UTM107松下伺服电机闭环控制卡.docx
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UTM107松下伺服电机闭环控制卡
UTM107万能材料试验机伺服电机频率控制卡与测试软件
闭回路模糊控制控制更精准控制指令内建与控制卡控制速度更快更平稳调试更简单
定速度、定位移、定荷重、定荷重速率、定应力速率、定应力、定应变速率、定应变、应力速率→应变速率加之多种阶段转换控制菜单可自由组合成无穷多种多阶控制模式：
位移＞＝、位移＜＝、荷重＞＝、荷重＜＝、屈服点、断点比例、应力＞＝、应力＜＝、应变＞＝、应变＜＝、循环及嵌套循环控制
UTM107万能材料试验机伺服电机控制卡
UTM万能材料试验机测试软件
UTM107万能材料试验机伺服电机频率控制卡与测试软件简介
UTM107控制卡与软件：
用于电机式与油压式拉力机生产、组装、维修、改造
测试程序可切换立式或卧式拉力机界面
UTM107伺服电机控制频率卡规格说明
可设定控制系统使用日期且到期自动锁定、可设定使用密码及使用权限（采用硬件加密非厂家不能破解）
A.力传感器模拟讯号输入（带自动识别功能：
容量、校正参数、控制参数、密码、使用日期）
1.可接受荷重元灵敏度（Sensitivity）范围：
1~4mV/V。
2.激发电压：
稳定10V激发电压。
3.采高精度24bitsA/D，取样频率可达200Hz。
4.可使用无限数量的荷重元。
5.放大倍率：
×1，×2，×5，×10，×20，×50，×100七段，自动换档。
6.放大倍率切换时间：
0.1sec。
7.分辨率（分辨率）：
每一段放大倍率分辨率达1/200,000。
8.全程真实稳定分辨率：
1/200,000（20万码）。
（1/200,000的验证方法：
比如200kg的荷重元放1g就要有反应）
9.全程最大分辨率可达：
1/5000,000。
（24bitsA/D保守理论值）
10.放大器线性度：
0.1%。
11.荷重元通道分辨率可自由设定：
1/1,000～1/200,000。
（真实稳定分辨率）
亦可内外不分档，试验力分辨率优与1/100,000，且全程分辨率不变。
配合试验机及力传感器→试验力测量范围可达：
0.2%～100%F.S测量精度可达：
±0.5%。
B.金属用两点延伸计模拟讯号输入（选配功能）
1.可接受两点延伸计灵敏度（Sensitivity）范围：
2~3mV/V。
2.激发电压：
稳定10V激发电压。
3.采高精度24bitsA/D，取样频率可达200Hz。
4.可使用无限数量的两点延伸计（选配）。
5.全程保证分辨率（分辨率）：
1/10,000。
配合试验机及金属用两点延伸计→试验变形测量范围可达：
1%～100%F.S测量精度可达：
±0.5%
C.全程位移（编码器）数字讯号输入
1.通道数：
1组。
2.精度：
4倍频。
3.计数器：
16bits。
4.最高接收频率：
1MHz。
5.3种编码器数字讯号输入可选其一：
①NPNVolt②LineDrive③OpenCollector
配合试验机及编码器→试验机全程位移测量分辨率可达：
0.0001mm全程位示值精度可达：
±0.3%
D.大变形两点延伸计（编码器）数字讯号输入（选配功能）
1.通道数：
2组。
2.精度：
4倍频。
3.计数器：
16bits。
4.最高接收频率：
1MHz。
5.3种编码器数字讯号输入可选其一：
①NPNVolt（标配）②LineDrive③OpenCollector
配合试验机及大变形用编码器→试验机大变形测量分辨率可达：
0.0001mm测量范围：
0～1000mm示值精度可达：
±0.5%
E.PulseCommand控制功能说明
1.采光耦合接点，可隔离电磁干扰。
2.伺服马达控制：
采用PulseCommand控制。
3.控制频率范围：
0.1Hz~500,000Hz，对应全程速率为0.001~1000mm/min。
4.PulseCommand使用种类：
连续输出（定速度模式及定荷重速率模式）及Pulse数目输出（定位移模式及定荷重模式）。
5.控制频率切换时间：
0.01sec。
