入信号精度高,抗干扰性强。1.1函数发生器、交流到变压器图1所示为IGBT整流变压的PWM型矢量控制变频调速系统的原理图。频率给定信号经软起动作为给定积分器的输入,给定积分器的输出分别控制频率和正、反转。函数发生器是为了低频时保持电动机气隙磁通一定,补偿定子电阻压降的影响而设置的。逆变器输出电压控制采用电压电流双环调节系统。变频控制电路采用一个绝对值放大器。这是因为给定信号可正可负,而PWM调节需要极性不变的控制信号。变频控制信号控制三相正弦波发生器,产生频率可变的三相正弦波,PWM调制信号是由恒幅变频正弦波与三角波比较而产生的。根据给定信号正、负,经逻辑切换电路改变相序,以实现正、反转控制。1.2监视功能的功能(1)MINAS系列具有各种参数可用来调节系统的特性功能,正确设定这些参数可使系统达到最好的运动状态。(2)它具有监视功能。如偏差脉冲数监视,电动转速监视,电动机转矩监视。(3)显示CNI/F的输入/输出控制状态。(4)显示故障原因于历史。(5)可通过计算机对MSD进行监视与操作。1.3设置参数no(1)在位置控制方式时,使偏差计数清0信号CL释放,使脉冲指令禁止信号INH释放,电机处于SBRVO-LOCK状态。(2)设置参数NO。02为0,此方式是位置(脉冲串)控制方式。(3)设置参数NO。29为1,电机转速正比于输入脉冲频率f*p25/p26*p27=2500*4*n/60。(4)通过参数21将速度前馈系数设置最小。(5)设置参数03的值至较大值而不至于发生震荡为止。(6)设置位置环增益20参数较大不至于发生震荡为止。(7)设置速度环积分时间常数04参数较小值,其值越小,位置偏差值相减就越大。2服装自动化系统的介绍和设计本系统由一台PC机、S7-200可编程控制器MSD变频驱动系统组成控制核心,其结构见图2所示。2.1印刷时色标的检测整个传动系统由最初轴头安装一台旋转编码器,随着传动系统的运转,编码器产生连续的脉冲信号,即每转一周发出N个脉冲,根据锟子周长可换算出20mm相当于多少个脉冲。此脉冲信号作为输入给定信号,每个色锟上装置一台色标传感器,可以检测到印品上的色标,然后把检测到的印刷品上的色标信号转化为电脉冲信号反馈到PLC高速计数器中,由软件进行比较、分析、运算、逻辑判断后对执行机构输出控制量,调节色锟的相对位置,消除印刷错位。在套色印刷中,一般采用改变印版滚筒的转动角度以达到调整印刷位置的目的,其闭环控制如图3所示。图3中检测装置为色标传感器,它把检测到的色标信号转化为电脉冲信号送入PLC中,执行机构是交流伺服系统,它由PLC直接驱动。PLC把检测到的信号与存储器预先测定好的标准值相比较得到偏差值,然后按PID运算规律根据脉冲偏差数算出该发出多少个脉冲,由PLC的PTO集成脉冲输出脉冲偏差数给交流电机驱动器MSD中,驱动器处于位置脉冲串控制方式,根据偏差的正负值驱动电机正转、反转一定的角度来修正位置偏差。3软件方案的设计本系统的软件包括应答程序、通讯程序、初始化对零程序、主程序。这里只介绍主程序与初始化对零程序。主程序与初始化对零程序如图4所示。3.1在系统自动控制的情况下,plc根据桥梁初始化对零程序的任务是使系统一合电源包装印刷机就能自动地对某个给定值进行跟踪而逐渐减少错位。当编码器的回0脉冲一到起动计数器,PLC一旦检测到色标信号就立即读取计数值,作为标准值送入存储器中。当系统投入工作时,PLC把随机读到的计数值与标准值相比较,系统就可以自动调节了。主程序的任务是完成位置偏差的校正。4采用全历程电机的脉冲电源在包装印刷系统中我国与外国存在明显差距,国内大多数先进