II. Sprawozdanie · 1.7.1. Aby wybrać odpowiedni moduł zainstalowany w falowniku należy...
Transcript of II. Sprawozdanie · 1.7.1. Aby wybrać odpowiedni moduł zainstalowany w falowniku należy...
ĆWICZENIE EA12
Serwonapęd z bezszczotkowym silnikiem prądu przemiennego
I. Program ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze środowiskiem L-Force Engineer firmy
LENZE oraz wykonanie w nim prostych sterowań silnikiem bezszczotkowym prądu
przemiennego (PMSM):
1. utworzenie nowego projektu,
2. aplikacja trybu prędkościowego – ACTUATOR SPEED,
3. aplikacja trybu pozycjonowania – TABLE POSITIONING.
II. Sprawozdanie
4. Schemat układu ćwiczeniowego
5. Dane znamionowe sterownika 9400 i silnika AC brushless
6. Opis dokonanych w ćwiczeniu modyfikacji układu sterowania typu ACTUATOR SPEED, należy dodać odpowiednie oscylogramy zarejestrowane podczas ćwiczeń laboratoryjnym.
7. Opis dokonanych w ćwiczeniu modyfikacji układu sterowania typu TABLE
POSITIONING, należy dodać odpowiednie oscylogramy zarejestrowane podczas ćwiczeń laboratoryjnym.
Literatura:
1. Sieklucki G., „Automatyka napędu”, Wydawnictwa AGH 2009
2. Materiały katalogowe firmy LENZE http://www.lenze.com/pl-pl/
3. „Czasooptymalny odporny algorytm sterowania serwonapędu elektrycznego”, Drabek T., Czasopismo „Elektrotechnika i Elektronika”, Wydawnictwa AGH, Kraków, 2007, tom 26, zeszyt 1-2, s.14-22
4. Sieklucki G., Bisztyga B., Zdrojewski A., Orzechowski T., Sykulski R., „Modele i zasady sterowania napędami elektrycznymi”, Kraków 2014
III. Instrukcja do ćwiczenia.
Producencki schemat podłączenia sterownika przedstawia rysunek 1.
Dane znamionowe silnika AC brushless są następujące: typ: MCS06F41, UN =
320V, fN = 270Hz gwiazda, PN = 0.51kW, nN = 4050obr/min, IN = 1.5A, Imax = 5.3A
(chwilowo), cosφN = 0.83, stopień ochrony IP54, klasa izolacji „F”, dopuszczalna
temperatura otoczenia 40˚C. Podane parametry fazy silnika: Rs = 14.715Ω, Ls =
63.481mH.
Typ sterownika (servodrive): E94AMHE0034. Napięcie wejściowe stałe (DC)
325V lub 565V lub 705V, prąd wejściowy (DC), odpowiednio do napięć: 4.3A / 4.3A /
3.8A. Napięcie wyjściowe trójfazowe przemienne, regulowane płynnie: 0 – 230V / 0 –
400V / 0 – 500V, prąd skuteczny maksymalny ciągły, odpowiednio do napięć: 2.5A /
2.5A / 2.2A, częstotliwość wyjściowa regulowana 0 – 599Hz. Na stanowisku
ćwiczeniowym są 2 takie sterowniki i 2 silniki, ale w ćwiczeniu wykorzystuje się tylko
1 serwonapęd. Oba sterowniki obu serwonapędów zasilone są z jednego
prostownika niesterowanego (diodowego), typ: E94APNE0104.
L-force Engineer jest uniwersalnym oprogramowaniem dostarczonym przez firmę Lenze, współpracujący z wszystkimi produktami tejże firmy. Poniżej przedstawiono szczegółowe instrukcje :
Tworzenie nowego projektu w programie L-Force Engineer,
Aplikacja trybu prędkościowego – ACTUATOR SPEED,
Aplikacja trybu pozycjonowania – TABLE POSITIONING.
Rys. 1. Schemat ideowy połączeń serwonapędu 9400.
1. Tworzenie nowego projektu w programie L-Force Engineer.
1.1. W celu utworzenia nowego pliku projektu umożliwiającego pracę oraz komunikację ze
sprzętem znajdującym się na stanowisku laboratoryjnym należy otworzyć program EASY
Navigator znajdujący się na pulpicie komputera.
