伺服驅(qū)動(dòng)器控制實(shí)訓(xùn)

1、目錄第一章 SB15伺服驅(qū)動(dòng)器實(shí)訓(xùn)模塊介紹2一、產(chǎn)品概述2二、產(chǎn)品特點(diǎn)2三、技術(shù)性能2第二章 交流伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器的使用3一、交流伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器介紹3二、交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及伺服電機(jī)的選型4三、交流伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器的接線4四、控制模式6五、I/O信號(hào)說明6六、參數(shù)表9七、顯示和操作9八、故障處理及報(bào)警處理方法11第三章 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目14實(shí)訓(xùn)一 交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)設(shè)置14實(shí)訓(xùn)二 PLC控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)向和速度15實(shí)訓(xùn)三 小車綜合運(yùn)行控制16實(shí)訓(xùn)四 三菱伺服軟件控制伺服運(yùn)行20實(shí)訓(xùn)五 小車位置控制24第一章 SB15伺服驅(qū)動(dòng)器實(shí)訓(xùn)模塊介紹一、產(chǎn)品概述“SB15伺服驅(qū)動(dòng)器實(shí)訓(xùn)模塊” 是根據(jù)機(jī)電一

2、體化技術(shù)、可編程控制器及其應(yīng)用等課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)的需求而研制的，該實(shí)訓(xùn)模型由運(yùn)動(dòng)小車、滾珠絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、三菱MR-E系列交流伺服電機(jī)及伺服驅(qū)動(dòng)器、檢測(cè)傳感器等組成，適合機(jī)電一體化、電氣工程、自動(dòng)化等專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)。二、產(chǎn)品特點(diǎn)“SB15伺服驅(qū)動(dòng)器實(shí)訓(xùn)模塊”為電機(jī)控制及電氣實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)平臺(tái)，可完成傳動(dòng)控制、鍵值優(yōu)化比較行走控制、定向控制、定位控制、加減速控制、點(diǎn)動(dòng)控制、位置控制等實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。該系統(tǒng)為學(xué)生提供一個(gè)具有高度完整性、開放性、安全性的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。通過實(shí)際動(dòng)手操作，加深對(duì)伺服電機(jī)原理及性能的深入理解，可以使學(xué)生對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)形成一定的認(rèn)知。三、技術(shù)性能1.輸入電源：?jiǎn)蜗嗳€AC220V±

3、10% 50Hz2.工作環(huán)境：溫度-1040 相對(duì)濕度85%（25）海拔4000m3.裝置容量：1.0kVA 4.外形尺寸：680*300*150mm 第二章 交流伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器的使用 一、交流伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器介紹交流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)主要可分為兩部分，即定子部分和轉(zhuǎn)子部分。交流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子有籠型和杯型兩種，它的轉(zhuǎn)子電阻都做得比較大，其目的是使轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使其 控制繞組不加電壓時(shí)，能及時(shí)制動(dòng)，防止自轉(zhuǎn)。兩個(gè)定子的結(jié)構(gòu)完全相同，并在空間相差90°。其中一組為勵(lì)磁繞組，另一組為控制繞組，交流伺服電動(dòng)機(jī)一種兩相的交流電動(dòng)機(jī)。 通入勵(lì)磁繞組及控制繞組的電流在電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)

4、磁場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向決定了電機(jī)的轉(zhuǎn)向，當(dāng)任意一個(gè)繞組上所加的電壓反相時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向就發(fā)生改變，電機(jī)的方向也發(fā)生改變。交流伺服電機(jī)的控制方式分為幅值控制、相位控制和幅相控制三種。三種控制方式中相位控制方式特性最好，幅相控制線路最簡(jiǎn)單。與普通亮相異步電機(jī)相比 ，伺服電機(jī)具有以下特點(diǎn)：1.伺服電機(jī)應(yīng)有較寬的調(diào)速范圍；2.當(dāng)勵(lì)磁電壓不為零，控制電壓為零時(shí)其轉(zhuǎn)速也為零；3.機(jī)械特性應(yīng)為線性并且動(dòng)態(tài)特性要好4.伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻應(yīng)當(dāng)大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)當(dāng)小三菱通用AC伺服MR-E系列是在MR-J2-Super系列的基礎(chǔ)上開發(fā)啊，保持了高性能但是限定了功能的AC伺服系列?？刂颇Ｊ接形恢每刂?、速度控制2種模式，