F.电压或电流控制功能（选配功能）
1.输出范围：
0~10V、±10V、±30mA。
2.适用机种：
伺服马达、AC变频马达控制，DC马达、油压机台伺服阀控制、比例阀控制、油压机台AC变频马达控制。
G.数字输出入接点（DI/O）
1.采用OpenCollector方式。
2.接点采用光耦合接点方式避免干扰。
3.数字输入信道数：
4。
4.数字输出信道数：
3。
（上下限位接常开）
H．可外接有线或无线手动控制盒（8路点动）
1．手动控制盒功能：
快速上升、快速下降、寸动上升、寸动下降、停止、回归、全部归零、执行测试。
I.主机板功能说明：
1.数据传输接口：
RS232
2.传输速率：
200笔数据/sec。
3.通讯速率：
115,200bps。
4.主机板内建32KByteFlash内存可储存控制参数等相关数据。
5.供给电压：
12VDC。
模糊控制与PID控制比较
项目
模糊控制
PID控制
控制精度
高
不一定；必须视调整者的程度
受外在环境因素影响（如油温升高等因素）
低
高，必须重新调整
控制范围
广
受限，例如测试硬值材料在测试软质材料PID参数必须重新调整
非线性控制（如系统老化所造成的非线性）
可克服部分非线性
完全无法克服
调整时的困难性
仅有一个参数调整容易
PID三个参数均必须调整非常困难
万能材料试验机测试软件简介
本套测控系统性价比极高，万能材料试验机测试软件界面豪华软件语言中、英文随机切换，可作拉、压、弯、折、剪、剥离等等测试适用与金属、非金属、各类特殊材料及成品的测试，几乎把所有的测试项目都已经涵盖在此版软件内，可使您节约大笔用在购买不同功能的控制卡与测试软件上的资金，本套测试软件功能含盖所有试验机机型，简单易学，可节约大量对各类不同功能测试软件的培训与学习时间。
功能特点：
1.Windows-XP操作系统下的豪华界面测试软件可实现定速度、定位移、定荷重、定荷重增率、应力转应变、定应变增率等控制模式加之多种阶段转换控制菜单可自由组合成无穷多种多阶控制模式：
位移＞＝，位移＜＝，荷重＞＝，荷重＜＝，降伏点，断点比例，力＞＝，应力＜＝，应变＞＝，应变＜＝，循环及嵌套循环控制可满足不同的测试要求。
2.本公司万能材料试验机测试软件名称提供厂家自由修改。
3.多种语言随机切换：
简体中文、繁体中文、英文。
4.十几种豪华测试程序界面。
5.可设定10个用户权限及密码管理,用于区别不同使用者登陆测试软件后能使用的功能。
6.试验机厂家产品出厂可设定使用日期到期试验机会自动锁定,解决试验机厂家追讨货款难的烦恼.且采用的是硬件加密的方式即使用日期与密码等是写在芯片里的与传统软件加密方式相比所以破解率几乎为0,但对于试验机厂家来说解密的方式绝对简单方便!
7.力量（Tone、Kg、g、Kn、N、Lb）位移（mm、cm、inch）单位可随机切换,应力、应变虚拟表盘：
动态显示应力，应变的变化增率.
8.数据归零功能：
可单独分别对力量、位移、变形归零，亦可对力量、位移、变形同时归零。
9.测试过程中可随机切换显示各类曲线：
荷重-位移、荷重-时间、位移-时间、应力-应变、荷重-两点延伸。
10.测试标准编辑器模块化设计一次输入永久调用:
提供使用者自由设定所需应用的测试标准，测试标准的架构是完全开发的没有行业使用上的限制，范围涵盖金属，非金属，特殊材料及成品的GB、ASTM、DIN、JIS、BS…等测试标准。
11.试品资料编辑器模块化设计一次输入永久调用:
提供使用者自由设定所需应用试品数据
12.公式编辑器模块化设计一次输入永久调用：
供使用者可自由添加、修改、删除各类测试所需的公式以满足不同测试的计算要求。
13.专业级的报表编辑器:
简单灵活由如WORD通俗简便的报表编辑器可让客户简单方便的编辑与打印各类自己喜好的报表，程式内建双报表编辑器完全开放使用者自由编辑各类报表，供测试者选择自己喜好的报表格式（测试程序新增内建EXCEL报表编辑功能扩展了以往单一专业报表的格局）。
14.软件具备力值双校正系统：
自动标定，零点、倍率软件调整非常方便,简洁的全程一档与精密全程七档力量线性双校正系统多路力传感器的使用下：
自动辨认自动导入校正数据.