1.2. Następnie, z listy dostępnych aplikacji, należy wybrać i uruchomić program opatrzony
podpisem Configure a drive – rozpoczęcie pracy z L-Force Engineer.
Zostaniemy przeniesieni do okna tworzenia nowego projektu.
1.3. W nowo otwartym oknie, na pytanie czy otworzyć istniejący projekt programu Engineer
należy odpowiedzieć przecząco.
Następnie należy zaznaczyć opcję Select component from catalogue – ręczne dodawanie
elementów (urządzeń) do pliku projektu z katalogu firmy Lenze.
Aby przejść dalej należy kliknąć przycisk Next.
1.4. W zakładce Properties mamy możliwość m.in. zmiany nazwy pliku projektu, wpisania
numeru zamówienia, opatrzenia pliku komentarzem, co jest istotne w przypadku pracy z
dużą ilością plików.
Aby przejść dalej należy kliknąć przycisk Next.
1.5. Zakładka Storage location umożliwia wybór miejsca zapisania tworzonego pliku.
Aby zakończyć tą część etapu tworzenia nowego projektu należy kliknąć przycisk
Complete.
1.6. Po otwarciu się nowego okna, w zakładce Component należy wybrać odpowiedni typ
falownika.
Na stanowisku laboratoryjnym dysponujemy falownikiem serii 9400 HighLine.
Aby przejść dalej należy kliknąć przycisk Next.
1.7. Zakładka Device Modules pozwala na dostosowanie i odzwierciedlenie w pliku projektu
fizycznych modułów zainstalowanych w falowniku na stanowisku laboratoryjnym.
1.7.1. Aby wybrać odpowiedni moduł zainstalowany w falowniku należy kliknąć
przycisk Select… w celu wyświetlenia listy dostępnych modułów.
1.7.2. Moduł rozszerzenia dla MXI1 – z listy należy wybrać typ Ethernet.
Standardowy moduł Ethernet, do parametryzacji i diagnostyki przemienników
częstotliwości. Pozwala na połączenie z siecią Ethernet oraz integrację napędu z
ogólną strukturą IT (np. stanowiska kontrolne, przetwarzanie danych
produkcyjnych). Jest przeznaczony do zdalnego sterowania.
Aby przejść dalej należy kliknąć przycisk OK.
1.7.3. Moduł pamięci MMI – z listy należy wybrać typ MM220.
Koncepcja dwustopniowej kontroli elektronicznej i możliwość połączenia z
różnymi modułami pamięci umożliwia pomiary wewnątrz aplikacji oraz
uniezależnienie od sterownika nadrzędnego. Typ MM 220 przeznaczony jest dla
parametryzowalnych, konfigurowalnych serwosterowników do standardowych
aplikacji.
Aby przejść dalej należy kliknąć przycisk OK.
1.7.4. Moduł bezpieczeństwa MSI – z listy należy wybrać Safety Module SM0.
Zintegrowany moduł bezpieczeństwa zapewnia takie warunki w sterownikach i
napędach, aby zoptymalizować funkcje bezpieczeństwa. Planowanie i wydatki na
instalację ulegają redukcji. W porównaniu do standardowej ochrony zintegrowany
moduł zwiększa funkcjonalność i dostępność maszyny.
Aby przejść dalej należy kliknąć przycisk OK.
1.8. Zakładka Application pozwala użytkownikowi na dodanie odpowiedniej aplikacji do
projektu. Może być to aplikacja służąca na przykład do sterowania prędkością obrotową
silnika lub pozycjonowania wału silnika.
W zależności od części ćwiczenia należy wybrać aplikację Actuator – Speed (dobór
parametrów ramp prędkości dla prostych zadań związanych z zadawaniem wartości
prędkości obrotowej silnika) lub Table Positioning (zadawanie pożądanego położenia
wału, możliwość zadania do 75 profilów pozycjonowania).
Aby przejść dalej należy kliknąć przycisk Next.
1.9. Zakładka Additional Components - dodawanie pozostałych komponentów do projektu.
Należy wybrać jedynie silnik.
Aby przejść dalej należy kliknąć przycisk Next.
1.10. Zakładka Motor – pozwala na wybranie i dodanie do projektu określonego modelu
silnika. W tym celu należy posłużyć się tabliczką znamionową silnika znajdującego się na
stanowisku laboratoryjnym. Unikalny kod C86 pozwala na jednoznaczną identyfikację
żądanego silnika.
