伺服驱动器控制实训.docx

1、伺服驱动器控制实训第一章SB15伺服驱动器实训模块介绍 2、产品概述二、 产品特点 2三、 技术性能 2第二章 交流伺服电机及驱动器的使用 3一、 交流伺服电机及驱动器介绍 3二、 交流伺服电机驱动器及伺服电机的选型 4三、 交流伺服电机及驱动器的接线 4四、 控制模式 6五、 I/O信号说明 6六、 参数表 9七、 显示和操作 9八、 故障处理及报警处理方法 11第三章实训项目 14实训一 交流伺服电机驱动器的参数设置 14实训二 PLC控制伺服电机的转向和速度 15实训三小车综合运行控制 16实训四三菱伺服软件控制伺服运行 20实训五 小车位置控制 24第一章SB15伺服驱动器实训模块介绍

2、一、 产品概述“SB15伺服驱动器实训模块” 是根据机电一体化技术、可编程控制器及其应用等课程实训教学的需求而研制的，该实训模型由运动小车、滚珠丝杆传动机构、三菱 MR-E系列交流伺服电机及伺服驱动器、检测传感器等组成，适合机电一体化、电气工程、自动化等专业实训教 学。二、 产品特点“SB15伺服驱动器实训模块”为电机控制及电气实训课程的教学平台，可完成传动控制、 键值优化比较行走控制、定向控制、定位控制、加减速控制、点动控制、位置控制等实训内容。该系统为学生提供一个具有高度完整性、开放性、安全性的实训平台。通过实际动手操作， 加深对伺服电机原理及性能的深入理解，可以使学生对自动控制系统形成一

3、定的认知。三、 技术性能1.输入电源：单相三线 AC220V 10% 50Hz2.工作环境：温度-10 C40C 相对湿度w 85% (25 C)海拔v 4000m3.装置容量：v 1.0kVA4.外形尺寸：680*300*150mm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

4、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

5、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。、交流伺服电机驱动器及伺服电机的选型 (1)额现铭WPOffiW ：4QQW_ |NFtT边石匸J卩应3C-23C戈熹: PH-1PH2CP-23qV 6QHt3颈存旣3。乂钿岛肿二仇7FI ： : FDY 0-怖口恥 $“：柑灼m讣J

6、CXXAVVjG2Z卜表所示为何报放人器与伺服电机的细合,帯电磁制动器和减速器的亦是和同组合。伺服放大器伺服电机HC-KFEDUC-SFE2000r minMR-E-10A13MR-E-20A23MR-E-40A43一MR-E-70A73（注）52MR-E-100A102MR-E-2000A152 202注:HC-SFE52因伺服放人器与的住产时间不同, 冇的不疔甌疡冇关间题可向木公司咨询.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)2.ili： hMRElOA 20A

7、 屮无内fitlfl-JllSL2.MR-E-70A以卜的恫眼收大器I】J术川MB AC23OV的LJSL源连楼别LH L2. L3 I：不做冊1连处天煌教仪，- SB15小车运动控制实训模型四、 控制模式1、 位置控制模式川最高SOOkpps釣高速林冲恥执讦电机时（ft转速虞和方向时控制，分辨率 为10000脉冲/转的吕粘度定位*力外，位貰T帶功能町根掘应备从2种jjAP选择适艸的方式.对丁总 变的位胃指令町实现，涓的启动和停止。因为要保护1拱El!路的功率鼎休背佗2闵总创的加减速或过负拔弓血的过屯 涼的影响，在何服放人器小采川箝形屯路进行转矩限止，口川参数將该转矩 限止位变虫力帑尊扯U2、

8、 速度控制模式川山参数构成的内部速废指令域多7速）対何服电机的旋转速度和力向 进行扁密度的卡滑控制力外对丁速度指令，它还JI冇进行加减速时的他数殳咼和停止时的伺服 锁定功能Q五、 I/O信号说明1信号排列天煌教仪2. CN1的信号功能因控制枚的不卜,连復罰胸佶弓呀配也不冋，请参观卜衣。 在相关豔数忙内记载的番数弓的弓I脚.E川该銮数变虫佶号“翅器引脚号(Jl)I/OV : W 1.相数PP/SSIVIXVINVIN2OPCOPC ；3IRESRES ySTlSTI43 48ISONSOXSOX13 185TCRLOFST213 - 486ILSFLSPLSPNll 13 - 4871LSXLS

