一、 Epsilon SWB发泡模机运动控制要求
下图为Epsilon SWB发泡模机的基本机械结构图。该机有上模翻转、下模翻转、整体翻转3 个角度位置控制和上模升降一个垂直位置控制,定位精度要求都很高。其中上模满载时重达半吨。
电驱动必须实现并满足如下要求:
丹佛斯FC302驱动器能够同时带两台异步伺服电机,作电机自适应时只要将电机功率、电机电流设为2台异步伺服电机的总合就可以了。
2.机械抱闸控制
图三、机械抱闸控制时序图
丹佛斯FC302驱动器内置起重设备专用的机械抱闸控制输出,上图为其动作的时序图,电机起动之初是工作于转矩输出方式的,在机械抱闸逐步松开的过程中,电机控制模式也平滑地从转矩控制模式转换为转速控制模式。在过渡期间,还可以提升转速控制的PID,有助于进一步提高驱动器的负载响应能力。
3. 下模翻转和整体翻转是通过曲柄机构实现的,因此实际机械角度与电机角位移是非线性关系
图四、电机角位移-机械翻转角度关系图
这要靠运动控制器内部运算或用查表插值运算的办法解决。
二、 运动控制的高速总线通讯接口程序编制和定义:
现场总线通讯控制在主站和从站之间传递预定字长的过程数据,丹佛斯运动控制器在现场总线网络中作为远程伺服控制工作站运行,控制命令的执行和实际位置、状态的反馈全靠过程数据交互实现。为了方便与其他主机的衔接,在参考了西门子FM系列运动控制模块的控制办法,再结合现场总线的控制特点,定义了如下过程数据:
表一:过程数据PCD定义
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PCD1
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PCD2
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PCD3
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PCD4
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写入
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控制字
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速度给定
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位置给定
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转矩给定
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读出
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状态字
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当前实际速度
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当前实际位置
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当前实际转矩
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位
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位 = 0
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位 = 1
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0
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自由运行
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伺服锁定
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1
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正转
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反转
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2
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点动
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3
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转速控制模式
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4
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转矩控制模式
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5
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相对定位控制模式
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6
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绝对定位控制模式
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7
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回零位
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8
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故障复位
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9
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动作完成标志清除
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10-15
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保留
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位
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位 = 0
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位 = 1
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0
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自由运行
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伺服锁定
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1
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正转
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反转
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2
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点动
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3
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转速控制模式
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4
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转矩控制模式
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5
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相对定位控制模式
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6
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绝对定位控制模式
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7
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回零位
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8
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故障复位
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9
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动作完成标志清除
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10-15
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保留
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位
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位 = 0
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位 = 1
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0
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无正转限位信号
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正转限位信号动作
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1
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无反转限位信号
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反转限位信号动作
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2
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机械制动抱紧
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机械制动释放
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3
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运动过程中
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动作完成
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4
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驱动系统正常
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驱动系统报警
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5
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运动控制器控制就绪
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6
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回零位完成
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7-15
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保留
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三、丹佛斯运动控制器简介:
丹佛斯运动控制器是与丹佛斯的FC300系列驱动器紧密结合的,其接口如右图所示: X55为编码器2输入接口,缺省用于连接从电机编码器; X56为编码器1输入接口,缺省用于连接主电机编码器; X57为10数字量输入接口; X58为24VDC电源; X59为8数字量输出接口。X56为编码器1输入接口,缺省用于连接主电机编码器;X57为10数字量输入接口;X58为24VDC电源;X59为8数字量输出接口。
丹佛斯运动控制器的编程方式
丹佛斯运动控制器能提供如下基本功能:
四、主控PLC的编程办法:
主机中关于运动控制部分的子程序可以按如下逻辑框图编程:
程序例:
五、使用效果:
系统实际运行效果非常理想,响应速度快、速度平稳,完全达到了控制技术要求。通用的丹佛斯远程控制器达到了替代专用PLC运动控制模块的作用。FC302的优异性能,保障了定位精度。由于自定义的通讯过程数据、控制字定义清晰简洁,主机控制程序开发变得更容易了。
六、结束语:
使用西门子的PLC加西门子的位置控制模块,编程会是一个艰巨而繁复的工作,但是利用Profibus现场通讯总线直接控制控制丹佛斯的运动控制器,将繁复的程序功能交给远程伺服工作站以分布式方式处理,不但可以节省系统成本,还大大提高了整机开发速度,值得在自动化控制领域推广。