Następnie należy wybrać czujnik temperatury – pole Thermal Sensor. Z listy dostępnych
czujników temperatury należy wybrać KTY83-110.
Aby przejść dalej należy kliknąć przycisk Next.
1.11. Zakładka Motor – feedback – w tym miejscu należy dokonać wyboru sprzężenia
zwrotnego silnika. Na stanowisku laboratoryjnej sprzężenie zwrotne pochodzi od
resolvera. Należy zaznaczyć opcję Resolver, connected via: X7.
Aby przejść dalej należy kliknąć przycisk Next.
1.12. Zakładka Use present values – umożliwia podgląd parametrów wybranego silnika,
parametrów sprzężenia zwrotnego silnika oraz parametrów do pracy przy braku
obciążenia.
W celu zakończenia procesu tworzenia nowego projektu należy kliknąć przycisk Complete
2. Aplikacja trybu prędkościowego – Actuator Speed.
Tryb prędkościowy w napędzie serwo stosuje się dla:
• Przenośników (połączonych), • Eksdruderów- wytłaczarek,
• Stanowiska testowe,
• Wózków jezdnych,
• Prasy, • Systemy obróbki skrawaniem,
• Systemy dozowania napędu do sterowania nadrzędnego,
• Napędu pozycjonowania z zewnętrzną regulacją położenia, • Systemy wieloosiowe z zewnętrzną kontrolą toru.
2.1.1. Przed przystąpieniem do połączenia się ze sterownikiem i
rozpoczęciem komunikacji między stanowiskiem laboratoryjnym, a
komputerem należy zbuildować nowo utworzony projekt.
W tym celu, z górnego paska wyboru opcji programu należy wybrać
zakładkę Tools, następnie kliknąć polecenie Build Project…
(opcjonalnie można skorzystać ze skrótu klawiszowego F11).
2.1.2. Następnie należy kliknąć przycisk Build aby rozpocząć proces.
2.1.3. O pomyślnym zakończeniu procesu zostaniemy poinformowani
osobnym komunikatem.
Aby przejść dalej należy kliknąć przycisk OK.
2.1.4. Ostatnią czynnością jaką należy wykonać przed rozpoczęciem
komunikacji jest przesłanie danych i parametrów z programu do
sterownika.
W tym celu, z górnego paska wyboru opcji programu należy wybrać
zakładkę Online, następnie kliknąć polecenie Go online (opcjonalnie
można skorzystać ze skrótu klawiszowego F4).
O statusie naszego połączenia informowani jesteśmy na dolnym pasku
głównego okna programu.
2.1.5. Wybór ścieżki komunikacji.
Po wybraniu polecenia Go online program zażąda wyboru
odpowiedniego urządzenia oraz wybrania rodzaju połączenia między
sterownikiem, a komputerem.
Ćwiczenie przeprowadzane jest na sterowniku serii 9400 HighLine,
natomiast z listy możliwych rodzajów połączeń oznaczonej jako Bus
connection należy wybrać Diagnose Adapter.
Aby przejść dalej należy kliknąć przycisk Connect.
2.1.6. Adapter diagnostyczny wykorzystywany na stanowisku
laboratoryjnym.
2.1.7. Zakładka Settings - przesyłanie parametrów aplikacji do sterownika.
Jest to niezbędny krok umożliwiający zadawanie po przez aplikację
takich wartości jak żądana prędkość obrotowa, przyspieszenie lub
opóźnienie określające dynamikę hamowania silnika.
Aby przejść dalej należy kliknąć przycisk Next.
2.1.8. Zakładka Stop device – przesyłanie parametrów aplikacji odbywa się
przy zatrzymanym sterowniku. W oknie zakładki Stop device
użytkownik ma możliwość określenia czy urządzenia ma
automatycznie podjąć pracę po zakończonym transferze parametrów.
W tym celu należy zaznaczyć opcję Start device automatically after
transfer.
Aby przejść dalej należy kliknąć przycisk Next.
2.1.9. Użytkownik zostaje powiadomiony o zatrzymaniu pracy urządzenia.
Aby przejść dalej należy kliknąć przycisk Tak.
