首頁/ 汽車/ 正文

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

為了在伺服應用上獲得最佳效果,要對軸進行測試和調整。在測試和調整過程中,軸反饋其物理狀態,用以校準內部的位置環和速度環,其過程包括以下步驟:

A、連線診斷。

B、自動處理過程(自整定過程)。

C、動態調整。

D、增益調整。

E、輸出調整。

A、 偏移量調整。

伺服驅動器(伺服放大器)模組7段液晶顯示程式碼與含義。

7段液晶顯示指示燈

狀態

執行如下操作

動態迴圈(相位0)

驅動器正在尋找一個閉合的SERCOS環網,等待相位1或採取糾正措施,直到到達相位1

檢查光纖連線端

顯示固定的1(相位1)

驅動器正在尋找活動(啟用的)節點,等待相位2,或採取糾正措施,直到到達相位2

檢查節點地址

顯示固定的2(相位2)

驅動器正在配置(組態)通訊的節點,等待相位3,或採取糾正措施,直到到達相位3

針對安裝的硬體,檢查電機程式和驅動器配置

顯示固定的3(相位3)

驅動器正在配置(組態)裝置(電機)相關引數,等待相位4,或採取糾正措施,直到到達相位4

根據選型檢查電機產品目錄號

顯示固定的4(相位4)

驅動器配置(組態)完成,當前處於活動狀態

狀態指示燈參見出版號2094-um001-zh-p(Kinetix 6000多軸伺服驅動器)169頁“IAM/AM模組狀態指示燈”

閃爍顯示E,後面顯示兩個數字。

驅動器發生故障,處於故障狀態

故障程式碼請參見出版號2094-um001-zh-p(Kinetix 6000多軸伺服驅動器)165-168頁“Kinetix 6000驅動器系統故障程式碼”

伺服驅動器(伺服放大器)模組狀態指示燈含義。

驅動器狀態指示燈

變頻器狀態

可能的解決辦法

正常,無故障

紅色常亮

驅動器發生故障,處於故障狀態

故障程式碼請參見出版號2094-um001-zh-p(Kinetix 6000多軸伺服驅動器)165-168頁“Kinetix 6000驅動器系統故障程式碼

伺服驅動器(伺服放大器)模組通訊狀態指示燈含義。

通訊狀態指示燈

變頻器狀態

可能的原因

可能的解決辦法

無通訊

光纖連線鬆脫

確認光纖電纜的連線適當

光纖電纜破損

更換光纖電纜

接收光纖電纜接到了SERCOS傳送聯結器,反之亦然

檢查SERCOS光纖電纜的連線是否正確

綠色閃爍

正在建立通訊

系統仍處於建立SERCOS通訊的過程中

等待指示燈變為綠色常亮

驅動器模組上的節點地址設定與控制器中的配置不相符

確認節點地址開關設定是否正確

綠色常亮

通訊就緒

無故障或失效

伺服驅動器(伺服放大器)模組母線狀態指示燈含義。

母線狀態指示燈

母線狀態

狀況

無電源或直流母線不存在

1、當母線電源未接通時,為正常現象

2、存在故障

從IAM存在母線電纜

1、在Logix 5000應用程式中,沒有將IAM模組配置為CommonBusFollow(公關母線從動)

2、施加直流母線電壓後,在正常情況下,指示燈開始閃爍綠色之前有2。5秒的延時,從而使公共母線主模組有時間進行預充電

綠色閃爍

存在母線電源,軸禁用。

無故障

下列情況下為正常:

1、沒有向硬體使能輸入(IOD-2)端施加24V電壓

2、Logix 5000程式中未下達MSO指令

綠色常亮

存在母線電源,軸啟用。

無故障

下列情況下為正常:

1、向硬體使能輸入(IOD-2)端施加了24V電壓

2、Logix 5000程式中下達了MSO指令

A、

連線診斷。

要測試的是:

1、反饋裝置標記測試,手動旋轉電機軸,完成電機內嵌編碼器標記訊號的檢測。

2、反饋測試,手動旋轉電機軸,確認反饋A/B/Z接線正確以及反饋A/B的極性。

3、命令和反饋測試,控制電機旋轉,確認電機執行動作正確和反饋正確。

在進行連線測試之前

如果伺服放大器是Ultra 3000,要檢驗其如下狀態:

——7段數字顯示器顯示4(表示驅動器配置完畢,並處於活動狀態)

——Module Status(模組狀態)指示燈為綠色閃爍(表示伺服環未閉合=0)