15.软件具备超载保护功能：
超载保护荷重值提供客户自由设定。
16.图形3D变换、多笔测试结果比较图形查看、自由变换坐标显示、自由缩放各类测试曲线可对测试结果进行重新分析、重新计算、滞后环法及逐步逼近法求取非比例延伸强度、荷重取点、位移取点设定、剥离区间设定等等。
17.测试结束可自动存档、手动存档，测试完毕自动求算最大力量、、上、下屈服强度、抗拉强度、抗压强度、弹性模量、延伸率、剥离区间最大值、最小值、平均值等等。
18.强大的测试结果数据分析功能：
除了可对一般单阶控制所得的测试曲线进行各种参数的抓取及求算外，还可对特殊测试的多阶控制的曲线进行各阶参数的抓取及求算且是可自由设定计算的。
19.测试结果可以EXCEL、等格式的数据形式输出
20.可对测试结果进行统一批号下的数据分析，报表打印，还可自由选择、组合不同批号下测试的结果进行数据分析，报表打印历史测试结果的查询功能：
可分别依据测试日期，测试咨讯，测试结果进行查询，亦可使用三者的逻辑组合进行历史测试结果的查询统计功能
21.软件具有历史测试数据演示功能：
A.增加误删除测试结果的再现性B.方便业务人员外出向客户演示软件超强功能无需机台支持具模拟测试功能。
22.软件具备密码锁定功能：
可用来区分不同使用者的权限。
23.控制器硬件一年内如非人为原因而造成的损坏免费包换、万能材料试验机测试软件终身免费无限升级。
控制模式图例：
UTM107伺服电机控制卡接线说明
伺服电机易漏电请注意接地！
！
！
！
1．准备三只直流电源：
DC24V与DC5V直流稳压电源，电流无特殊要求。
DC12V直流稳压电源，电流要求1.5A以上。
注意：
三只直流电源不共地
2．MINASA与MINASA4系列松下伺服电机驱动器设定：
A系列Pr020A4系列pr020
A系列Pr423A4系列pr410
A系列Pr4610000A4系列pr423
A系列Pr4A0A4系列pr4910000
A系列Pr4B2000A4系列pr4A0
A4系列pr4B2000（额定转速为3000rpm/min）
A4系列pr4B3000（额定转速为2000rpm/min）
A4系列pr4B2400（额定转速为2500rpm/min）
A4系列pr44=1
A4系列pr45=5设定值一定要写入保存才起效！
！
！
增益调整依试验机机台不同厂家自行调整设定，其他无说明部分设定采用默认值！
！
！
3．UTM107控制卡→输入、输出接点及对松下伺服电机（集电极开路形式）脉冲控制接线说明
松下伺服驱动器DC24V供电
松下伺服驱动器50针插头/COM＋7接DC24V＋
松下伺服驱动器50针插头/COM－41接DC24V地
UTM107控制卡/CN6：
集电极开路形式脉冲输出控制伺服电机
松下伺服驱动器50针插头/PULS13与SIGN15合接DC5V＋
UTM107控制卡/CN6红线接DC5V地
松下伺服驱动器50针插头/PULS24接UTM107控制卡/CN6棕线
松下伺服驱动器50针插头/SIGN26接UTM107控制卡/CN6黑线
UTM107控制卡/CN16继电器：
伺服开功能输出
松下伺服驱动器50针插头/SRV-ON29接UTM107控制卡/CN16橙线
松下伺服驱动器50针插头/COM－41接UTM107控制卡/CN16红线
UTM107控制卡/CN18：
试验机上、下限位开关输入
上极限开关（常开）接UTM107控制卡/CN18黑线
下极限开关（常开）接UTM107控制卡/CN18棕线
上、下极限输入共点接UTM107控制卡/CN18橙线为
UTM107控制卡/CN8→外接手动控制盒讯号输入
CN8黑色线→快速上升
CN8棕色线→快速下降
CN8红色线→微调上升
CN8橙色线→微调下降
CN8黄色线→停止
CN8绿色线→回归
CN8蓝色线→全部归零（力量、位移、延伸）
CN8紫色线→执行测试
CN8灰色线→共点
4．UTM107控制卡→力量传感器（LOADCELL）接线说明：
控制卡15针接头
15PIN针2接力量传感器电源输入＋
15PIN针3接力量传感器讯号输出－
15PIN针4接力量传感器讯号输出＋
15PIN针5接力量传感器电源输入地
15PIN针6接力量传感器屏蔽线
5．UTM107控制卡→金属用两点伸长计（GUAGE）接线说明：
控制卡15针接头（选配功能）
15PIN针2接金属用两点伸长计电源输入＋
15PIN针3接金属用两点伸长计讯号输出－
15PIN针4接金属用两点伸长计讯号输出＋
15PIN针5接金属用两点伸长计电源输入地
