伺服驱动器控制实训.docx
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伺服驱动器控制实训
伺服驱动器控制实训
第二章交流伺服电机及驱动器的使用
一、交流伺服电机及驱动器介绍
交流伺服电动机的结构主要可分为两部分，即定子部分和转子部分。
交流伺服电机的转子有笼型和杯型两种，它的转子电阻都做得比较大，其目的是使转子在转动时产生制动转矩，使其控制绕组不加电压时，能及时制动，防止自转。
两个定子的结构完全相同，并在空间相差90°。
其中一组为励磁绕组，另一组为控制绕组，交流伺服电动机一种两相的交流电动机。
通入励磁绕组及控制绕组的电流在电机内产生一个旋转磁场，旋转磁场的转向决定了电机的转向，当任意一个绕组上所加的电压反相时，旋转磁场的方向就发生改变，电机的方向也发生改变。
交流伺服电机的控制方式分为幅值控制、相位控制和幅相控制三种。
三种控制方式中相位控制方式特性最好，幅相控制线路最简单。
与普通亮相异步电机相比，伺服电机具有以下特点：
1.伺服电机应有较宽的调速范围；
2.当励磁电压不为零，控制电压为零时其转速也为零；
3.机械特性应为线性并且动态特性要好
4.伺服电机的转子电阻应当大，转动惯量应当小
三菱通用AC伺服MR-E系列是在MR-J2-Super系列的基础上开发啊，保持了高性能但是限定了功能的AC伺服系列。
控制模式有位置控制、速度控制2种模式，而且能够切换位置控制和速度控制进行运行。
因此它适用于以加工机床和一般加工设备的高密度定位和平稳的速度控制为主的范围宽广的各种领域。
它载有实时自动调谐功能，能机械的按照伺服增益进行自动调整。
MR-E系列伺服电机的编码器采用10000脉冲/转分辨率的增量位置编码器，可进行高密度定位。
二、交流伺服电机驱动器及伺服电机的选型
我们这套小车控制系统实训模型选用的是MR-E-20A-KH003的伺服驱动器和HF-KN23JK-S100的伺服电机
三、交流伺服电机及驱动器的接线
1.功能框图（见下图）
四、控制模式
1、位置控制模式
2、速度控制模式
五、I/O信号说明
1.信号排列
2.CN1的信号功能
3.符号说明
六、参数表
七、显示和操作
1.显示流程
通过伺服放大器前面的5段7位LED显示器，可进行状态显示和参数设定。
显示器可用以设定运行参数、故障诊断及确认运行状态。
按一次“MODE”、“UP”、“DOWN”开关，将显示以下画面。
扩展参数的读写可通过参数No.19使读出和写入生效。
2.状态显示
运行时，可通过5位7段LED显示器伺服的状态，并可用UP/DOWN按钮可以任意改变显示内容。
选择了现实内容后，就会出现相应的符号，这时按SET按钮，数据就会显示出来。
八、故障处理及报警处理方法
1.位置控制模式
故障检查表
2.速度控制模式
故障检查表
3.报警及警告代码
运行中发生故障时会产生报警或警告信息。
发生报警时ALM-SG之间即被切断。
参数No.49设定为□□□1时能够输出报警代码，报警代码是通过各针脚与SG直接按ON/OFF状态来输出。
正常时刻输出报警代码设定前的信号：
（CN1B-19：
ZSP，CN1A-18：
INP和SA，CN1A-19：
RD）。
报警输出代码表:
见MR-J2S-20A“伺服放大器技术资料集”P10-5页。
4.报警的处理方法
发生报警，故障信号（ALM）处于OFF状态，同时动态制动器开始动作，显示器将显示报警代码
报警代码内容及处理方法，见MR-J2S-20A“伺服放大器技术资料集”P10-6---P10-11页。
5.警告的处理方法
在发生过载警告的场合如果还继续运行，根据负载情况，可能会发生报警，使伺服不能正常运行。
警告（AL.E6和AL.EA）发生后，伺服变为OFF状态。
消除报警原因,见MR-J2S-20A“伺服放大器技术资料集”P10-12页。
第三章实训项目
实训一交流伺服电机驱动器的参数设置
一、实训目的
1．通过实验理解交流伺服电动机的参数设置。
2．增强实际操作的能力。
二、实训仪器
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
实训装置
THPFXC-2B