2.1.10. Zakładka Execution – wykonywanie transferu danych do użądzenia.
Należy zaczekać do zakończenia tego procesu.
Po pozytywnym zakończeniu transferu danych do urządzenia
następuje jego uruchomienie.
Można zacząć współpracę między komputerem, a stanowiskiem
laboratoryjnym.
2.2.1. Główne okno programu przy wybranym urządzeniu 9400 HighLine
dostarcza użytkownikowi informacji na temat elementów stanowiska
laboratoryjnego znajdujących się w pliku projektu, sygnalizuje błędy
urządzenia lub działania programu, informuje o aktualnym stanie
połączenia między komputerem, a sterownikiem, aktualnej prędkości
obrotowej silnika, położeniu wału silnika oraz m.in. o wartości prądu,
napięcia i momentu silnika.
Umożliwia również poruszanie się między zakładkami dostępnych
opcji programu.
2.2.2. W celu rozpoczęcia pracy z aplikacją Actuator Speed należy z drzewa
urządzeń dodanych do projektu wybrać 9400 HighLine, następnie
przełączyć się na zakładkę Application Parameters i wybrać z listy
nawigacyjnej wyświetlenie okna Overview.
2.2.3. W pierwszej kolejności przed zadaniem wartości prędkości obrotowej
silnika należy zmienić źródło jej zadawania.
Klikając w oknie Actuator Speed na przycisk oznaczony Analog input
1 należy przejść do zakładki Constant i wybrać wartość 0%.
Aby uruchomić silnik należy użyć przełącznika opisanego jako DI2.
Wartość prędkości obrotowej odczytuje się w głównym oknie
programu.
2.2.4. Z zakładki Constant proszę wybrać pozostałe wartości i przetestować
ich wpływ na wartość prędkości obrotowej silnika oraz kierunek
obrotów.
Maksymalna prędkość obrotowa silnika wynosi 4050 obr/min –
zadawane procentowe wartości prędkości obrotowej należy odnosić
do tej wartości.
2.2.5. Zmiana zadanej wartości prędkości obrotowej o wartość przypisaną w
polu Fixed setpoint 1 możliwa jest poprzez przełącznik DI4.
Proszę podać dowolną wartość akceptowalną przez program i zmienić
wartość prędkości obrotowej silnika podczas jego pracy.
2.2.6. Na stanowisku możliwe jest również wykonywanie nawrotu silnika.
W tym celu, podczas pracy silnika, należy użyć przełącznika DI3.
Proszę wykonać nawrót silnika.
2.2.7. Wszystkie możliwe do wykonania na stanowisku laboratoryjnym
polecenia dostępne są w zakładce Terminal assigment – przypisanie
poleceń do określonych wejść cyfrowych DI (Digital Input).
W polu okna System kolorem zielonym zaznaczone są aktualnie
aktywne wejścia cyfrowe.
W polu okna Application można zmieniać załączanie odpowiedniej
komendy w zależności od stanu przełącznika DI.
2.2.8. Profile prędkości obrotowej silnika zadawane są w postaci rampy.
W celu zmiany parametrów rampy prędkości należy przejść do okna
Ramp generator. Odpowiedni przycisk znajduje się w oknie
Overwiev.
Pole Fixed setpoints – zmiana wartości prędkości obrotowej silnika
(odniesiona do maksymalnej prędkości obrotowej silnika).
Pole Profile parameters – zmiana czasu przyspieszenia podczas startu
silnika (Tir0), zmiana czasu opóźnienia podczas hamowania silnika
(Tif0), zmiana podstawowego czasu profilu S-rampy (Tj0 –
ograniczenie zrywu silnika).
Przebiegi ramp prędkości można obserwować za pomocą funkcji
wbudowanego oscyloskopu.
2.2.9. Program umożliwia zadanie odpowiednich parametrów dla 15 profili
ramp. W tym celu należy z poziomu okna Ramp generator przejść do
okna All ramp parameters klikając odpowiedni przycisk.
2.3.1. Drugim sposobem na zadanie prędkości obrotowej silnika jest
skorzystanie z serwisowej aplikacji Manual Jog.
Aby przejść do okna aplikacji należy z listy nawigacyjnej dostępnych
aplikacji wybrać pozycję Manual Jog.
