Wybór Servo System Biorąc pod uwagę czynniki
Jest wiele czynników, które musimy wziąć pod uwagę przy wyborze odpowiednich produktów serwo do konkretnego zastosowania. Aby osiągnąć najlepszą wydajność całego układu serwo, należy wziąć pod uwagę 9 aspektów.
1. Wybór specyfikacji silnika
Gdy silnik jest uruchomiony, istnieją 3 najważniejsze standardy: prędkość, moment obrotowy i bezwładność obrotowa.
Pierwsze dwa kryteria są oczywiste i ogólnie można je obliczyć za pomocą oprogramowania "wielkościowego" dostarczonego przez producenta.
Podczas korzystania z tych programów należy wprowadzić rodzaj ruchu wymaganego w aplikacji, a oprogramowanie automatycznie oblicza wymagany moment obrotowy i prędkość w zależności od rodzaju obciążenia i napędu (skrzynia biegów, pasek, zębatka, śruba kulowa itp.). Chociaż bezwładność obrotowa jest mniej intuicyjna, to jest równie ważna. Ponieważ do połączenia z mechaniczną przekładnią jest podłączona większość sprzęgła , niezwykle ważne jest, aby bezwładność obrotowa silnika była porównywana z bezwładnością odruchu obciążenia, niezbyt dużą.
Wraz ze wzrostem obu tych parametrów nastąpi znaczny wzrost trudności regulacji. Wraz z rozwojem algorytmów regulacji wzrasta prędkość mikroprocesora i wzrasta dopuszczalny współczynnik, ale tradycyjny współczynnik bezwładności obciążenia 10: 1 jest bezpiecznym wyborem.
2. Połącz z urządzeniem
Czy silnik powinien być podłączony bezpośrednio? Niektóre serwonapędy umożliwiają podłączenie obciążenia bezpośrednio do wirnika silnika. Przy minimalnej podatności i niskich prędkościach przyspieszania / zwalniania można osiągnąć stosunek bezwładności przekraczający 100: 1. Oprogramowanie doboru dostarczone przez producenta jest najlepszym narzędziem do dostosowania tych wytycznych projektowych, aby ograniczyć stosunek bezwładności układu do odpowiedniego poziomu.
3.Energy odnawialne wykorzystanie
Innym czynnikiem, który systemy serwo muszą uwzględniać w wielu zastosowaniach, jest zdolność radzenia sobie z energią wielokrotnego użytku wytwarzaną przez silniki i obciążenia. W tym przypadku serwerem jest wzmacniacz. Gdy moment silnika jest w jednym kierunku, a silnik porusza się w przeciwnym kierunku , silnik wyśle energię regeneracyjną z powrotem do wzmacniacza. Dzieje się tak, ponieważ podstawowa konstrukcja silnika jest taka sama jak generator.
Energia przekazywana do uzwojeń silnika będzie wytwarzać pola elektromagnetyczne, tak że wirnik silnika i magnes stały będą się obracać. Podobnie, gdy rotor silnika obraca się, magnesy stałe zasilają uzwojenia. Istnieje wiele różnych sposobów jazdy do użycia energia odnawialna. Niektóre małe sterowniki wykorzystują kondensatory magistrali do pochłaniania tych energii, a większy sterownik zużywa to ciepło z wewnętrznym ogrzewaniem rezystancyjnym. Oprogramowanie wyboru dostarczone przez producenta zwykle zapewnia proces regeneracji energii.
4. Efektywna regeneracja obwodu
W przypadku niektórych dużych systemów są zwykle wyposażone w konwertery, dzięki czemu energia może być przekazywana z powrotem do obwodu zasilania systemu. Innym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu układu serwomechanizmu, jest ilość energii regeneracyjnej, którą napęd może obsłużyć, jeśli konstrukcja umożliwia niedopasowanie bezwładności między silnikiem a obciążeniem.
Zewnętrzne rezystory mocy są zwykle podłączone do wzmacniacza, gdy zajmują się nadmiarem odnawialnych źródeł energii. Jako grawitacja
staje się czynnikiem niepokojącym i wymaga szybkiego zmniejszenia dużych obciążeń bezwładnościowych, te aplikacje są zasadniczo zorientowane pionowo.
Oczywiście, oprócz funkcji regeneracji, wzmacniacz musi również zapewnić silnikowi odpowiednie napięcie i prąd, aby osiągnąć pożądaną prędkość i moment obrotowy. Wybór odpowiednich wymagań mocy dla silników i wzmacniaczy to dopiero początek.
