大家知道,伺服应用大体离不开三种基本应用模式:位置模式、速度模式、转矩模式。
位置模式:伺服就工作在指令脉冲控制状态下,利用每一个脉冲代表一个位移,精准到每一个脉冲的位移量,以达到位置的精确控制目的。
速度模式:侧重于速度的可控性、准确性、便利性。我们应当知道,传统电机,以往(伺服变频以前)的大部分电机速度控制调节是很困难的。如果认识了解过录音带、CD机等老家电产品的人应该知道,录音带机芯上的电机是带有复杂的调速电路的直流电机,调定一个速度就一直用下去;CD机芯让盘转起来的主轴电机其实就是伺服电机,直流伺服电机;因为盘片高速运转也需要精确的转速。
转矩模式:侧重于电机扭力输出的准确性、可调节性控制。
速度模式、转矩模式,采用模拟量控制,位置模式用的是数字信号——指令脉冲来控制。
下面,我们来看看三菱伺服,关于脉冲指令的一些说明和规范:(图例都是三菱J4_A型说明书截图)
图中说明,输入脉冲的波形,有三种选择,通过参数 Pr.PA13可设置具体指令脉冲形式。图中的接线图例,还说明指令脉冲输入的具体接线方式:漏型和源型。
源型输入与漏型输入,都是相对于 PLC输入 公共端(COM端 或 M端)而言, 电流流入 则为漏型,电流流出 则为源型。源型输出 与 漏型输出,也是相对于PLC输出公共端(COM端或M端)而言,但是电流流入 则为源型,电流流出 则为漏型。可以看出输出与输入相反,只要记住其对应的输入(或输出)的接线方式就可知道其输出(或输入)的接线方式。
图例说明,三菱伺服的指令脉冲输入端口,您可以针对具体的PLC,调整接法匹配。图例上还有一个我们不能忽略的信息:指令脉冲的接线,都是采用带屏蔽的双绞线!
下图是集电极开路方式的接线示意图,同样脉冲指令接线也是带屏蔽的双绞线。采用集电极开路方式,最大输入脉冲频率200Kpulses/s;指令脉冲的传输电缆2m以下;还有输入脉冲的条件,这里举的是方向指令脉冲列(就是方向符号与脉冲串一起组成一路脉冲)的脉冲方式,条件说明脉冲波形的要求,与及两路脉冲之间的条件。
下面这幅图才算是指令脉冲的最优应用的方式:差动(差分)线驱动方式。可以用到最长的电缆(差分信号规范),用到最高的指令脉冲频率(伺服驱动器支持),抗干扰能力最优最佳(差分信号本身就是为 抗干扰 和 远距离传输 而设的)。图中还画出了方向脉冲串的示范图例:
伺服驱动器 位置控制模式 是由两路脉冲输入控制,每路脉冲通道的两根物理线路的同一时间节点位置,信号是互反对称的(下图PP与PG是一路,NP与NG是另一路)。正转时,PP、PG一组互反的脉冲串,同时的NP、NG组是互反(±5V)的方向信号;反转时,PP、PG则输出互反(±5V)的指令信号,相同的时间内NP、NG组是一组互反的脉冲串。
再加上双绞线的传输方式,能到到优良的抗干扰效果:同一个时间节点,无论是一组脉冲线路或者两组脉冲线路受到外来信号冲击,在每条线路上如正常信号一般难以分辨区别的可能性微乎其微,因为无论四根线(两组信号),还是两根线(单组信号),所走的信号都不相同(每组互反),双绞线模式,又让每组线缆同一时间节点上受到的外来冲击源尽可能相同,屏蔽网更是首先做了屏蔽隔离的作用。
这就是屏蔽双绞线和指令脉冲形式的重要作用。
既然指令脉冲形式重要,指令脉冲形式就要根据具体使用环境能够调整改变,于是,具体的参数设置需求就来了。下面两幅截图,就是关于Pr.PA13参数的设置说明,以及指令脉冲波形图例。
通过PA13参数
设置参数位: _ _ _ x
初始值:
0h (说明默认参数为 “ 正转、反转脉冲列 ”)
指令输入脉冲列形式选择
0
:正转、反转脉冲列
1
:有符号脉冲列
2
:
A
相、
B
相脉冲列
(
伺服放大器将
4倍频获取输入脉冲的值。
)
关于设定值,请参照下表。
注
1.
连接手动脉冲发生器
MR-HDP01时,请选择
“2”。
设置参数位
_ _ x _
初始值:
0h (说明默认参数为 “正逻辑”)
脉冲列逻辑选择
0
:正逻辑
1
:负逻辑
关于设定值,请参照下表。
注
1.
请结合从连接的控制器接收的指令脉冲逻辑。
设置参数位: _ x _ _ 初始值: 1h (说明默认参数为 “指令输入脉冲列在
1Mpulse/s以下
”)
指令输入脉冲列滤波器选择
选择指令脉冲频率相匹配的滤波器,可提高噪音的耐力。
0
:指令输入脉冲列在
4Mpulse/s以下时
1
:指令输入脉冲列在
1Mpulse/s以下时
2
:指令输入脉冲列在
500kpulse/s以下时
3
:指令输入脉冲列在
200kpulse/s以下时
(
软件版本
A5
以后开始对应
)
“1”
支持到
1Mpulse/s为止的指令。输入
1Mpulse/s~4Mpulse/s的指令时
请设置
“0”。
设置不正确的值将造成下列错误动作。
·
设置的值高于实际指令时,噪音耐力下降。
·
设置的值低于实际指令时,发生错位。
注
1.
连接手动脉冲发生器
MR-HDP01时,请勿选择
“0”、“1”。
设置位置: x _ _ _
初始值:
0h
制造商设置用
下图是输入脉冲形式的选择:
三种选择,
“
方向脉冲列(正转、反转脉冲列)”
、
“
脉冲列+符号”
、
“
AB相脉冲列”
;加上定义
方向逻辑,就成为下图的
六种设置可能了。
设置位置: _ _ _ x
初始值:
0h
指令输入脉冲列形式选择
0
:正转、反转脉冲列
1
:有符号脉冲列
(
脉冲列+符号)
2
:
A
相、
B
相脉冲列
(
伺服放大器将
4倍频获取输入脉冲的值。
)
关于设定值,请参照下表。
注
1.
连接手动脉冲发生器
MR-HDP01时,请选择
“2”。
设置位置:
_ _ x _
初始值:
0h
脉冲列逻辑选择
0
:正逻辑
1
:负逻辑
关于设定值,请参照上表。
注
1.
请结合从连接的控制器接收的指令脉冲逻辑。