5、而且能夠切換位置控制和速度控制進(jìn)行運(yùn)行。因此它適用于以加工機(jī)床和一般加工設(shè)備的高密度定位和平穩(wěn)的速度控制為主的范圍寬廣的各種領(lǐng)域。它載有實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)諧功能，能機(jī)械的按照伺服增益進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。MR-E系列伺服電機(jī)的編碼器采用10000脈沖/轉(zhuǎn)分辨率的增量位置編碼器，可進(jìn)行高密度定位。二、交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及伺服電機(jī)的選型我們這套小車控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)模型選用的是MR-E-20A-KH003的伺服驅(qū)動(dòng)器和HF-KN23JK-S100的伺服電機(jī)三、交流伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器的接線1.功能框圖（見下圖）四、控制模式1、位置控制模式2、速度控制模式五、I/O信號(hào)說明1.信號(hào)排列2. CN1的信號(hào)功能 3. 符號(hào)說明六

6、、參數(shù)表七、顯示和操作1. 顯示流程 通過伺服放大器前面的5段7位LED顯示器，可進(jìn)行狀態(tài)顯示和參數(shù)設(shè)定。顯示器可用以設(shè)定運(yùn)行參數(shù)、故障診斷及確認(rèn)運(yùn)行狀態(tài)。按一次“MODE”、“UP”、“DOWN”開關(guān)，將顯示以下畫面。擴(kuò)展參數(shù)的讀寫可通過參數(shù)No.19使讀出和寫入生效。2.狀態(tài)顯示運(yùn)行時(shí)，可通過5位7段LED顯示器伺服的狀態(tài)，并可用UP/DOWN按鈕可以任意改變顯示內(nèi)容。選擇了現(xiàn)實(shí)內(nèi)容后，就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的符號(hào)，這時(shí)按SET按鈕，數(shù)據(jù)就會(huì)顯示出來。八、故障處理及報(bào)警處理方法1. 位置控制模式故障檢查表2. 速度控制模式故障檢查表3. 報(bào)警及警告代碼運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)會(huì)產(chǎn)生報(bào)警或警告信息。發(fā)生報(bào)警時(shí)

7、ALM-SG之間即被切斷。參數(shù)No.49設(shè)定為1時(shí)能夠輸出報(bào)警代碼，報(bào)警代碼是通過各針腳與SG直接按ON/OFF狀態(tài)來輸出。 正常時(shí)刻輸出報(bào)警代碼設(shè)定前的信號(hào)：（CN1B-19：ZSP，CN1A-18：INP和SA，CN1A-19：RD）。報(bào)警輸出代碼表: 見MR-J2S-20A“伺服放大器技術(shù)資料集”P10-5頁(yè)。4. 報(bào)警的處理方法發(fā)生報(bào)警，故障信號(hào)（ALM）處于OFF狀態(tài)，同時(shí)動(dòng)態(tài)制動(dòng)器開始動(dòng)作，顯示器將顯示報(bào)警代碼 報(bào)警代碼內(nèi)容及處理方法，見MR-J2S-20A“伺服放大器技術(shù)資料集”P10-6- P10-11頁(yè)。5. 警告的處理方法在發(fā)生過載警告的場(chǎng)合如果還繼續(xù)運(yùn)行，根據(jù)負(fù)載情況，可

8、能會(huì)發(fā)生報(bào)警，使伺服不能正常運(yùn)行。警告（AL.E6和AL.EA）發(fā)生后，伺服變?yōu)镺FF狀態(tài)。消除報(bào)警原因, 見MR-J2S-20A“伺服放大器技術(shù)資料集”P10-12頁(yè)。第三章 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)一 交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)設(shè)置一、實(shí)訓(xùn)目的 1通過實(shí)驗(yàn)理解交流伺服電動(dòng)機(jī)的參數(shù)設(shè)置。 2增強(qiáng)實(shí)際操作的能力。二、實(shí)訓(xùn)儀器序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1實(shí)訓(xùn)裝置THPFXC-2B1臺(tái)三、實(shí)訓(xùn)原理 根據(jù)交流伺服放大器的速度運(yùn)行控制方式，在設(shè)定好電機(jī)內(nèi)部參數(shù)后通過改變外部接線實(shí)現(xiàn)速度控制。四、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與步驟1.用實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線將EMG-SON-GND之間連接起來接到主機(jī)的COM端子，+24V-OPC連接起來接三菱主機(jī)上