W lewej części okna aplikacji użytkownik ma możliwość przypisania
odpowiednich wejść cyfrowych DI do poleceń sterowania aplikacją i
silnikiem.
Pola znajdujące się w środkowej części okna służą do zadawania
wartości prędkości obrotowej oraz wartości parametrów rampy
prędkości (przyspieszenie, opóźnienie, czas S-rampy).
W prawej części okna aplikacji użytkownik informowany jest
zielonym kolorem diody o odblokowanym trybie pracy Manual Jog
(aktywowanie odbywa się odpowiednim stanem wejścia cyfrowego
DI6 – podgląd przypisanych poleceń do wejść cyfrowych znajduje się
w zakładce Terminal assignment).
Proszę uruchomić silnik zadając prędkość poprzez aplikację Manual
Jog.
2.4.1. Wbudowana funkcja oscyloskopu pozwala na rejestrację przebiegów z
obszernej listy dostępnych sygnałów oraz wyświetlanie na jednym
oscylogramie sygnałów z maksymalnie ośmiu kanałów.
Aby przejść do funkcji oscyloskopu należy wybrać zakładkę
Oscilloscope.
W celu dodania źródła sygnału do odpowiedniego kanału należy w
polu numeru kanału kliknąć prawym przyciskiem myszy i z
rozwiniętej listy wybrać polecenie Select signal source….
Obszerna lista dostępnych sygnałów umożliwia wybór spomiędzy
trzech głównych zakładek: Application variables, Motor control
variables oraz Formulae. W prowadzonym ćwiczeniu źródła
sygnałów należy wybierać z zakładki Motor control variables.
Aby usprawnić proces wyszukiwania interesujących nas sygnałów
należy posłużyć się narzędziem wyszukiwania i wpisać część nazwy
żądanej wielkości, np. Speed lub Torque.
2.4.2. Proszę przeprowadzić rejestrację sygnału aktualnej prędkości silnika
oraz prędkości zadanej.
Rejestrację należy przeprowadzić zaczynając od kliknięcia ikony
rozpoczęcia rejestracji, następnie proszę rozpędzić silnik do prędkości
zadanej oraz go wyhamować tak aby na oscylogramie znalazła się cała
rampa prędkości.
Pomocne będzie ustawienie czasu Time base na odpowiednio długi,
umożliwiający rejestrację całego przebiegu prędkości obrotowej.
Rejestrację proszę wykonać dla profilu rampy Linear ramps oraz
S-shaped ramps – wyboru profilu rampy prędkości dokonuje się w
oknie Overview, pole Profile mode okna Actuator Speed.
Wartość pola Delay określa opóźnienie w rozpoczęciu rejestracji co w
praktyce obcina oscylogram z czasu pomiędzy kliknięciem ikony
rozpoczęcia rejestracji, a wprawieniem wału silnika w ruch obrotowy.
Przebieg profilu Linear ramps:
Przebieg profilu S-shaped ramps:
Po wykonaniu rejestracji należy wyskalować otrzymane oscylogramy
zmieniając parametry pola 1/Div. W celu nałożenia na siebie
przebiegów należy ustawić taka samą wartość w polu Position.
2.4.3. Proszę wykonać rejestrację oscylogramu dla wykonanego nawrotu
silnika.
2.4.4. Proszę wykonać rejestrację oscylogramu zawierającego przebiegi
aktualnej prędkości obrotowej silnika, aktualnego momentu
obrotowego silnika oraz aktualnego prądu i napięcia na silniku.
2.5.1. Badanie wpływu regulatora prędkości (PID) na przebiegi prędkości
obrotowej oraz momentu obrotowego silnika.
Aby przejść do okna obrazującego przepływ sygnału w układzie
sterowania należy z listy drzewa nawigacyjnego przejść okna aplikacji
Speed follower.
Następnie należy wybrać opcję Signal flow.
Nastawy regulatora prędkości PID (Speed contro ller):
Vp – wzmocnienie
Tn – człon całkujący
Speed contr. D komponent – człon różniczkujący
Doboru nastaw regulatora należy dokonywać w obecności
prowadzącego ćwiczenia ponieważ zatwierdzenie ich
nieodpowiednich wartości może doprowadzić do uszkodzenia silnika.