1台
三、实训原理
根据交流伺服放大器的速度运行控制方式，在设定好电机内部参数后通过改变外部接线实现速度控制。
四、实训内容与步骤
1.用实验导线将EMG-SON-GND之间连接起来接到主机的COM端子，+24V-OPC连接起来接三菱主机上的24V端子，按“MODE”键切换模式，显示进入诊断模式，此时显示RD-OF，再按上、下箭头键，直到显示TEST1时按SET键二秒以上，此时数字显示d-01并且最后位小数点闪动。
2.按上、下键，可控制电机做正转或者反转运动。
至此确认电机编码线和电机线连接无误。
3.重新设置，进入参数模式，按照下图所示，分别修改相关参数。
引脚功能设定速度指令
P001002PO81
五、实训报告
1．写出在测试模式时参数的设置和运行电机的方法。
实训二PLC控制伺服电机的转向和速度
一、实训目的
1、学习编写PLC控制伺服电机程序
2、学会运用PLC控制伺服电机的转向
二、实训设备
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
实训装置
THPFXC-2B
1套
2
三菱编程电缆
1根
3
计算机（带GXDeveloper软件）
1台
自备
4
三菱可编程控制器
数字量8入/8出以上
一台
三、控制要求
1.“手动/自动”开关拨向手动端电机反转转运行一段距离，“启动/停止”开关拨向启动端电机正转转运行一段距离，同时拨动两个开关电机停止运行。
2.运行到行程开关处时，电机停止运行。
四、端口分配
1.端子分配及功能表
序号
PLC地址（PLC端子）
符号
功能说明
1
X0
启动/停止
左转
2
X1
手动/自动
右转
3
Y0
PP
输出脉冲
4
Y1
NP
电机转动方向
2.伺服参数设置
P0设为1000
五、实训步骤
1.根据端子分配表接线，用实验导线将EMG-SON-GND之间连接起来接到主机的COM端子，+24V-OPC连接起来接三菱主机上的24V端子。
2.所有连线检查无误后方可上电。
3.按照“伺服参数设置”正确设置伺服驱动器的参数。
（设置操作参见伺服驱动器使用说明）
4.按照控制要求、端子分配表编写控制程序。
编写完成程序，根据提示信息修改程序，直至无误。
5.用SC-90电缆连接PLC编程口和计算机串口，打开PLC主机电源，将程序下载至PLC中，下载完成后将PLC的“RUN/STOP”开关拨至“RUN”状态。
6.按照控制要求，拨动“启动/停止”、“手动/自动”开关，观察系统的动作情况是否符合控制要求。
适当修改程序直至完全符合控制要求中的事项。
实训三小车综合运行控制
一、实验目的
1.了解和认识现代直线运动控制系统的组成；
2.学习子程序在编程中的应用；
3.掌握可编程控制器在实际小车综合运行控制系统中的应用。
二、实验设备
1.SB15伺服驱动器实训模块一套
2.可编程控制器（含数字量8入/8出以上）一台
3.安装有PLC编程软件的计算机一台
4.SC-90编程电缆一根
5.实验导线若干
三、控制要求
1.当选择“手动运行”时，系统调用“手动子程序”，进入手动运行状态，小车按手动方式运行；
2.当选择“自动运行”时，系统调用“自动子程序”，进入自动运行状态，小车按自动方式运行；
3.位置显示单元实时显示当前小车所处位置。
四、主程序流程图
五、手动\自动子程序流程图
手动子程序流程图
自动子程序流程图
六、端口分配
序号
PLC地址（PLC端子）
面板端子
功能说明
三菱
2.
X0
1
“1”号键值信号输出
3.
X1
2
“2”号键值信号输出
4.
X2
3
“3”号键值信号输出
5.
X3
A（传感器信号）
左侧传感器信号输出
6.
X4
B（传感器信号）
中间传感器信号输出
7.
X5
C（传感器信号）
右侧传感器信号输出
8.
X6
手/自动
手动/自动模式选择开关
9.
X7
启动/停止
启动/停止选择开关
10.
X10
左行程开关
11.
X11
右行程开关
12.
Y0
PP
脉冲输入端
13.
Y1
A（位置显示）
数码显示控制端子A
14.
Y2
B（位置显示）
数码显示控制端子B
15.
Y3
NP
旋转方向控制
16.
Y4
左行指示
17.
Y5
右行指示
18.
