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伺服电机控制结构

2016-5-8 08:05:34 4404 伺服驱动器控制系统伺服电机

0 伺服电机控制系统由几个部分组成，分别是：工控机、西门子PLC 、功能模块FM353、伺服驱动器SJDE-04A、伺服电机SJME04A，如图3-1所示。其中工控机上实现人机界面，使操作员能够实时查看电机状态和对电机进行操作；西门子PLC上实现运行控制程序，并根据运行结果控制功能模块FM353工作；功能模块FM353与伺服驱动器相连，控制电机按相应的方式转动；驱动器则用来驱动电机运转，将低电平信号转换为伺服电机需要电平，并为伺服电机提供能量；伺服电机按操作员预期进行转动，驱动柱式调压器调节电压。工控机与西门子PLC CPU通过以太网相连，西门子PLC CPU与功能模块FM353通过背板总线进行通信，功能模块FM353与驱动器SJDE-04A之间的信号则通过接口连线传递，驱动器SJDE-04A与伺服电机SJME04A之间的通信则是由安川公司特殊总线接口实现。通信连线中，只有功能模块FM353与驱动器SJDE-04A之间需要根据所需功能调研并实验后实现，其他的连线则都可以通过各自的标准接口实现。用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟输入/输出控制各种类型的机械运动或生产过程。可编程逻辑控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计，专为在工业环境应用而设计的。可编程逻辑控制器具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点，所以对于具有高频和高压干扰的加速器来说，选择可编程逻辑控制器作为下位控制器的最佳选择，根据被控加速器的系统结构以及特点，决定采用西门子S7-300型PLC作为可编程控制单元。柱式调压器选择安川伺服电机SJME04A作为柱式调压器驱动电机，其有两款驱动器，分别是SJDE-04A和SJDE_02ANA，其中，SJDE-04A价格较低，仅可采用位置控制，控制方便简单，而SJDE_02ANA，价格较高，但可以采用转矩、位置、速度控制，接口复杂，且需要其公司提供的配套控制器来控制。由于柱式调压器只需要实现简单位置控制，而且加速器的控制器为西门子PLC，所以为了方便配套，选择SJDE-04A作为该伺服电机驱动器，同时选择西门子PLC的功能模块FM353作为伺服电机的控制单元。 FM353能够提供的最大频率为200KHz，当伺服电机驱动器使用1000P/REV档位时，控制器输出频率为50KHz，伺服电机即可达到额定速度3000r/min，当使用2500P/REV档位时，控制器输出频率为200KHz时，电机转速达到2400 r/min。实际运行中可根据具体需要选择FM353频率和伺服驱动器档位。在本文中，选择2500P/REV档位，该档位相对1000 P/REV档位来说有更大的驱动能力和更高的精度。 5
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