Возможности сервоприводов
Режимы управления
Сервоприводы обеспечивают управление:
- Положением
- Скоростью
- Моментом
В любом устройстве или оборудовании сервопривод может использоваться для выполнения одной из следующих задач: позиционирование, поддержание заданной скорости, поддержание заданного усилия на валу двигателя.
Управление положением
Позиционирование нагрузки – сервопривод используется в режиме управления положением для перемещения нагрузки – по заданной траектории, в заданную координату, смещение на заданную величину и т.п. Основная задача сервопривода – достижение положения, которое указывается одним из поддерживаемых им методов.
Методы задания положения:
- Импульсное управление сигналами PULSE/DIR, CW/CCW, двухфазный сигнал A и B
- Задание параметров перемещения и точек остановки через таблицу параметров
- CANOpen
- EtherCat
- Profinet
При решении задачи позиционирования сервоприводу требуется также указание величины скорости и профили ускорения и замедления. Скорость, ускорение и замедление являются второстепенными величинами при позиционировании, т.е. сервопривод может снизить скорость ниже указанной величины, если это требуется для достижения заданного положения. Но в любом случае, скорость вращения не будет превышать заданную величину.
Импульсное управление положением
Для позиционирования предусмотрена функция управления сигналами PULSE/DIR или CW/CCW. Чаще всего данная функция востребована в станках с ЧПУ. При управлении сигналами PULSE/DIR ("Шаг"/"Направление") скорость перемещения пропорциональна частоте следования сигналов PULSE (импульсы напряжения +24В), направление определяется уровнем сигнала DIR.
CW/CCW — модификация управления PULSE/DIR — для вращения по часовой стрелке подается управляющая частота PULSE на вход CW, против часовой стрелки — на вход CCW.
Двухфазный импульсный сигнал (фазы A и B со сдвигом 90°) используется при работе с некоторыми контроллерами, при синхронизации привода с внешними энкодерами, сельсинами, а также при синхронизации сервоприводов между собой.
Для коррекции соответствия количества управляющих импульсов и разрешения энкодера возможно применение функции электронной редукции. В случае значения электронной редукции 1/1 количество управляющих импульсов для выполнения одного оборота соответствует разрешению энкодера серводвигателя. При необходимости это соотношение можно изменить, задав новое значение (числитель и знаменатель коэффициента электронной редукции вводятся отдельно).
Задание параметров перемещения и точек остановки через таблицу параметров
Сервоприводы поддерживают режим внутреннего управления положением, при котором задание параметров перемещения и точек остановки осуществляется через таблицу параметров.
Данный режим управления позволяет создавать несколько отдельных отрезков движения, с независимыми параметрами, максимальное количество таких отрезков 32. Для каждого отрезка перемещения задаются значения скорости, ускорения, величины перемещения (или координата), время задержки выполнения. Отрезки перемещения создают последовательность, которая может выполняться однократно или циклично.
Подробнее о внутреннем задании положенияУправление скоростью
Поддержание заданной скорости - сервопривод используется в режиме управления скоростью для непрерывного движения нагрузки. Основная задача сервопривода — стабилизация частоты вращения нагрузки в соответствии с заданием. Целевая скорость вращения сервопривода указывается одним из поддерживаемых им методов.
Методы задания скорости:
Управление моментом
Поддержание заданного момента - сервопривод используется в режиме управления моментом для создания целевого усилия на валу серводвигателя. Основная задача сервопривода — обеспечить на валу момент, заданный одним из поддерживаемых методов.
Методы задания момента:
- Задание целевого момента аналоговым сигналом -10В...+10В
- Ограничение момента параметрами
- Переключение величин ограничения момента внешними дискретными сигналами
При решении задачи управления моментом сервопривод начинает вращение, скорость которого лимитируется за счет момента сопротивления нагрузки. В случае, если момент сопротивления нагрузки меньше, чем заданная выходная величина крутящего момента, скорость сервопривода может повыситься до значения, опасного для безопасной работы оборудования. Для предотвращения повреждения системы используется функция ограничения скорости при управлении моментом. Такми образом, сервопривод увеличивает скорость вращения до тех пор, пока либо не достигнет заданной величины выходного крутящего момента, либо не достигнет предела разрешенной скорости (ограничение скорости). Если дальнейшее вращение невозможно при заданном целевом значении момента, движение останавливается, сервопривод генерирует усилие на валу в остановленном состоянии.
Подробнее о режиме аналогового управления моментомОграничение крутящего момента
Во всех поставляемых сервоприводах есть функция задания значения ограничения выходного крутящего момента. Если достижение заданного положения или заданной скорости невозможно при заданной величине ограничения момента, движение останавливается. Если внешнее ограничение момента не задано, сервопривод использует для выполнения задачи всю доступную для данного исполнения серводвигателя мощность. При необходимости сервопривод превышает номинальный крутящий момент для достижения требуемого положения или скорости, входя в режим перегрузки. Все поставляемые сервоприводы допускают троекратную перегрузку, ограниченную по времени.
Подробнее об ограничении выходного моментаДополнительные функции
Сервоприводы имеют ряд вспомогательных функций и дополнительных возможностей, которые обеспечивают быструю настройку и легкую интеграцию привода в промышленные системы.