9、的24V端子，按“MODE”鍵切換模式，顯示進(jìn)入診斷模式，此時(shí)顯示 RD-OF ，再按上、下箭頭鍵，直到顯示 TEST1 時(shí)按SET鍵二秒以上，此時(shí)數(shù)字顯示 d-01 并且最后位小數(shù)點(diǎn)閃動(dòng)。2.按上、下鍵，可控制電機(jī)做正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。至此確認(rèn)電機(jī)編碼線和電機(jī)線連接無(wú)誤。3.重新設(shè)置，進(jìn)入?yún)?shù)模式，按照下圖所示，分別修改相關(guān)參數(shù)。引腳功能設(shè)定 速度指令 P00 1002 PO8 1 五、實(shí)訓(xùn)報(bào)告1寫出在測(cè)試模式時(shí)參數(shù)的設(shè)置和運(yùn)行電機(jī)的方法。實(shí)訓(xùn)二 PLC控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)向和速度一、 實(shí)訓(xùn)目的1、 學(xué)習(xí)編寫PLC控制伺服電機(jī)程序2、 學(xué)會(huì)運(yùn)用PLC控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)向二、 實(shí)訓(xùn)設(shè)備序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)

10、格數(shù)量備注1實(shí)訓(xùn)裝置THPFXC-2B1套2三菱編程電纜1根3計(jì)算機(jī)（帶GX Developer軟件）1臺(tái)自備4三菱可編程控制器數(shù)字量8入/8出以上一臺(tái)三、控制要求1. “手動(dòng)/自動(dòng)”開關(guān)撥向手動(dòng)端電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)行一段距離，“啟動(dòng)/停止”開關(guān)撥向啟動(dòng)端電機(jī)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)行一段距離，同時(shí)撥動(dòng)兩個(gè)開關(guān)電機(jī)停止運(yùn)行。2. 運(yùn)行到行程開關(guān)處時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。四、端口分配1. 端子分配及功能表序號(hào)PLC地址（PLC端子）符號(hào)功能說明1X0啟動(dòng)/停止左轉(zhuǎn)2X1手動(dòng)/自動(dòng)右轉(zhuǎn)3Y0PP輸出脈沖4Y1NP電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向2. 伺服參數(shù)設(shè)置P0設(shè)為1000五、實(shí)訓(xùn)步驟1. 根據(jù)端子分配表接線，用實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線將EMG-SON-G

11、ND之間連接起來接到主機(jī)的COM端子，+24V-OPC連接起來接三菱主機(jī)上的24V端子。2. 所有連線檢查無(wú)誤后方可上電。3. 按照“伺服參數(shù)設(shè)置”正確設(shè)置伺服驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)。（設(shè)置操作參見伺服驅(qū)動(dòng)器使用說明）4. 按照控制要求、端子分配表編寫控制程序。編寫完成程序，根據(jù)提示信息修改程序，直至無(wú)誤。5. 用SC-90電纜連接PLC編程口和計(jì)算機(jī)串口，打開PLC主機(jī)電源，將程序下載至PLC中，下載完成后將PLC的“RUN/STOP”開關(guān)撥至“RUN”狀態(tài)。6. 按照控制要求，撥動(dòng)“啟動(dòng)/停止”、“手動(dòng)/自動(dòng)”開關(guān)，觀察系統(tǒng)的動(dòng)作情況是否符合控制要求。適當(dāng)修改程序直至完全符合控制要求中的事項(xiàng)。實(shí)訓(xùn)三