2.5.2. Zmiana wartości członu różniczkującego na 0,5 ms – rejestracja
oscylogramu w celu określenia wpływu wprowadzonej zmiany
parametru regulatora na przebieg prędkości obrotowej oraz momentu
obrotowego silnika.
Oczywiście, w celu porównania należy zarejestrować najpierw
przebiegi dla domyślnych wartości nastaw regulatora prędkości.
W razie konieczności oscylogramy proszę zapisywać jako zrzuty
ekranu w programie paint.
Zmiana wartości członu różniczkującego na 0,7 ms.
2.5.3. Zmiana wartości członu całkującego na 500 ms – rejestracja
oscylogramu w celu określenia wpływu wprowadzonej zmiany
parametru regulatora na przebieg prędkości obrotowej oraz momentu
obrotowego silnika.
2.5.4. Równoczesna zmiana wartości członu całkującego i różniczkującego –
rejestracja oscylogramu w celu określenia wpływu wprowadzonej
zmiany parametru regulatora na przebieg prędkości obrotowej oraz
momentu obrotowego silnika.
2.5.5. Zmiana wartości wzmocnienia regulatora na 0,0001 Nm/rpm –
rejestracja oscylogramu w celu określenia wpływu wprowadzonej
zmiany parametru regulatora na przebieg prędkości obrotowej oraz
momentu obrotowego silnika.
3. Aplikacja trybu pozycjonowania wału silnika – Table Positioning.
Typowe zastosowanie parametryzowanych profili przejazdu (pozycjonowania)
bez zintegrowanego sterowania sekwencją: • Obrabiarki,
• Napędy siłowników dla magazynów i maszyn układających,
• Maszyny drukarskie,
• Robotyka / podawanie.
3.1.1. Przed przystąpieniem do pracy z aplikacją Table Positioning należy dokonać
transferu danych aplikacji do sterownika.
W tym celu z górnego paska wyboru opcji programu należy wybrać zakładkę
Online, następnie kliknąć polecenie Go online (Opcjonalnie można skorzystać
ze skrótu klawiszowego F4).
Następnie należy kontynuować proces w sposób opisany we wcześniejszej
części instrukcji do ćwiczenia.
3.2.1. Zestawienie przypisanych funkcji wykonywanych przez program do
odpowiednich wejść cyfrowych DI znajdują się w zakładce Terminal
assignment.
Przypisanie wykonywania poleceń przez aplikację do stanów wejść
cyfrowych DI można zmienić z poziomu głównego okna aplikacji lub po
przez ustawienie odpowiednich połączeń bloków funkcyjnych w Function
Block Editor.
3.2.2. Aby możliwe było wykonanie pozycjonowania wału silnika konieczne jest
wykonanie bazowania (określanie położenia wirnika silnika w punkcie zero).
Do tego celu służy aplikacja Homing - w przeciwnym razie użytkownik
zostanie poinformowany o błędzie.
Bazowanie - definiowanie punktu odniesienia (pozycja bazowa): • Napęd jest ustawiony w określonej pozycji bazowej,
• Wewnętrzny układ pomiarowy jest wyregulowany do punktu odniesienia
zewnętrznego systemu pomiarowego, • Pozycja bazowa jest zapamiętywana w module pamięci.
3.2.3. W głównym oknie aplikacji Homing użytkownik ma możliwość wyboru
rodzaju zakresu przejazdu (pole Traversing range) oraz trybu bazowania
(pole Homing mode).
Dodatkowo wyświetlane są informacje o stanie bazowania. Aktywne etapy
bazowania sygnalizowane są zielonymi diodami.
Homing jest to funkcja służąca do ustalenia umownego „zera” położenia serwosilnika. Jest ono przyjmowane przy tym położeniu, przy którym pojawi
się sygnał binarny na wybranym wejściu logicznym. Praktycznie, może on
pochodzić np. z czujnika krańcowego sterowanej instalacji. Działanie funkcji
polega na tym, że silnik kręci się tak długo, aż pojawi się wspomniany sygnał binarny; położenie, przy którym pojawił się, funkcja przyjmuje za równe 0.
Funkcję stosuje się tylko wtedy, gdy potrzebne jest pozycjonowanie
bezwzględne (absolute). W pozycjonowaniu względnym (relativ) serwonapęd realizuje tylko przesunięcia względem aktualnego położenia i zerowanie
położenia serwosilnika nie jest potrzebne. W ćwiczeniu należy wybrać
pozycjonowanie bezwzględne i dlatego funkcja Homing będzie musiał być
wstępnie uruchomiona (oczywiście tylko jeden raz).