9、NLSN.I.S 188IEMGEMGEMCt90ALMALMALM49100INPINF/SASA191 L0RDr?DRD49120ZSF2SF工亍尸Mol. 19厂7113-.SGSGSG14j一LGLGLGr150LALALA160LARLARLARr-170LBLBLBh180LERLBRLBRr-190LZLZLZ200LZRLZRLZR210OPOPOP*7TPGPG 23二PPFF 2 1二NGN G -1251 1LNPNP/ 26注1, I：输入佶兮.0：输岀佶弓2. F:心置挖制按式S；速度控制模式.F/S；位置/速度控制切换模式3.符号说明简称信号名称简称信号名称3C：

10、-X伺服ONKD准备就绪LSP正转行程终端ZSP零速度检测LSX反转疔稈终端INP定位结束CR清除SA速度达到SP1速度选样1ALM故障SF2速度选趣-吓G警告PC比例控制0P编码器Z相脉冲（集电极开路）STI正特起动VBR电嫌制动器互锁ST2反转起动LZ編码冲（差动駆动）TL转矩限止选择LZRRES复位LA编码;相脉冲差动骡动）EMG外部紧急停止LARLOP控制切换LB编码器B相脉冲菱动驰动）PF正转，反转脉冲串LBRXPVIN敢字I/F用电源输入PGOPC集电极M路电沁输入NGSG数宁I/F用公共蜩TLC中LG控制公共端VLC速岌限门忡SD六、参数表家致一览表No.简称名称捽制 很式初始值

11、单他用户设基 木0*ST 1 1 I. 购件选择P -S（注1*OP1功能选择1P -S0002宁ATU11动调谐PS01053CMX电于齿轮分子（捋令脉 冲倍率分子P1X冲CDV电子齿轮分母捋皆脉 冲倍率分母P15TNP到达也盘范用P100pulse6PG1位誉控亂增益1P35rad/s7PST位置指令加涯速时间 #位置平滑）P3msSSCI内部連度指令】S100r- min9SC2内部速度指令2500r / min.wL10SC3内部速度指令331000r - min11STA速度加速时闾犠数S0ms12STB速度臧速吋间讥S0TZ13SICS形加减蜚时间常址S0ms14生产厂址逝用0-.

12、15恵：0姑号设置P * S016*BPS卅行迪信刈能选择、报 警记录清璧P -S000017MOD磁拟监视器输出P010018状-蛊応示选择P S000019+BLK參数弓入禁止P S0000七、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“ MOD” “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。注：电源接通时.状杏显示的柑始显示内容方式会毬若控制蟆式的不同而异“览置披制模武：反馈脉冲累积(C).遭度控制模式电机逋度，转矩桂制槓武:转拒捋

13、守电圧伍人此外，用娄独陽.怡, 可改变电源樓通si状杰显示初皓显示的内容。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/DOW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No启动过理故障现象ttt*9可能的鯛1翹电源-LED不盂 LED 亮，第头 CNIA - CN1B - CN2 - CN3菠踊故障依旧施，1.幀粧故障2.伺财t黑故障糕头的ACN1B拔出辰故障CM电卿臥鸚CN2拨出氐故障排咯L飜器蠟瞰=3.编码鼬陽揍头CN3捷出底故耦黑CN3电麴除镰皿2节查

14、槻m排鮒趾2耐躺号f ON鍊12节査娜因.排馳陆栈有砌锁定(翩电机 的觎于自由狀謝1.酬甌器陽认鵰麒器豁 已进誥备轨1检酬部騁确认同斷启 (SON)舊号是否已戢途1曲孰朝开腳号 (蹄)2. COM端未接DC却V电羸SU指令渝 隔)砌电机磁枚瞅指令糾秫低1.接鵜逞(a)集电板开駆冲串榆入眈 0P蹣符接叽抓电羸LSP/L弧-SGN闻未接通,h2.未措人衲乱】：与翻雛跚电缆接黠低 1细血只的號错畀斗龊牒直速度襪魚按嬲下歩黜确益调艇1.提商自动髓醴的極漣飙1 IMrk嗾壯的加觴来 题自如益调鼠粧调整不生顶解动MtmfW帧的轴左右簸泳按酿下方皤酬益调凰m 髓安竝症咖術俶 壯的彌速来锁自菇益灌.漕鋼整不当

