一、 Epsilon SWB發(fā)泡模機(jī)運(yùn)動(dòng)控制要求
下圖為Epsilon SWB發(fā)泡模機(jī)的基本機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。該機(jī)有上模翻轉(zhuǎn)、下模翻轉(zhuǎn)、整體翻轉(zhuǎn)3 個(gè)角度位置控制和上模升降一個(gè)垂直位置控制,定位精度要求都很高。其中上模滿載時(shí)重達(dá)半噸。
電驅(qū)動(dòng)必須實(shí)現(xiàn)并滿足如下要求:
丹佛斯FC302驅(qū)動(dòng)器能夠同時(shí)帶兩臺(tái)異步伺服電機(jī),作電機(jī)自適應(yīng)時(shí)只要將電機(jī)功率、電機(jī)電流設(shè)為2臺(tái)異步伺服電機(jī)的總合就可以了。
2.機(jī)械抱閘控制
圖三、機(jī)械抱閘控制時(shí)序圖
丹佛斯FC302驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置起重設(shè)備專用的機(jī)械抱閘控制輸出,上圖為其動(dòng)作的時(shí)序圖,電機(jī)起動(dòng)之初是工作于轉(zhuǎn)矩輸出方式的,在機(jī)械抱閘逐步松開的過(guò)程中,電機(jī)控制模式也平滑地從轉(zhuǎn)矩控制模式轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速控制模式。在過(guò)渡期間,還可以提升轉(zhuǎn)速控制的PID,有助于進(jìn)一步提高驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載響應(yīng)能力。
3. 下模翻轉(zhuǎn)和整體翻轉(zhuǎn)是通過(guò)曲柄機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的,因此實(shí)際機(jī)械角度與電機(jī)角位移是非線性關(guān)系
圖四、電機(jī)角位移-機(jī)械翻轉(zhuǎn)角度關(guān)系圖
這要靠運(yùn)動(dòng)控制器內(nèi)部運(yùn)算或用查表插值運(yùn)算的辦法解決。
二、 運(yùn)動(dòng)控制的高速總線通訊接口程序編制和定義:
現(xiàn)場(chǎng)總線通訊控制在主站和從站之間傳遞預(yù)定字長(zhǎng)的過(guò)程數(shù)據(jù),丹佛斯運(yùn)動(dòng)控制器在現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)中作為遠(yuǎn)程伺服控制工作站運(yùn)行,控制命令的執(zhí)行和實(shí)際位置、狀態(tài)的反饋全靠過(guò)程數(shù)據(jù)交互實(shí)現(xiàn)。為了方便與其他主機(jī)的銜接,在參考了西門子FM系列運(yùn)動(dòng)控制模塊的控制辦法,再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)總線的控制特點(diǎn),定義了如下過(guò)程數(shù)據(jù):
表一:過(guò)程數(shù)據(jù)PCD定義
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PCD1
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PCD2
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PCD3
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PCD4
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寫入
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控制字
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速度給定
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位置給定
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轉(zhuǎn)矩給定
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讀出
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狀態(tài)字
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當(dāng)前實(shí)際速度
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當(dāng)前實(shí)際位置
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當(dāng)前實(shí)際轉(zhuǎn)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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自由運(yùn)行
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伺服鎖定
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1
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正轉(zhuǎn)
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反轉(zhuǎn)
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2
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點(diǎn)動(dòng)
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3
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轉(zhuǎn)速控制模式
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4
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轉(zhuǎn)矩控制模式
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5
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相對(duì)定位控制模式
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6
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絕對(duì)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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故障復(fù)位
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9
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動(dòng)作完成標(biāo)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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自由運(yùn)行
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伺服鎖定
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1
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正轉(zhuǎn)
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反轉(zhuǎn)
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2
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點(diǎn)動(dòng)
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3
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轉(zhuǎn)速控制模式
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4
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轉(zhuǎn)矩控制模式
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5
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相對(duì)定位控制模式
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6
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絕對(duì)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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故障復(fù)位
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9
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動(dòng)作完成標(biāo)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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無(wú)正轉(zhuǎn)限位信號(hào)
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正轉(zhuǎn)限位信號(hào)動(dòng)作
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1
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無(wú)反轉(zhuǎn)限位信號(hào)
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反轉(zhuǎn)限位信號(hào)動(dòng)作
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2
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機(jī)械制動(dòng)抱緊
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機(jī)械制動(dòng)釋放
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3
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運(yùn)動(dòng)過(guò)程中
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動(dòng)作完成
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4
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驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)正常
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驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)報(bào)警
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5
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運(yùn)動(dòng)控制器控制就緒
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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、丹佛斯運(yùn)動(dòng)控制器簡(jiǎn)介:
丹佛斯運(yùn)動(dòng)控制器是與丹佛斯的FC300系列驅(qū)動(dòng)器緊密結(jié)合的,其接口如右圖所示: X55為編碼器2輸入接口,缺省用于連接從電機(jī)編碼器; X56為編碼器1輸入接口,缺省用于連接主電機(jī)編碼器; X57為10數(shù)字量輸入接口; X58為24VDC電源; X59為8數(shù)字量輸出接口。X56為編碼器1輸入接口,缺省用于連接主電機(jī)編碼器;X57為10數(shù)字量輸入接口;X58為24VDC電源;X59為8數(shù)字量輸出接口。
丹佛斯運(yùn)動(dòng)控制器的編程方式
丹佛斯運(yùn)動(dòng)控制器能提供如下基本功能:
四、主控PLC的編程辦法:
主機(jī)中關(guān)于運(yùn)動(dòng)控制部分的子程序可以按如下邏輯框圖編程:
程序例:
五、使用效果:
系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行效果非常理想,響應(yīng)速度快、速度平穩(wěn),完全達(dá)到了控制技術(shù)要求。通用的丹佛斯遠(yuǎn)程控制器達(dá)到了替代專用PLC運(yùn)動(dòng)控制模塊的作用。FC302的優(yōu)異性能,保障了定位精度。由于自定義的通訊過(guò)程數(shù)據(jù)、控制字定義清晰簡(jiǎn)潔,主機(jī)控制程序開發(fā)變得更容易了。
六、結(jié)束語(yǔ):
使用西門子的PLC加西門子的位置控制模塊,編程會(huì)是一個(gè)艱巨而繁復(fù)的工作,但是利用Profibus現(xiàn)場(chǎng)通訊總線直接控制控制丹佛斯的運(yùn)動(dòng)控制器,將繁復(fù)的程序功能交給遠(yuǎn)程伺服工作站以分布式方式處理,不但可以節(jié)省系統(tǒng)成本,還大大提高了整機(jī)開發(fā)速度,值得在自動(dòng)化控制領(lǐng)域推廣。