Servosystemauswahl unter Berücksichtigung von Faktoren
Es gibt viele Faktoren, die wir beachten müssen, wenn wir die richtigen Servoprodukte für eine bestimmte Anwendung auswählen. Um die beste Leistung des gesamten Servosystems zu erzielen, müssen 9 Aspekte berücksichtigt werden.
1. Die Wahl der Motordaten
Wenn der Motor angelassen wird, gibt es 3 wichtigste Standards: Drehzahl, Drehmoment und Rotationsträgheit.
Die ersten beiden Kriterien liegen auf der Hand und können im Allgemeinen mit Hilfe der vom Hersteller bereitgestellten "Sizing" -Software berechnet werden .
Wenn Sie diese Programme verwenden, geben Sie die Art der Bewegung ein, die in der Anwendung erforderlich ist, und die Software berechnet automatisch das erforderliche Drehmoment und die Drehzahl basierend auf der Art der Last und des Antriebs (Getriebe, Riemen, Zahnstange, Kugelumlaufspindel usw.). Während die Rotationsträgheit weniger intuitiv ist, ist sie gleichermaßen wichtig. Da es die meisten Kupplungen gibt, die mit ihrem mechanischen Verbindungsgetriebe verbunden sind , ist es von größter Wichtigkeit, dass die Motordrehträgheit gegenüber der Lastreflexträgheit nicht zu groß ist.
Wenn der Anteil von beiden zunimmt, wird dies zu einer erheblichen Zunahme der Anpassungsschwierigkeiten führen. Da Regelungsalgorithmen sich entwickeln, nimmt die Geschwindigkeit des Mikroprozessors zu und das zulässige Verhältnis nimmt zu, aber das herkömmliche 10: 1 Trägheitsmomentverhältnis ist eine sichere Wahl.
2.Load-Verbindung
Soll der Motor direkt angeschlossen werden? Einige Servogeräte erlauben es, die Last direkt an den Rotor des Motors anzuschließen. Mit minimaler Nachgiebigkeit und niedrigen Beschleunigungs- / Verzögerungsraten kann ein Trägheitsverhältnis von über 100: 1 erreicht werden. Die vom Hersteller bereitgestellte Auswahlsoftware ist das beste Werkzeug, um diese Konstruktionsrichtlinien anzupassen, um das Trägheitsverhältnis des Systems auf ein angemessenes Niveau zu begrenzen .
3.Energy erneuerbare Verwendung
Ein weiterer Faktor, den Servosysteme in vielen Anwendungen berücksichtigen müssen, ist die Fähigkeit, die durch Motoren und Lasten erzeugte wiederverwendbare Energie zu handhaben. Das hier verwendete Servosystem ist der Verstärker. Wenn das Motordrehmoment in einer Richtung ist und sich der Motor in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Der Motor sendet regenerative Energie zurück an den Verstärker. Dies liegt daran, dass das grundlegende Design des Motors dem Generator entspricht.
Die Energie, die auf die Motorwicklungen übertragen wird, erzeugt elektromagnetische Felder, so dass sich der Motorrotor und der Permanentmagnet drehen werden. Wenn der Motorrotor rotiert, erregen die Permanentmagnete die Wicklungen. Es gibt viele verschiedene Arten des Fahrens zur Verwendung. erneuerbare Energie.Einige kleine Treiber verwenden Buskondensatoren, um diese Energien zu absorbieren, und der größere Fahrer verbraucht diese Wärme mit interner Widerstandsheizung.Die Auswahlsoftware, die vom Hersteller zur Verfügung gestellt wird, gibt normalerweise den Energierückgewinnungsprozess.
4.Effektive Stromkreisregeneration
Für einige große Systeme sind in der Regel mit Konvertern ausgestattet, so dass die Energie zurück an die Systemstromversorgungsschaltung übertragen werden kann.Ein weiterer Faktor, der bei der Auslegung eines Servosystems berücksichtigt werden muss, ist die Menge an regenerativer Energie , die der Antrieb handhaben kann, wenn die Das Design ermöglicht eine Trägheitsabweichung zwischen dem Motor und der Last.
Externe Leistungswiderstände sind in der Regel an den Verstärker angeschlossen, wenn überschüssige Anwendungen aus erneuerbaren Energien behandelt werden.
wird ein Faktor der Besorgnis, und müssen große Trägheitslasten schnell reduzieren, diese Anwendungen sind im Allgemeinen vertikal orientiert.