Вспомогательные функции могут использоваться как в режиме пусконаладки для подбора оптимальных настроек работы привода или контроля рабочих параметров, так и для промежуточного мониторинга в режиме штатной работы системы. Дополнительные возможности расширяют функционал стандартных режимов управления, позволяя исключить из системы лишние элементы и упростить логику работы управляющего контроллера.
Для облегчения настройки и контроля параметров системы используются:
-
JOG – тестовый запуск сервопривода, режим ручного управления
Режим JOG предназначен для тестовых запусков и проверки правильности настройки контуров обратной связи.
-
Автоматическая или ручная корректировка аналоговых управляющих сигналов
При использовании функции автоматической корректировки смещения аналогового управляющего сигнала блок измеряет величину смещения и корректирует данные сигнала. Регулировка производится для аналоговых сигналов управления скоростью и моментом.
-
Режим монитора - контроль состояния сервопривода
Сервоприводы имеют режим мониторинга, в котором предоставляется возможность отображать на дисплее текущую и заданную скорость, текущий и заданный момент, состояние входных и выходных сигналов, текущее положение (по энкодеру), текущую ошибку позиционирования, сигналы от датчика обратной связи.
-
Автоматическая регулировка и определение момента инерции нагрузки
Функция автоматической настройки рассчитывает момент инерции нагрузки при работе сервопривода и задает параметры таким образом, чтобы обеспечить изменение коэффициентов контуров обратной связи сервопривода в соответствии с жесткостью системы.
-
Отображение истории ошибок и аварийных ситуаций
Сервоприводы фиксируют возникающие ошибки и аварийные состояния и предоставляют возможность просматривать 10 последних аварийных ситуаций. Информация позволяет более эффективно осуществить настройку сервопривода и детектировать причины возможных возникающих неисправностей по коду ошибки.
-
Готовое программное обеспечение
Программное обеспечение для работы с сервоприводами предоставляется бесплатно. Связь сервоприводов с компьютером для параметризации и настройки осуществляется по USB или RS-485.
Для расширения возможностей стандартных режимов управления в сервоприводах предусмотрены:
-
Функция поиска начального положения
Сервопривод обеспечивает возможность настройки направления и скорости поиска нулевой точки по датчику (концевому выключателю), а также по метке C энкодера.
-
Установка ограничения перемещения
Если существуют механическое ограничение перемещения, то использование этой функции позволит предотвратить выход системы за пределы установленных границ. Сервоприводы предоставляют два метода ограничения перемещения – по счетчику фактического положения и по датчикам. Датчики на ограничение перемещения подключаются ко входам блока управления (отдельные входы ля ограничения движения в прямом и реверсном направлениях).
-
Электронная редукция
Электронная редукция используется для назначения коэффициента масштабирования, т.е. указания величины перемещения, соответствующей одному управляющему сигналу при импульсном управлении положением.
-
Блокировка сигналов управления положением
Эту функцию можно использовать, например, при необходимости остановить двигатель, не прекращая следование управляющих импульсных сигналов с внешнего управляющего контроллера.
-
Функция фиксации при аналоговом управлении скоростью
Данная функция при внешнем аналоговом управлении скоростью позволяет осуществить фиксацию вала двигателя по внешнему дискретному сигналу.
-
Функция управления стояночным тормозом
Стояночный тормоз двигателя применяется при вертикальном расположении нагрузки или при наличии иных внешних сил, кроме силы тяжести, под воздействием которых возможно нежелательное перемещение нагрузки во время стоянки (при выключенном питании привода).
-
Использование тормозного резистора
Сервопривод позволяет использование внутреннего и внешнего тормозного резистора.
-
Функция динамического торможения
один из основных способов осуществления резкого торможения двигателя. Торможение двигателя осуществляется за счет замыкания электрической тормозной цепи, встроенной в двигатель.
-
Плавный пуск и остановка
Функция плавного пуска преобразует внутри сервопривода ступенчатое задание скорости в заданное уровень ускорения или замедления.
-
Возможность управления внешними сигналами через коммуникационный интерфейс
В случаях невозможности использовать физические внешние сигналы, сервоприводы SERVO-E позволяют управлять каждым из сигналов через коммуникационный интерфейс. Управление сигналами производится считыванием и записью определенного адреса памяти блока управления. Для каждого из сигналов назначается способ управления - физически через внешний контакт или программно через интерфейс обмена.
-
Функция подавления низкочастотных колебаний нагрузки
Для нагрузки с низкой жесткостью низкочастотная вибрация будет постоянно возникать во время быстрого ускорения или замедления. Вибрация может замедлить время позиционирования и повлиять на эффективность работы системы. Функция подавления низкочастотной вибрации встроена в сервоприводы путем расчета положения нагрузки и ее компенсации.
Сервоприводы SERVO-E обеспечивают плавную работу, с контролем по положению, скорости, моменту. Приводы отличаются широким диапазоном рабочих скоростей, высокой точностью позиционирования и плавностью перемещения.
Для удобства работы и расширения сферы возможных применений сервоприводы SERVO-E имеют дополнительную функциональность.