15、5产生位脈益睛定齡斛累辄反麟冲勰 帧豪电胭皤溜正贏勰期 餓冲计鵝诫Screen2Exei Ink3.速度控制模式 故障检查表r启前瞬故暉现累可ms1權通电原LED磁LED 抵ftlbChllACNlBCNaCNJ拔出后故阳依1口存崔*1.电穩側障*1柯服故福故離按头CMA - CNIB械出后. 故障排除*CN1屯现騷瓶費头CN2fltm故障排臥1.SMB电境轆2.飆器故接去匚X3摊岀恳故障排躺CN3电嘶发生报警*M10.2节.消险故障康国.2伺眼开加3 ON參脱1们节甬除故障丽打秋有何屈锁定电机 的Hit于自rti状蛊)1.杭竟外祁I/O歯寻甌洞限开启(SON)信号是否已餐接建2用外SU侣号隔

16、産制腿开启佔号是 否为DN。1.块输人伺服开启憎号.2.COMg耒接DC2W也源3正恥TI)或醐(ST2)开歸号SON伺昵电机不旋骑 通过泉示器确认(VC)的曹隔斑輪A檢扭島連匱描令为D肌通过显示器确认I/O措号WON/Q评状蕊LSP LSN STI ST2处于OFF卅认内部速腔捲1一?阿设定 (tS-10, 72-15.确认转世駁制1的谡定， (M N&28)精矩限!M水平低丁负黴转生.使用转矩限制(TLA)的场4 1S过显示霧确认其愉人电压转他限鬧水平船T啖或祐嚨.4调整增益髓更转时，速如磴用减下歩骥取曲调整：1.槌髙自跡堆益调整的gts.2-觅迎进打X斗次1上的加闕速 以完展自动坤益调琵

17、咖整不当。负载转动惯师太尢导萌 K电机的抽左右振动。按照味F的方法竇碰调整.如舉能够全运紀11 疔3* 4狀以上的加誠述来完成自动增益圏治益询惓不豈4.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设定为口 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犬态来输出。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。5.报警的处理方法发生报警，故障信号（ALM

18、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。6.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、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。、实训仪器序号名称型号与规格数量备注1实训装置THPFXC-2B1台三

19、、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-GN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。 显示效号捲下卅ns节码就发生变优f按罢次KS

20、ET 捋宦參赃号的设定值将囚烁按2做TP闪媒期闻可以更盘设定値*（口口口丢遽度控制棋式）燮下“SET确汎a引脚功能设定速度指令P00 1002五、实训报告PO8 11.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、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、实训设备序号名称型号与规格数量备注1实训装置THPFXC-2B1套2二菱编程电缆1根3计算机（带GX Developer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

21、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1X0启动/停止左转2X1手动/自动右转3Y0PP输出脉冲4Y1NP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-GN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。

22、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。7.实训三小车综合运行控制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）面板端子功能说明二菱1.X01“ 1 ”号键值信号输出2.X12“ 2 ”号键值信号输出3.X23“ 3 ”号键值信号输出4.X3A （传感器信号）左侧

23、传感器信号输出5.X4B （传感器信号）中间传感器信号输出6.X5C （传感器信号）右侧传感器信号输出7.X6手/自动手动/自动模式选择开关8.X7启动/停止启动/停止选择开关9.X10左行程开关10.X11右行程开关11.Y0PP脉冲输入端12.Y1A （位置显示）数码显示控制端子 A13.Y2B （位置显示）数码显示控制端子 B14.Y3NP旋转方向控制15.Y4左行指示16.Y5右行指示17.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-GN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

24、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、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。 、实训设备序号名称型号与规格数量备注1实训装置THPFXC-2B1套2三菱伺服通信线MR-CPCATCBL3M1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

25、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-GN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Diski文件夹下的Stup.exe。2.软件使用(1)软件安装完成， 打开“开始” t “程序” t “ MELSERVA “ SETUP S_W宀“SETUP154C,(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”带*标记的举敷谟定启-请将!硼睑大器的电遁断开-很.戟數值|(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。s;参st-览發豹一览表文忤呂Pr. 塔 称设定垃单位设定范困 亠写 Att)0*拒制福式-更峑制动选件选握1000OOnO-T7L2jM1才功能选择Loao2OaDD-011311槻 対12目动调空01050001-042F113指令城冲倍率另子5Q|Q-55354看林冲倍率分母11-6S535定位范園wopule0-1