——Networks Status(網路狀態)指示燈保持綠色

如果伺服放大器是Ultra 6000,要檢驗其如下狀態:

——數字顯示器顯示4(表示驅動器配置完畢,並處於活動狀態)

——Bus(匯流排)指示燈綠色閃爍(表示伺服環未閉合=0)

——Comm(通訊)指示燈保持綠色

在“Axis Properties – Axis0”對話方塊中的“Hookup”(Hookup [hʊkʌp] 連線,接線圖)選項卡。如下圖所示。

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

Test Increment:測試增量。(Test [test]:測試;考驗。Increment [ɪŋkrəmənt]:增長,增量;增額)。輸入測試時軸所需移動的距離。此處輸入360度。

Drive Polarity:驅動器極性。(Polarity [pəˈlærəti]:極性;對立;配極)。表示驅動器伺服環的極性。透過 “Test Command & Feedback …”按鈕執行命令和反饋測試而設定, MRHD 和 MAHD指令也可以自動配置該屬性。

1、反饋裝置標記測試,手動旋轉電機軸,完成電機內嵌編碼器標記訊號的檢測。在“Axis Properties – Axis0”對話方塊中的“Hookup”(Hookup [hʊkʌp] 連線,接線圖)選項卡中,點選“Test Marker…”按鈕,出現下圖所示對話方塊,按照提示資訊將軸轉動一下。

【翻譯:手動將軸轉動足夠大的範圍以產生一個標記脈衝訊號,並等待命令狀態由正在執行中的狀態改變為完成狀態。如果本次測試標記命令失敗,請檢查錯誤產生的原因】

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

在手動轉動軸期間,觀察“Command Status”(命令狀態),當顯示由“Executing”(正在執行中)最後變為“Command Complete”(命令完成)。此時“OK”按鈕變為可用狀態。

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

此時點選“OK”按鈕完成標記測試。如果檢測不到編碼器標記脈衝訊號,則需要檢查電機反饋電纜接線是否正確。

2、反饋測試,手動旋轉電機軸,確認反饋A/B/Z接線正確以及反饋極性。

在“Axis Properties – Axis0”對話方塊中的“Hookup”(Hookup [hʊkʌp] 連線,接線圖)選項卡中,點選“Test Feedback…”(測試反饋)按鈕,出現下圖所示對話方塊,按照提示正向(順時針)將軸轉動360度。

【翻譯:手動將軸正向轉動,並等待命令狀態由正在執行中的狀態改變為完成狀態。如果本次測試反饋命令失敗,請檢查錯誤產生的原因】。

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

在手動轉動軸期間,觀察“Command Status”(命令狀態),當顯示由“Executing”(正在執行中)最後變為“Command Complete”(命令完成)。此時“OK”按鈕變為可用狀態。如下圖所示。點選“OK”按鈕完成編碼器反饋極性的設定。

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

3、命令和反饋測試,控制電機旋轉,檢測控制器傳送命令和接收驅動器反饋的訊號是否成功。在“Axis Properties – Axis0”對話方塊中的“Hookup”(Hookup [hʊkʌp] 連線,接線圖)選項卡中,點選“Test Command & Feedback ”(測試命令和反饋)按鈕,出現下圖所示對話方塊。

【翻譯:線上命令會產生運動。在測試執行期間,觀察軸運動的方向。執行線上命令嗎?】

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

點選“Yes”按鈕,確認執行線上命令。如下圖所示。此時伺服驅動器的“Module Status”(模組狀態)或者Bus(匯流排)指示燈由綠色閃爍狀態變為常亮狀態(表示伺服環已經閉合=1)

電機開始旋轉,此時注意觀察軸運轉的方向以及電機運轉是否有異常。

【翻譯:檢查軸是否在正方向移動。並等待命令狀態由正在執行中的狀態改變為完成狀態。如果本次測試命令/反饋命令失敗,請檢查錯誤產生的原因】

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

在測試期間,約3S後,電機順時針旋轉一週,且旋轉一週的同時,伺服驅動器的“Module Status”(模組狀態)或者Bus(匯流排)指示燈由綠色常亮狀態變為閃爍狀態(表示伺服環已經斷開=0)。當 “Command Status”(命令狀態)由“Executing”(正在執行中)變為“Command Complete”(命令完成)。此時“OK”