15PIN针6接金属用两点伸长计屏蔽线
6．UTM107控制卡→全程位移接线说明：
控制卡9PIN接头
全程位移讯号的来源有2种：
①接丝杆顶上装的编码器作为全程位移讯号来源
②接松下驱动器的编码器讯号输出功能：
接50针接头的21、22、48、49针
9PIN针1①接外置编码器A相②接松下驱动器50针插头/21针OA＋
9PIN针2①接外置编码器A—相（无A—相此针不需接）②接松下驱动器50针插头/22针OA－
9PIN针3①接外置编码器B相②接松下驱动器50针插头/48针OB＋
9PIN针4①接外置编码器B—相（无B—相此针不需接）②接松下驱动器50针插头/49针OB－
9PIN针5①接外置编码器电源输入地②接松下驱动器50针插头/25针GND
9PIN针6①接外置编码器电源输入＋②不接
2种选其一即可第1种编码器直接装在丝杆上直接感测横梁位移测量较为准确；第2种利用松下伺服驱动器具有输出编码器讯号的功能来间接感测横梁位移这样可以节约一个编码器的成本！
（但在试验机没有接地条件的情况下偶尔会因伺服电机漏电出现烧坏电路板上IC的情况虽然经各试验机厂商装机实践下来看发生烧坏的几率极小，但还是建议尽量不要采用此种方式。
）编码器输出讯号的形式有4种试验机一般只用3种即：
①长线驱动②标准电压输出③集电极开路。
很显然输出讯号的形式用3种那UTM107的卡接收不同讯号的电路也不一样，但②标准电压输出③集电极开路的接收讯号的电路是一样的。
UTM107已经集成了这2种电路，只要插拔位移接收部分的一颗IC就可以了！
（松下驱动器输出编码器讯号为①长线驱动可接入图2，一般外接的编码器为②标准电压输出可直接接入图一，但③集电极开路的这种编码器需要加提升电阻后接入图一才行。
）
全程位移部分接编码器前应先分辨一下：
接松下驱动器输出之长线驱动编码讯号的板子与机器外接标准电压输出编码器的板子在电路制作上是不一样的
图1→试验机外接标准电压输出或集电极开路编码器讯号图2→接松下驱动器输出之长线驱动类编码器讯号
7．UTM107控制卡→大变形2点延伸计编码器（ENCODER）接线说明：
控制卡9针接头（可接2只编码器）
9PIN针1接编码器①A相
9PIN针2接编码器①B相
9PIN针3接编码器②A相
9PIN针4接编码器②B相
9PIN针5接编码器①②电源输入地
9PIN针6接编码器①②电源输入＋
UTM107伺服电机频率控制---PulseCommand接线示意图
直流稳压电源要求：
①DC12V1.5A以上（内正外负）
②DC5V、DC24V电流无要求
DC24V、DC12V、DC5V直流电源最好不要共地！
！
！
控制器电源指示灯
控制器电源开关
RS232电脑传输接口力量传感器接口（模拟量）小变形两点伸长计接口（模拟量）全程位移编码器接口大变形两点伸长计编码器接口上下限位常开输入接口频率控制接口、继电器输出接口外接手动控制盒
CN18限位CN6频率控制/CN16继电器输出CN8外接手动控制盒
DC12V9PINRS23215PINLOADCELL15PINGuage9PINEncoder9PINTwoEncoder接常开8路点动开关
内正外负（标配：
自动辨认）（选配功能）（标配）（选配功能）
针2力量传感器电源输入＋针2金属用两点伸长计电源输入＋针1编码器A相或松下驱动器50针/OA+21针1编码器①A相上极限接CN18黑线CN6/棕线接松下驱动器50针/PULS24CN8/黑色线→快速上升
针3力量传感器讯号输出－针3金属用两点伸长计讯号输出－针2编码器A-相或松下驱动器50针/OA-22针2编码器①B相下极限接CN18棕线CN6/黑线接松下驱动器50针/SIGN26CN8/棕色线→快速下降
针4力量传感器讯号输出＋针4金属用两点伸长计讯号输出＋针3编码器B相或松下驱动器50针/OB+48针3编码器②A相极限共点接CN18橙线CN6/红线接DC5V地CN8/红色线→微调上升
针5力量传感器电源输入地针5金属用两点伸长计电源输入地针4编码器B-相或松下驱动器50针/OB-49针4编码器②B相松下驱动器50针/PULS13接DC5V＋CN8/橙色线→微调下降
针6力量传感器屏蔽线针6金属用两点伸长计屏蔽线针5编码器电源输入地或松下驱动器50针/GND25针5编码器电源输入GND松下驱动器50针/SIGN15接DC5V＋CN8/黄色线→停止
针6编码器电源输入＋或（不用接）针6编码器电源输入＋CN16橙线接松下驱动器50针/SRV-ON29CN8/绿色线→回归