W ramach wykonywanego ćwiczenia proszę wybrać w polu Traversing range
opcję modulo oraz w polu Homing mode opcję Set home pos. directly.
Po wybraniu odpowiednich opcji aplikacji Homing należy wykonać proces
bazowania. Sekwencja zadawania odpowiednich stanów logicznych wejść
cyfrowych DI niezbędnych do przeprowadzenia tego procesu znajduje się w
zakładce Terminal assignment.
O pomyślnym przebiegu procesu bazowania użytkownik informowany jest
zielonym kolorem diody Homing done.
Punkty odniesienia o różnych zakresach przejazdu:
Ograniczony:
Ograniczony zakres jeżdżenia z jednym punktem referencyjnym w całym
zakresie jazdy.
Modułowo: Cyklicznie powtarzające się punkty odniesienia w stałym cyklu.
Bez ograniczeń: Nie ograniczony zakres przejazdu, punktem odniesienia jest zawsze obecna
pozycja początku pozycjonowania.
3.2.4. Zadawanie parametrów aplikacji pozycjonowania wału silnika możliwe jest
dzięki blokowi funkcyjnemu L_PosPositionerTable1.
Aby otworzyć okno zadawania parametrów pozycjonowania należy najpierw
przejść do zakładki FB Editor, następnie w celu usprawnienia procesu
wyszukiwania bloku funkcyjnego L_PosPositionerTable1 należy posłużyć się
narzędziem wyszukiwania.
Dwukrotne kliknięcie prawym przyciskiem myszu na polu bloku funkcyjnego
L_PosPositionerTable1 otworzy okno zadawania wartości parametrów
pozycjonowania.
3.2.5. W nowo otwartym oknie użytkownik może wybrać numer profilu rampy
pozycjonowania oraz przypisać do niej określone wartości, takie jak żądane
przemieszczenie (Position profile), prędkość obrotową silnika podczas
procesu pozycjonowania (Speed profile), przyspieszenie (Acceleration
profile), opóźnienie podczas hamowania po osiągnięciu zadanego położenia
przez wał silnika (Deceleration profile) oraz czas ograniczenia zrywu silnika
(S-ramp t. profile).
Ponad to, można dokonać również wyboru trybu pozycjonowania.
W trakcie wykonywanego ćwiczenia należy wybrać pozycjonowanie w trybie
relatywnym – w polu Positioning mode proszę wybrać opcję Relative.
Stanowisko laboratoryjne umożliwia wybór między maksymalnie dwoma
zapisanymi profilami pozycjonowania jednak sam program jest w stanie
zapisać maksymalnie 50 profilów pozycjonowania.
Sekwencja zadawania odpowiednich stanów logicznych wejść cyfrowych DI
niezbędnych do przeprowadzenia tego procesu znajduje się w zakładce
Terminal assignment.
Znaczenie parametrów określających rampy pozycjonowania:
1. Przesunięcie serwonapędu (oznaczone A). Dotyczy tylko sterowania położeniem serwa. Jest ono
zadawane w jednostce pomiarowej zdefiniowanej przez użytkownika, także z ew.
uwzględnieniem wszystkich przekładni obecnych pomiędzy silnikiem a urządzeniem
napędzanym. Tak więc, jeżeli ruch urządzenia napędzanego jest ruchem postępowym to jednostką tą może być metr lub milimetr. Wartość przesunięcia może być zadana jako dodatnia
lub ujemna, co odpowiada ruchowi wirnika silnika w prawo lub w lewo. W ćwiczeniu najlepiej
przyjąć jako jednostkę pomiarową stopień kątowy [deg]. 2. Prędkość podczas ruchu serwonapędu ze stałą prędkością (B). Zadawana jest jako zmiana
położenia serwa w jednostkach użytych w punkcie 1 (A) w czasie mierzonym w sekundach.
Dlatego w ćwiczeniu należy przyjąć [deg/s]. Prędkość zadawana jest zawsze jako wartość dodatnia, także w przypadku ruchu „do tyłu” (zadane ujemne przesunięcie).