5. Wymagania systemowe sterowania
Następnie musimy zająć się potrzebami sterowania. Wróćmy najpierw do silnika. Zgodnie z definicją, system serwo zawsze potrzebuje urządzenia sprzężenia zwrotnego. Obecnie urządzeniem sprzężenia zwrotnego jest ogólnie dekoder lub resolver o wysokiej rozdzielczości. Aby zapewnić, że wymagana dokładność pozycjonowania jest spełniona, urządzenie sprzężenia zwrotnego musi mieć odpowiednią rozdzielczość dla powtarzalności i dokładności . Wzmacniacz musi być również kompatybilny z rodzajem sygnału pochodzącym z urządzenia sprzężenia zwrotnego zamontowanego na silniku.
6. Dokładność pozycjonowania
Tradycyjnie dekoder przekazuje informacje o pozycji i prędkości na obu kanałach za pośrednictwem ciągu impulsów i odsyła go z powrotem do
wzmacniacz.Jednakże, ponieważ dokładność tych dekoderów została znacznie poprawiona, niektórzy producenci zaczęli używać seryjnego
dekodery o wyższych szybkościach transmisji zamiast sekwencji impulsów dostarczających te pakiety informacji. Te dekodery portów szeregowych dostarczają sygnały o wyższej rozdzielczości dla wyższej odporności na szum i inne rodzaje sygnałów. Te dodatkowe informacje obejmują temperaturę silnika, a nawet numer części silnika.
W systemach serwonapędów, gdy silnik i wzmacniacz są zasilane przez tego samego producenta, zdolność urządzenia sprzężenia zwrotnego do rozpoznawania i dostarczania silnika do wzmacniacza, który automatycznie umożliwia mu ustawienie parametrów wewnętrznych dla optymalnej pracy i ochrony silnika.
7. Wydajność połączenia komunikacyjnego
Kiedy silnik i wzmacniacz z napędem i urządzeniami sprzężenia zwrotnego pasują do siebie i mają rozdzielczość wymaganą dla
aplikacji, może zacząć brać pod uwagę sygnał sterujący między wzmacniaczem a kontrolerem ruchu. W aplikacjach jednoosiowych często umieszcza się lub podłącza kontroler na jedną stronę wzmacniacza. Niektóre aplikacje integrują go z układem sterowania wyższego poziomu . Programowalny sterownik logiczny (PLC) lub programowalny kontroler automatyzacji (PAC) może sterować całym urządzeniem lub linią i przekazywać te informacje do jednostopniowego kontrolera ruchu poprzez cyfrowe wejścia / wyjścia (I / O) lub protokoły komunikacyjne, takie jak EtherNet / IP lub Modbus TCP / IP.
8. Wybór interfejsu sterowania
W aplikacjach wieloosiowych kontrolery są generalnie niezależne. Normalnie , wydawane przez kontroler polecenie ma generalnie sygnał +10 V, reprezentujący prędkość lub moment. Większość producentów oferuje obecnie rozwiązania internetowe. Te rozwiązania sieciowe wymagają mniejszej ilości przewodów i mogą obsługują sprzężenie o wyższej rozdzielczości i mogą zbierać więcej informacji diagnostycznych ze wzmacniacza. Dostępnych jest wiele sieci ruchu, z których każda ma swoje zalety i wady.
9. Wybór sieci sterowania ruchem
Wiele nowszych sieci sterowania ruchem opiera się na sprzęcie Ethernet i w pełni wykorzystuje ich stale rosnące stawki i dodatkowe koszty. Nie można jednak zakładać, że musi on być kompatybilny z odpowiednim kontrolerem lub inną częścią sieci ze względu na Złącze RJ-45 na wzmacniaczu.
Protokoły, które działają w tych sieciach, określą kompatybilność systemu.EtherCAT, Mechatrolink III i Powerlink to kilka szybkich sieci deterministycznych, które są oparte na protokole Ethernet i są odpowiednie do sterowania ruchem .
Sieciowe serwosilniki są zwykle konfigurowane z portami Ethernet, które mogą wykorzystywać popularne protokoły przemysłowe, takie jak Modbus TCP / IP i EtherNet / IP, do raportowania informacji diagnostycznych i produktów do sieci monitorowania.