按鈕變為可用狀態。如下圖所示。

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

點選“OK”按鈕。彈出如下對話方塊。點選“Yes”或“No”確認軸的運轉方向是否為正方向(順時針)。

【翻譯:軸的運轉方向是正方向(順時針)嗎?】

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

如果測試沒有什麼問題,則點選“Yes”,彈出如下圖所示對話方塊。

【翻譯:等待命令狀態由正在執行中的狀態改變為完成狀態。如果本次測試命令失敗,請檢查錯誤產生的原因】

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

點選“OK”按鈕,彈出如下圖所示對話方塊。

【翻譯:執行測試成功完成,驅動器極性已經被更新】

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

點選“OK”按鈕,然後移除硬體使能輸入訊號(IOD- 2),完成測試,繼續下面的軸的“Tune”(自整定)測試。

注意:如果測試失敗,即出現下面所示的對話方塊。

【翻譯:測試命令不能完成。命令超時,“Test Increment”(測試增量值)可能設定的過大】

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

此時,點選“OK”按鈕à確認測試過程中母線狀態指示燈變為綠色常亮à確認硬體使能輸入訊號(IOD - 2)已經施加到正在測試的軸上à確認“Conversion”(轉換)選項卡中輸入的“Conversion Constant”(轉換常量)正確à確認“Hookup” (連線)選項卡中的“Test Increment”(測試增量)正確à重新點選“Test Command & Feedback…”(測試命令&反饋…)按鈕進行測試。

A、

自動處理過程(自整定過程)(自動除錯過程)。

自整定過程是為了設定和最佳化控制環的功能,使控制環獲得最匹配的負載慣量,使得系統響應負載的變化時是平穩的。自整定期間,下列引數將被設定:

——比例增益。

——積分增益。

——最大速度、加速度、減速度。

如果在應用期間負載發生改變,必須對軸進行再次自整定測試。自整定測試過程必須線上進行。如果軸在“Limit”(限制)選項卡中設定了“Soft Travel Limit”(軟體行程限制),則在自整定測試過程中必須要取消該限制。

在“Axis Properties – Axis0”對話方塊中的“Dynamic”([daɪˈnæmɪk]:動態的;動力的,動力學的)選項卡。如下圖所示。

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

記錄下軸的“Maximum Speed”(最大速度)、“Maximum Acceleration”(最大加速度0)、“Maximum Deceleration”(最大減速度)的值,以備下面的步驟使用。

在“Axis Properties – Axis0”對話方塊中的“Tune”([tju:n]:曲調,曲子;(使)和諧,調諧;調整語調;心情)選項卡。如下圖所示。

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

Travel Limit :行程限制。表示自整定期間軸能夠移動的最大距離,即調節過程中不允許超出的行程範圍。實際的調節過程中,電機軸透過傳動機構或者直接與負載相連,所以該值的設定要防止調節過程中對機械裝置的損壞,即要將該值設定在負載的限程內,但這並不意味著該值越小越好,如果SERCOS模組在軸運動已經超出行程限制之前,還未能完成對軸的調節,則會彈出對話方塊提示“Servo travel limit fault”(伺服行程限制故障),並終止調節過程。

Speed [spi:d]:速度。表示自整定期間軸可以達到的最大速度。一般應是最大動態速度的40%到80%之間。比如:當“Maximum Speed”(最大速度)=15300時,則“Speed”(速度)= 15300 X 40% = 6120 。

Torque / Force :扭矩/力。表示自整定期間傳遞給軸的最大 轉矩/力 命令值,應該設定為允許的最大的安全轉矩級別。一般來說,如果設定為較小的值,則是為了限制軸的過載。若設定為100,表示調節過程中軸的最大轉矩/力為100%額定轉矩。

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

Direction :方向。表示除錯驅動器時命令的運動曲線的方向。如左圖所示。一般設定為“Forward Uni - directional”(單向正向),表示在軸正方向(順時針)運動時調節增益。

注意:“Forward Bi - directional”(雙向正向)和“Reverse Bi - directional”(雙向反向)主要用於調節摩擦補償(Friction Compensation)和轉矩偏移(Torque Offset)。

Damping Factor [dæmpiŋ ˈfæktə]:制動阻尼因子(因數)(係數)。

注意:如果阻尼係數較小,對軸執行階躍響應時會使軸產生不可控的振動。如果阻尼係數較大,雖然使系統的階躍響應沒有超調並且很穩定,但動態響應會變慢。

Tune :整定。實際使用中,需要根據電機軸所連線的實際負載情況、現場條件等因素,來進行適當的選擇,從而使調節後的軸運動更加穩定,響應更加快速。主要由以下幾項組成:

——Position Error Integrator :位置誤差積分器。決定是否計算位置積分增益。

——Velocity Error Integrator :速度誤差積分器。決定是否計算速度積分增益。

——velocity Feedforward :速度前饋。決定是否計算速度前饋量。

——Acceleration Feedforward :加速度前饋。決定是否計算加速度前饋量。

——Output Filter :輸出過濾器。決定是否計算輸出過濾頻寬和是否使用輸出低通濾波。

——Torque Offset :扭矩偏移量。決定是否計算轉矩偏移量,此值將在“Offset”(偏移量)頁面“Torque / Force Offset”(扭矩 / 力 偏移量)中被使用。如果此處未選擇,則對應的值=0 。

——Friction Compensation :摩擦補償。(Friction [frɪkʃn]:摩擦(力);衝突)。決定是否計算摩擦補償,此值將在“Offset”(偏移量)頁面“Friction Compensation”(摩擦補償)中被使用。如果此處未選擇,則對應的值=0 。

單擊“Start Tuning”(開始整定)按鈕開始整定,彈出如下對話方塊。

【翻譯:線上命令可能導致軸的運動,執行線上命令嗎?】

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

點選“Yes”按鈕,確認電機開始執行。當調節完畢,將彈出“Tune Result”(調節結果。Result

[rɪˈzʌlt]:結果;後果

)對話方塊。如下圖所示。

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

Position Loop Bandwidth :位置環頻寬。表示運動軸位置給點的相應速度。一般來說,頻寬越高響應越快。

Load Inertia Ratio :負載慣量比。(Load [ləʊd]:負載。Inertia Ratio [iˈnə:ʃjə ˈreiʃiəu]:慣性(量)比)。表示負載慣量和電機慣量之間的比值。

點選“OK”按鈕。彈出“Apply Tune”(應用調節。Apply [əˈplaɪ]:應用,運用,適用;申請,請求;敷(藥))對話方塊。如下圖所示。

其中“Command Status”(命令狀態)顯示為“Command Complete”(命令完成)。

【翻譯:等待命令狀態由正在執行中的狀態改變為完成狀態。如果本次測試命令失敗,請檢查錯誤產生的原因】

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

點選“OK”按鈕,顯示自整定相關的屬性或引數已被更新,如下圖所示。

【翻譯:應用自整定成功完成,自整定相關的屬性已被更新,可以參考幫助列表】

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

點選“OK”按鈕,移除硬體使能輸入訊號()IOD - 2),完成軸的自整定過程。

如果測試失敗,彈出下圖所示的對話方塊。

【翻譯:自整定命令不能完成,命令超時】

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

此時,點選“OK”按鈕à調整“Tune”(自整定)對話方塊中的“Speed”(速度)值à更多資訊可以參見相應的Logix 5000運動控制模組使用者手冊à重新點選“Start Tuning”(開始整定)按鈕開始自整定。

自整定過程改變的相關屬性(引數):

“Gain”(增益)選項卡

Velocity Feedforward Gain(速度前饋增益)

Acceleration Feedforward Gain(加速度前饋增益)

Position Proportional Gain(位置比例增益)

Position Integral Gain(位置積分增益)

Velocity Proportional Gain(速度比例增益)

Velocity Integral Gain(速度積分增益)

“Dynamic”(動態)選項卡

Maximum Velocity(最大速度)

Maximum Acceleration(最大加速度)

Maximum Deceleration(最大減速度)

“Output”(輸出)選項卡

Torque Scaling(轉矩縮放)(轉矩比例)

Velocity Scaling(速度縮放)(速度比例)

Low Pass Output Filter(低通輸出濾波器)

“Limit”(限制)選項卡

Position Error Tolerance(位置偏差容限)

自整定調節過程中可能遇到的普遍故障。

1、”Tune Speed”(調節速度)設定的過低。如下圖所示。檢查其值是否為“Dynamic”(動態)選項卡中“Maximum Speed”(動態最大速度)的40%至80%。

【翻譯:調節速度過低,自整定命令不能完成】

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

2、”Tune Speed”(調節速度)確實在40%至80%之間,但仍然失敗的話,可能是因為機械未能和帶負載的電機相匹配。

自整定命令不能完成,伺服行程限制故障。如下圖所示。可能存在的原因:

羅克韋爾(AB)PLC講解,運動控制講解(6)軸的測試和調整

1、 “Tune Travel Limit”(調節行程限制)設定的過低。

2、 “Tune Speed”(調節速度)確實在40%至80%之間,所以調節速度沒有達到造成限制故障。

相關文章

頂部