西門子伺服電機(jī)控制方式有脈沖、模擬量和通訊控制這三種,在不同的應(yīng)用場景下,該如何確定選擇伺服電機(jī)控制方式?
1、伺服電機(jī)脈沖控制方式
在一些小型單機(jī)設(shè)備,選用脈沖控制實(shí)現(xiàn)電機(jī)的定位,應(yīng)該是zui常見的應(yīng)用方式,這種控制方式簡單,易于理解?;镜目刂扑悸罚好}沖總量確定電機(jī)位移,脈沖頻率確定電機(jī)速度。選用了脈沖來實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的控制,翻開伺服電機(jī)的使用手冊,一般會(huì)有如下這樣的表格:
都是脈沖控制,但是實(shí)現(xiàn)方式并不一樣:
di一種,驅(qū)動(dòng)器接收兩路(A、B路)高速脈沖,通過兩路脈沖的相位差,確定電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。如上圖中,如果B相比A相快90度,為正轉(zhuǎn);那么B相比A相慢90度,則為反轉(zhuǎn)。運(yùn)行時(shí),這種控制的兩相脈沖為交替狀,因此我們也叫這樣的控制方式為差分控制。具有差分的特點(diǎn),那也說明了這種控制方式,控制脈沖具有更高的抗干擾能力,在一些干擾較強(qiáng)的應(yīng)用場景,優(yōu)先選用這種方式。但是這種方式一個(gè)電機(jī)軸需要占用兩路高速脈沖端口,對(duì)高速脈沖口緊張的情況,比較尷尬。
第二種,驅(qū)動(dòng)器依然接收兩路高速脈沖,但是兩路高速脈沖并不同時(shí)存在,一路脈沖處于輸出狀態(tài)時(shí),另一路必須處于無效狀態(tài)。選用這種控制方式時(shí),一定要確保在同一時(shí)刻只有一路脈沖的輸出。兩路脈沖,一路輸出為正方向運(yùn)行,另一路為負(fù)方向運(yùn)行。和上面的情況一樣,這種方式也是一個(gè)電機(jī)軸需要占用兩路高速脈沖端口。
第三種,只需要給驅(qū)動(dòng)器一路脈沖信號(hào),電機(jī)正反向運(yùn)行由一路方向IO信號(hào)確定。這種控制方式控制更加簡單,高速脈沖口資源占用也少。在一般的小型系統(tǒng)中,可以優(yōu)先選用這種方式。
2、伺服電機(jī)模擬量控制方式
在需要使用伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)速度控制的應(yīng)用場景,我們可以選用模擬量來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的速度控制,模擬量的值決定了電機(jī)的運(yùn)行速度。模擬量有兩種方式可以選擇,電流或電壓。電壓方式,只需要在控制信號(hào)端加入一定大小的電壓即可。西門子伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)簡單,在有些場景使用一個(gè)電位器即可實(shí)現(xiàn)控制。但選用電壓作為控制信號(hào),在環(huán)境復(fù)雜的場景,電壓容易被干擾,造成控制不穩(wěn)定;電流方式,需要對(duì)應(yīng)的電流輸出模塊。但電流信號(hào)抗干擾能力強(qiáng),可以使用在復(fù)雜的場景。
3、伺服電機(jī)通信控制方式
采用通信方式實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)控制的常見方式有CAN、EtherCAT、Modbus、Profibus。使用通信的方式來對(duì)電機(jī)控制,是目前一些復(fù)雜、大系統(tǒng)應(yīng)用場景shou選的控制方式。采用通信方式,系統(tǒng)的大小、電機(jī)軸的多少都易于裁剪,沒有復(fù)雜的控制接線。搭建的系統(tǒng)具有*的靈活性。
伺服電機(jī)的速度控制和轉(zhuǎn)矩控制都是用模擬量來控制的。位置控制是通過發(fā)脈沖來控制的。具體采用什么控制方式要根據(jù)客戶的要求,滿足何種運(yùn)動(dòng)功能來選擇。如果您對(duì)電機(jī)的速度、位置都沒有要求,只要輸出一個(gè)恒轉(zhuǎn)矩,當(dāng)然是用轉(zhuǎn)矩模式。
如果對(duì)位置和速度有一定的精度要求,而對(duì)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩不是很關(guān)心,用轉(zhuǎn)矩模式不太方便,用速度或位置模式比較好。如果上位控制器有比較好的閉環(huán)控制功能,用速度控制效果會(huì)好一點(diǎn)。如果本身要求不是很高,或者,基本沒有實(shí)時(shí)性的要求,用位置控制方式對(duì)上位控制器沒有很高的要求。
就伺服驅(qū)動(dòng)器的響應(yīng)速度來看,轉(zhuǎn)矩模式運(yùn)算量小,驅(qū)動(dòng)器對(duì)控制信號(hào)的響應(yīng)zui快;位置模式運(yùn)算量大,驅(qū)動(dòng)器對(duì)控制信號(hào)的響應(yīng)慢。
對(duì)運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)態(tài)性能有比較高的要求時(shí),需要實(shí)時(shí)對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)整。那么如果控制器本身的運(yùn)算速度很慢(比如PLC,或低端運(yùn)動(dòng)控制器),就用位置方式控制。如果控制器運(yùn)算速度比較快,可以用速度方式,把位置環(huán)從驅(qū)動(dòng)器移到控制器上,減少驅(qū)動(dòng)器的工作量,提高效率(比如大部分中運(yùn)動(dòng)控制器);如果有更好的上位控制器,還可以用轉(zhuǎn)矩方式控制,西門子伺服電機(jī)把速度環(huán)也從驅(qū)動(dòng)器上移開,這一般只是控制器才能這么干,而且,這時(shí)*不需要使用伺服電機(jī)。