12、 小車綜合運(yùn)行控制一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解和認(rèn)識(shí)現(xiàn)代直線運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成；2. 學(xué)習(xí)子程序在編程中的應(yīng)用；3. 掌握可編程控制器在實(shí)際小車綜合運(yùn)行控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備1. SB15 伺服驅(qū)動(dòng)器實(shí)訓(xùn)模塊 一套 2. 可編程控制器（含數(shù)字量8入/8出以上） 一臺(tái)3. 安裝有PLC編程軟件的計(jì)算機(jī) 一臺(tái)4. SC-90編程電纜 一根5. 實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線 若干三、 控制要求1. 當(dāng)選擇“手動(dòng)運(yùn)行”時(shí)，系統(tǒng)調(diào)用“手動(dòng)子程序”，進(jìn)入手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，小車按手動(dòng)方式運(yùn)行；2. 當(dāng)選擇“自動(dòng)運(yùn)行”時(shí)，系統(tǒng)調(diào)用“自動(dòng)子程序”，進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，小車按自動(dòng)方式運(yùn)行；3. 位置顯示單元實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前小車所處位置。

13、四、 主程序流程圖五、 手動(dòng)自動(dòng)子程序流程圖開始小車復(fù)位到可檢測(cè)位置NNY小車位于2號(hào)位右側(cè)側(cè)小車右行到2號(hào)位N小車右行到3號(hào)位YYYYNNNY小車左行到2號(hào)位小車左行到1號(hào)位3鍵值=1？小車位于3號(hào)位右側(cè)側(cè)小車位于1號(hào)位右側(cè)2鍵值=1？1鍵值=1？手動(dòng)=1？手動(dòng)子程序流程圖NY3號(hào)位1號(hào)位2號(hào)位3號(hào)位1號(hào)位2號(hào)位開始自動(dòng)=1？小車復(fù)位到3號(hào)位置3號(hào)位2號(hào)位2號(hào)位3號(hào)位自動(dòng)子程序流程圖六、端口分配序號(hào)PLC地址（PLC端子）面板端子功能說明三菱1.X01“1”號(hào)鍵值信號(hào)輸出2.X12“2”號(hào)鍵值信號(hào)輸出3.X23“3”號(hào)鍵值信號(hào)輸出4.X3A（傳感器信號(hào)）左側(cè)傳感器信號(hào)輸出5.X4B（傳感器信

14、號(hào)）中間傳感器信號(hào)輸出6.X5C（傳感器信號(hào)）右側(cè)傳感器信號(hào)輸出7.X6手/自動(dòng)手動(dòng)/自動(dòng)模式選擇開關(guān)8.X7啟動(dòng)/停止啟動(dòng)/停止選擇開關(guān)9.X10左行程開關(guān)10.X11右行程開關(guān)11.Y0PP脈沖輸入端12.Y1A（位置顯示）數(shù)碼顯示控制端子A13.Y2B（位置顯示）數(shù)碼顯示控制端子B14.Y3NP旋轉(zhuǎn)方向控制15.Y4左行指示16.Y5右行指示17.Y6報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)輸出七、實(shí)驗(yàn)步驟1. 按照端口分配表接線，用實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線將EMG-SON-GND之間連接起來接到主機(jī)的COM端子，+24V-OPC連接起來接三菱主機(jī)上的24V端子。連接PLC與小車運(yùn)動(dòng)實(shí)物模型；2. 將“啟動(dòng)停止”撥至“啟動(dòng)”狀

15、態(tài)，將“手動(dòng)/自動(dòng)”開關(guān)首先撥至“自動(dòng)”狀態(tài)，觀察小車運(yùn)行狀態(tài)，記錄小車運(yùn)行規(guī)律；3. 將“手動(dòng)/自動(dòng)”開關(guān)首先撥至“手動(dòng)”狀態(tài)，點(diǎn)擊“1、2、3、”鍵值按鈕，觀察小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；八、實(shí)例程序（參見配套光盤）實(shí)訓(xùn)四 三菱伺服軟件控制伺服運(yùn)行一、 實(shí)訓(xùn)目的1. 熟悉三菱伺服軟件的安裝及使用。2. 通過伺服軟件設(shè)置伺服驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行參數(shù)。3. 通過伺服軟件的使用來控制伺服電機(jī)的運(yùn)行。二、 實(shí)訓(xùn)設(shè)備序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1實(shí)訓(xùn)裝置THPFXC-2B1套2三菱伺服通信線MR-CPCATCBL3M1根3計(jì)算機(jī)（帶伺服軟件）1臺(tái)自備三、 控制要求1. 通過伺服軟件的參數(shù)設(shè)置及控制伺服電機(jī)的運(yùn)行時(shí)要注意外圍