Offensichtlich muss der Verstärker neben den regenerativen Funktionen auch den Motor mit der richtigen Spannung und dem richtigen Strom versorgen , um die gewünschte Drehzahl und das gewünschte Drehmoment zu erreichen. Die Wahl der richtigen Leistungsanforderungen für Motoren und Verstärker ist erst der Anfang.
5.Systemanforderungen steuern
Als nächstes müssen wir die Steuerung Bedürfnisse behandeln. Lassen Sie uns zurück zum Motor zuerst gehen.Nach Definition, benötigt das Servosystem immer ein Feedback-Gerät. Derzeit ist das Feedback-Gerät in der Regel ein hochauflösender Decoder oder Resolver.Um sicherzustellen, dass Wenn die erforderliche Positioniergenauigkeit erfüllt ist, muss das Rückmeldungsgerät die richtige Auflösung für Wiederholbarkeit und Genauigkeit aufweisen. Der Verstärker muss auch mit dem Signaltyp kompatibel sein, der von der am Motor montierten Rückführungsvorrichtung stammt.
6.Positionierungsgenauigkeit
Traditionell gibt der Decoder die Positions- und Geschwindigkeitsinformationen auf beiden Kanälen über eine Impulsfolge weiter und sendet sie an die
Da jedoch die Genauigkeit dieser Decoder stark verbessert wurde, haben einige Hersteller begonnen, serielle
Decodern mit höheren Übertragungsraten anstelle von Impulsfolgen, um diese Informationspakete zu liefern. Diese Decoder für serielle Anschlüsse liefern Signale mit höherer Auflösung für eine höhere Störfestigkeit und andere Arten von Signalen. Diese zusätzlichen Informationen umfassen die Motortemperatur und sogar die Motorteilnummer .
In Servosystemen, wenn der Motor und der Verstärker vom gleichen Hersteller geliefert werden, kann das Feedback-Gerät den Motor erkennen und an den Verstärker liefern, wodurch automatisch interne Parameter für optimalen Betrieb und Motorschutz eingestellt werden können.
7.Kommunikationsverbindungsleistung
Wenn der Motor und der Verstärker mit Antriebs- und Rückführungsgeräten aufeinander abgestimmt sind und die für die
Anwendung, kann beginnen, das Befehlssignal zwischen dem Verstärker und dem Bewegungssteuerpult zu betrachten. Für Einachsanwendungen ist es üblich, den Steuerpult an einer Seite des Verstärkers einzubetten oder anzubringen. Einige Anwendungen integrieren es in ein übergeordnetes Kontrollsystem .Die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) oder die programmierbare Automatisierungssteuerung (PAC) kann die gesamte Einheit oder Leitung steuern und diese Informationen über digitale Eingabe / Ausgabe (I / O) oder Kommunikationsprotokolle wie EtherNet / IP oder Modbus TCP / IP.
8.Steueroberflächenauswahl
Bei Mehrachsanwendungen sind die Regler im Allgemeinen unabhängig. Üblicherweise gibt der Controller den Befehl im Allgemeinen ein +10 V-Signal aus, das die Drehzahl oder das Drehmoment darstellt. Die meisten Hersteller bieten jetzt webbasierte Lösungen an. handhaben höher auflösende Rückkopplung und können mehr Diagnoseinformationen vom Verstärker sammeln. Es sind viele Bewegungsnetze verfügbar, von denen jedes seine Vor- und Nachteile hat.
9.Die Wahl des Bewegungssteuerungsnetzwerks
Viele der neueren Motion-Control-Netzwerke basieren auf Ethernet-Hardware und nutzen ihre ständig steigenden Raten und inkrementellen Kosten voll aus. Es kann jedoch nicht davon ausgegangen werden, dass sie mit dem entsprechenden Controller oder einem anderen Teil des Netzwerks kompatibel sein müssen. RJ-45-Anschluss am Verstärker.
Die Protokolle, die in diesen Netzwerken ausgeführt werden, bestimmen die Kompatibilität des Systems. EtherCAT, Mechatrolink III und Powerlink sind mehrere schnelle deterministische Netzwerke, die auf dem Ethernet-Protokoll basieren und für die Bewegungssteuerung geeignet sind .
Netzwerkbasierte Servosysteme sind normalerweise mit Ethernet-Ports konfiguriert, die gemeinsame Industrieprotokolle wie Modbus TCP / IP und EtherNet / IP verwenden können, um Diagnose- und Produktinformationen an das Überwachungsnetzwerk zu melden.