Y6
报警
系统报警信号输出
七、实验步骤
1.按照端口分配表接线，用实验导线将EMG-SON-GND之间连接起来接到主机的COM端子，+24V-OPC连接起来接三菱主机上的24V端子。
连接PLC与小车运动实物模型；
2.将“启动／停止”拨至“启动”状态，将“手动/自动”开关首先拨至“自动”状态，观察小车运行状态，记录小车运行规律；
3.将“手动/自动”开关首先拨至“手动”状态，点击“1、2、3、”键值按钮，观察小车运动状态；
八、实例程序（参见配套光盘）
实训四三菱伺服软件控制伺服运行
一、实训目的
1.熟悉三菱伺服软件的安装及使用。
2.通过伺服软件设置伺服驱动器的运行参数。
3.通过伺服软件的使用来控制伺服电机的运行。
二、实训设备
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
实训装置
THPFXC-2B
1套
2
三菱伺服通信线
MR-CPCATCBL3M
1根
3
计算机（带伺服软件）
1台
自备
三、控制要求
1.通过伺服软件的参数设置及控制伺服电机的运行时要注意外围设备的位置，以防发生碰撞损坏设备。
2.在设定的参数中，若伺服发生报警，应按照报警代码来排除报警。
3.错误的设定可能导致无法预期的运行，应该参照资料进行设定。
4.在实训时要把电脑与三菱伺服驱动器的通信连接线连接好。
5.用实验导线将EMG-SON-GND之间连接起来接到主机的COM端子，+24V-OPC连接起来接三菱主机上的24V端子。
四、实训步骤
1.系统安装
默认安装Disk1文件夹下的Stup.exe。
2.软件使用
（1）软件安装完成，打开“开始”→“程序”→“MELSERVO”→“SETUPS_W”→“SETUP154C”，或打开桌面的快捷方式
。
弹出以下窗口：
（2）在弹出窗口选择菜单“参数”
（3）在下拉窗口中选择“参数设定”：
（4）在弹出窗口中选择“批量读取”，读出伺服驱动器内的读写参数。
（5）选择要设置的参数，鼠标选中，在窗口下方输入需要设置的参数，输入的参数应在“设定范围”允许的范围内。
正确输入参数后回车确认输入结果。
（6）选择“批量写入”下载设置参数。
注：
在对伺服进行参数读写时，将伺服至于停止状态。
（7）参数下载完成后，伺服驱动器需重新上电后，参数才能生效。
3.伺服软件控制伺服电机的运行
（1）打开“开始”→“程序”→“MELSERVO”→“SETUPS_W”→“SETUP154C”。
弹出以下窗口：
（2）在该窗口中选择“试运行”→“点动运行”会弹出如下窗口。
（3）初始设定为电机转速为200r/min，加减速时间为1000ms，单击“正转”则电机正转，按下停止top则停止。
单击“反转”则电机反向运行，按下停止则停止。
（4）改变设定参数，如上3运行，观察伺服电机运行情况。
4.伺服软件控制伺服电机的定位运行
（1）打开伺服软件，在弹出的界面中选择“试运行”→“定位运行”会弹出如下窗口。
（2）在如上窗口中可设定伺服电机运行速度、加减速时间常数及运行脉冲数。
单击“正转”则电机正转，运行完设定的脉冲量则自动停止，单击“反转”则电机反向运行，运行完设定的脉冲量则自动停止点。
（3）改变参数，如上2方法运行，观察伺服电机运行情况。
实训五小车位置控制
一、实训目的
1.学习编写PLC控制伺服电机的程序
2.学会运用PLC控制小车的位置
二、实训设备
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
实训装置
THPFXC-2B
1
2
三菱编程电缆
1根
3
计算机（带GXDeveloper软件）
1台
自备
4
实验导线
若干
4
三菱可编程控制器
数字量8入/8出以上
一台
三、控制要求
1.“启动/停止”开关拨向启动端后拨回停止端电机复位运行到中间传感器的位置。
2.按“1按键”小车向左运行10CM。
3.按“2按键”小车向右运行10CM。
2.按“3按键”小车向左运行5CM。
四、端口分配
序号
PLC地址（PLC端子）
符号
功能说明
1
X0
启动/停止
2
X1
1按键
3
X2
2按键
4
X3
3按键
1
Y0
PP
输出脉冲
2
Y1
NP
电机转动方向
3
Y2
左行指示
4
Y3
右行指示
2、伺服参数设置
P0设为1000
五、实训步骤
1.根据端子分配表接线，用实验导线EMG-SON-GND之间连接起来接到主机的COM端子，+24V-OPC连接起来接三菱主机上的24V端子。
2.所有连线检查无误后方可上电。
3.按照“伺服参数设置”正确设置伺服驱动器的参数。
（设置操作参见伺服驱动器使用说明）
4.按照控制要求、端子分配表编写控制程序。
编写完成程序，根据提示信息修改程序，直至无误。
5.用SC-90电缆连接PLC编程口和计算机串口，打开PLC主机电源，将程序下载至PLC中，下载完成后将PLC的“RUN/STOP”开关拨至“RUN”状态。
6.按照控制要求，拨动“启动/停止”开关，观察系统的动作情况是否符合控制要求。
适当修改程序直至完全符合控制要求中的事项。
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