16、設(shè)備的位置，以防發(fā)生碰撞損壞設(shè)備。2. 在設(shè)定的參數(shù)中，若伺服發(fā)生報(bào)警，應(yīng)按照?qǐng)?bào)警代碼來排除報(bào)警。3. 錯(cuò)誤的設(shè)定可能導(dǎo)致無(wú)法預(yù)期的運(yùn)行，應(yīng)該參照資料進(jìn)行設(shè)定。4. 在實(shí)訓(xùn)時(shí)要把電腦與三菱伺服驅(qū)動(dòng)器的通信連接線連接好。5. 用實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線將EMG-SON-GND之間連接起來接到主機(jī)的COM端子，+24V-OPC連接起來接三菱主機(jī)上的24V端子。四、實(shí)訓(xùn)步驟1.系統(tǒng)安裝默認(rèn)安裝Disk1文件夾下的Stup.exe。2.軟件使用（1）軟件安裝完成，打開“開始”“程序”“MELSERVO”“SETUP S_W”“SETUP154C”，或打開桌面的快捷方式。彈出以下窗口：（2）在彈出窗口選擇菜單“參數(shù)”（

17、3）在下拉窗口中選擇“參數(shù)設(shè)定”：（4）在彈出窗口中選擇“批量讀取”，讀出伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的讀寫參數(shù)。（5）選擇要設(shè)置的參數(shù)，鼠標(biāo)選中，在窗口下方輸入需要設(shè)置的參數(shù)，輸入的參數(shù)應(yīng)在“設(shè)定范圍”允許的范圍內(nèi)。正確輸入?yún)?shù)后回車確認(rèn)輸入結(jié)果。（6）選擇“批量寫入”下載設(shè)置參數(shù)。注：在對(duì)伺服進(jìn)行參數(shù)讀寫時(shí)，將伺服至于停止?fàn)顟B(tài)。（7）參數(shù)下載完成后，伺服驅(qū)動(dòng)器需重新上電后，參數(shù)才能生效。3.伺服軟件控制伺服電機(jī)的運(yùn)行（1）打開“開始”“程序”“MELSERVO”“SETUP S_W”“SETUP154C”。彈出以下窗口：（2）在該窗口中選擇“試運(yùn)行”“點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行”會(huì)彈出如下窗口。（3）初始設(shè)定為電機(jī)轉(zhuǎn)速為2

18、00r/min，加減速時(shí)間為1000ms，單擊“正轉(zhuǎn)”則電機(jī)正轉(zhuǎn)，按下停止top則停止。單擊“反轉(zhuǎn)”則電機(jī)反向運(yùn)行，按下停止則停止。（4）改變?cè)O(shè)定參數(shù)，如上3運(yùn)行，觀察伺服電機(jī)運(yùn)行情況。4.伺服軟件控制伺服電機(jī)的定位運(yùn)行（1）打開伺服軟件，在彈出的界面中選擇“試運(yùn)行” “定位運(yùn)行”會(huì)彈出如下窗口。（2）在如上窗口中可設(shè)定伺服電機(jī)運(yùn)行速度、加減速時(shí)間常數(shù)及運(yùn)行脈沖數(shù)。單擊“正轉(zhuǎn)”則電機(jī)正轉(zhuǎn)，運(yùn)行完設(shè)定的脈沖量則自動(dòng)停止，單擊“反轉(zhuǎn)”則電機(jī)反向運(yùn)行，運(yùn)行完設(shè)定的脈沖量則自動(dòng)停止點(diǎn)。（3）改變參數(shù)，如上2方法運(yùn)行，觀察伺服電機(jī)運(yùn)行情況。實(shí)訓(xùn)五 小車位置控制一、 實(shí)訓(xùn)目的1.學(xué)習(xí)編寫PLC控制伺服電機(jī)的程序2.學(xué)會(huì)運(yùn)用PLC控制小車的位置二、 實(shí)訓(xùn)設(shè)備序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量