CN16红线接松下驱动器50针/COM－41CN8/蓝色线→全部归零
松下驱动50针/COM－41接DC24V地CN8/紫色线→执行测试
松下驱动50针/COM+7接DC24V＋CN8/灰色线→共点
全程位移采用伺服电机编码输出时：
A4系列松下伺服电机增加设定pr44=1pr45=5test.ini设定encpulse=2000×n,encpictch=m（m:
:
螺杆转一圈前进的距离n总减速比）
万能材料试验机调试详细说明（新版测试程序用）
打开C:
\Material2\test.ini文件，设定[Basic]项目中的最后一项Debug=1设置完保存退出。
//0：
测试状态;1：
调试状态
（调试中遇到紧急情况请点“关闭控制”机器便会停止，整个控制系统力量、全程位移、变形数据显示规则：
拉伸为正、压缩位负）
在桌面上将鼠标移至右图
双击，以管理员身份登陆密码为1（一级用户密码是2，一级用户密码是3）
一．调整联板到整个行程的中间位置
通过机械装配方式或其它方式将中联板调整至试验机整个行程中间位置，因为初次调试者不是很了解
性能此乃安全之错。
二．确认上、下限位开关工作已经正常
设定好试验机的上下极限位置锁紧，打开测试软件不要点击上升下降等按纽，先通过手动方式拉压上下极限开关，确认软件右下方会提示“触碰上极限，机台停止”或“触碰下极限，机台停止”证明行程保护已经起效，行程保护起效后可以进行测试程序其它项操作不必担心因误操作撞坏试验机。
如果无提示或上、下限位提示相反请检查接线等。
三．调整荷重元的显示数据：
拉正、压负（调整此项目请不要在测试程序的功能设定里将荷重取绝对值选取）
进入测试程序确定荷重元的方向：
拉荷重元的方向为＋，压荷重元的方向为－，液压式的因为都是压向，所以必须确认拉试片的荷重值必须为＋，若方向相反请修正：
将荷重元即力量传感器的2条输出讯号线位置交换一下。
（荷重数据不准请进入校正画面进行校正）
四．调整全程位移的显示数据：
拉正、压负（调整此项目请不要在测试程序的功能设定里将位移取绝对值选取）
打开测试程序进入硬件设定画面：
修改填写“全程位移”参数设定：
A．丝杆螺距：
丝杆转一圈的距离为—5mm，（在“调试试验机”中打开启动控制，点中联板上升或下降按键看主画面中全程位移显示是否为拉伸为正、压缩位负，如果显示的正负相反请修改为5）
B．编码器线数：
即用着全程位移的编码器线数，控制卡的编码器通道采用4倍频技术
①丝杆顶上装编码器时：
encpulse=编码器线数×4，如果试验机的丝杆顶上装的是2000线的编码器那么encpulse=2000×4=8000
②接松下驱动器的编码器讯号作为全程位移讯号时：
encpulse=2000×总减速比，如果试验机的总总减速比为1：
15那么encpulse=2000×15=30000
修改填写好A﹑B两项→先点“写入晶片”再点“重置107”直到跳出“请重新启动测试程序！
”提示框后，退出硬件设定退出测试程式，重新启动测试程序接着修改后面的设置。
五．调整大变形显示数据及校准：
拉正（无大变形的卡此项不需调整）
进入测试程序确定大变形拉向的显示为＋。
若不是如此，请修改C:
\Material2\test.ini文件里[Gauge]项目中的，GaugePitch=4或GaugePitch=－4，若原本是＋请改成－，反之亦然。
（4为大变形轮子的周长，即轮子转一圈的距离为4mm，不同的轮子的周长可能不一样要依据实际数据来设定。
比如设定GaugePitch=4，移动大变形程序里大变形数据显示为23.056mm，而测量的真实值为24.586mm，则修改GaugePitch=4×24.586／23.056）且正确填写大变形所用编码器的线数GaugeCount=4000（比如大变形延伸计是使用一个编码器机构的，编码器线数为2000那么4倍频就是8000因为一个编码器机构的大变形延伸计要管上与下的计数所以要除2那么就等与4000）。
调整大变形显示数据及校准，亦可进入校正画面修改大变形轮子周长与编码器线数参数实现
六．调整金属延伸计的显示数据：
拉正（无金属延伸计的卡此项不需调整）
进入测试程序确定金属延伸计的显示数据拉方向为＋，如相反请修正：
将金属延伸计的2条输出讯号线位置交换一下。
（金属延伸数据不准请进入校正画面进行校正）
七．调整试验机极速参数设定
打开测试程序进入硬件设定画
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