3. Przyspieszenie (C) podczas startowania napędu i opóźnienie (D) podczas jego hamowania.
Zadawane są jako zmiana prędkości w jednostkach użytych w punkcie 2 (B) w czasie
mierzonym w sekundach. Dlatego w ćwiczeniu należy przyjąć [deg/s2]. Wartości obu wielkości
zadawane są zawsze jako dodatnie.
4. Czas zmiany przyspieszenia i opóźnienia od wartości 0 do zadanej lub od zadanej do 0
(oznaczenie E). W ten sposób ogranicza się wartość zrywu napędu (zryw = da / dt ≈ ∆a / tE). Jeden i ten sam czas zadaje się dla wszystkich 4 punktów zmiany przyspieszenia na rampie
prędkości. Możliwe jest zadeklarowanie podwójnego czasu zmiany przyspieszenia (E1, E2),
celem zapewnienia płynniejszej zmiany samego zrywu. Czasy te podawane są w sekundach. W ćwiczeniu deklarujemy zawsze tylko jeden z tych czasów (tE1 ≠ 0, tE2 = 0). Rampa prędkości z
ograniczeniami zrywów określana jest często jako rampa typu „S” (S-ramp).
5. Prędkość serwonapędu po osiągnięciu zadanego położenia (F). Dotyczy tylko sterowania
położeniem serwa. Typowo prędkość ta powinna być oczywiście równa 0, ale można zadać
wartość niezerową, co skutkuje dalszą, po osiągnięciu położenia zadanego, zmianą położenia
serwa. Jednostka pomiarowa jak w punkcie 2 (B).
6. Punkty G, H na rys. 1b określają położenia przy wykryciu których następuje dodatkowa faza ruchu ze stałą prędkością. Może więc ona nie wystąpić w ruchu napędu, mimo jej wstępnego
zadeklarowania, jeżeli czujnik wykrywający te położenia nie da sygnału. Czujnik powinien
dawać sygnał binarny, wprowadzony na jedno z wejść binarnych sterownika 9400. Możliwość takiej modyfikacji on-line zadanego profilu prędkości oznacza po prostu sprzężenie zwrotne od
urządzenia napędzanego. W ten sposób może ono decydować o wielkości realizowanego przez
serwonapęd przesunięcia. Oczywiście jest ono wówczas większe od wstępnie zadanego w
punkcie 1 (A). Nazwa TP Window na rys. 1b pochodzi od określenia touch probe, które oznacza sygnał z czujnika.
7. Funkcją nie ujętą na rys. 1a, b, lecz bezpośrednio związaną z profilem prędkości, jest funkcja
Override. Umożliwia ona zmianę głównych parametrów profilu (prędkości, przyspieszenia i opóźnienia) w odpowiedzi na sygnał binarny, typowo pochodzący z czujnika podłączonego do
wejścia binarnego sterownika. Nowe wartości zmienianych parametrów podawane są na wejścia
analogowe sterownika lub ustalone wstępnie. Przy sterowaniu położeniem zmiana ta realizowana jest w taki sposób, żeby zapewnić realizację zadanego przesunięcia. Przykładowo,
przy obniżeniu zadanej prędkości ulegnie wydłużeniu czas ruchu tak, aby zrealizować zadane
przesunięcie.
3.2.6. W ramach ćwiczenia laboratoryjnego proszę dokonać rejestracji
oscylogramów dla domyślnych ustawień pozycjonowania – profile
pozycjonowania o numerach 4 i 5, następnie proszę samemu dokonać zmiany
w profilach ramp pozycjonowania i powtórzyć rejestrację oscylogramów.
Jako źródła sygnałów oscyloskopu należy wybrać z zakładki Motor control
variables takie pozycje jak:
Position.dnPositionSetpoint
Position.dnActualMotorPos
Position.dnContourningError
Speed.dnActualMotorSpeed
Wybór profilu pozycjonowania realizuje przełącznik DI7, natomiast sam
proces pozycjonowania inicjalizowany jest przełącznikiem DI6.
Aby ułatwić sobie proces rejestracji oscylogramów można ustawić sobie
wartość Delay na np. 15%.
Spodziewane przebiegi dla pierwszego domyślnego profilu pozycjonowania
(profil nr 4):
Spodziewane przebiegi dla pierwszego domyślnego profilu pozycjonowania
(profil nr 5):