Επιλογή σερβοηλεκτρικών συστημάτων Λαμβάνοντας υπόψη τους παράγοντες
Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που πρέπει να λάβουμε υπόψη όταν επιλέγουμε τα σωστά προϊόντα σερβό για μια συγκεκριμένη εφαρμογή. Για να επιτευχθεί η καλύτερη απόδοση ολόκληρου του σερβοσυστήματος, υπάρχουν 9 πτυχές που πρέπει να ληφθούν υπόψη.
1.Η επιλογή των προδιαγραφών του κινητήρα
Όταν ξεκινάει ο κινητήρας, υπάρχουν 3 πιο σημαντικά πρότυπα: ταχύτητα, ροπή και περιστροφική αδράνεια.
Τα δύο πρώτα κριτήρια είναι προφανή και, γενικά, μπορούν να υπολογιστούν χρησιμοποιώντας το λογισμικό "μεγέθους" που παρέχεται από τον κατασκευαστή.
Όταν χρησιμοποιείτε αυτά τα προγράμματα, πληκτρολογήστε τον τύπο κίνησης που απαιτείται στην εφαρμογή και το λογισμικό υπολογίζει αυτόματα την απαιτούμενη ροπή και ταχύτητα ανάλογα με τον τύπο φορτίου και μετάδοσης κίνησης (κιβώτιο ταχυτήτων, ιμάντα, οδοντωτός τροχός και οδοντωτός τροχός, βίδα κ.λπ.). Ενώ η περιστροφική αδράνεια είναι λιγότερο διαισθητική, είναι εξίσου σημαντική. Επειδή οι περισσότεροι σύνδεσμοι συνδέονται με το συνδετικό μηχανικό κιβώτιο, είναι πρωταρχικής σημασίας η σύγκλιση της αδρανειακής περιστροφικής αδράνειας του κινητήρα να μην είναι πολύ μεγάλη.
Δεδομένου ότι η αναλογία και των δύο αυξάνει, θα οδηγήσει σε σημαντική αύξηση της δυσκολίας προσαρμογής. Καθώς οι αλγόριθμοι ρύθμισης εξελίσσονται, αυξάνεται η ταχύτητα του μικροεπεξεργαστή και αυξάνεται ο επιτρεπόμενος λόγος, αλλά η παραδοσιακή αναλογία αδράνειας κινητήρα 10: 1 είναι μια ασφαλής επιλογή.
2.Σύνδεση σύνδεσης
Σε περίπτωση απευθείας σύνδεσης του κινητήρα; Ορισμένες συσκευές σερβομηχανών επιτρέπουν τη σύνδεση του φορτίου απευθείας με τον δρομέα του κινητήρα. Με ελάχιστη συμμόρφωση και χαμηλά ποσοστά επιτάχυνσης / επιβράδυνσης, μπορεί να επιτευχθεί ένας λόγος αδράνειας μεγαλύτερος από 100: 1. Το λογισμικό επιλογής που παρέχεται από τον κατασκευαστή είναι το καλύτερο εργαλείο για την προσαρμογή αυτών των κατευθυντήριων γραμμών για τον περιορισμό της αναλογίας αδρανείας του συστήματος σε κατάλληλο επίπεδο.
3.Η χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας
Ένας άλλος παράγοντας που τα σερβοσυστήματα πρέπει να εξετάσουν σε πολλές εφαρμογές είναι η ικανότητα να χειρίζονται την επαναχρησιμοποιήσιμη ενέργεια που παράγεται από τους κινητήρες και τα φορτία. Το σύστημα σέρβις που εμπλέκεται εδώ είναι ο ενισχυτής. Όταν η ροπή του κινητήρα είναι προς μία κατεύθυνση και ο κινητήρας κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση , ο κινητήρας θα στείλει την αναγεννητική ενέργεια πίσω στον ενισχυτή. Αυτό συμβαίνει επειδή ο βασικός σχεδιασμός του κινητήρα είναι ο ίδιος με τον ηλεκτρογεννήτρια.
Η ενέργεια που μεταδίδεται στις περιελίξεις του κινητήρα θα παράγει ηλεκτρομαγνητικά πεδία έτσι ώστε ο ρότορας του κινητήρα και ο μόνιμος μαγνήτης να ακολουθούν την περιστροφή. Ομοίως, όταν ο ρότορας του κινητήρα περιστρέφεται, οι μόνιμοι μαγνήτες ενεργοποιούν τις περιελίξεις. Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τρόποι οδήγησης για χρήση ανανεώσιμη ενέργεια. Ορισμένοι μικροί οδηγοί χρησιμοποιούν πυκνωτές λεωφορείων για να απορροφήσουν αυτές τις ενέργειες και ο μεγαλύτερος οδηγός καταναλώνει αυτή τη θερμότητα με θέρμανση εσωτερικής αντίστασης. Το λογισμικό επιλογής που παρέχεται από τον κατασκευαστή δίνει συνήθως τη διαδικασία ανανέωσης της ενέργειας.
4.Αποτελεσματική αναδημιουργία κυκλώματος
Για ορισμένα μεγάλα συστήματα είναι γενικά εξοπλισμένα με μετατροπείς, έτσι ώστε η ενέργεια να μπορεί να μεταδοθεί πίσω στο κύκλωμα τροφοδοσίας του συστήματος. Ένας άλλος παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη κατά το σχεδιασμό ενός σερβοσυστήματος είναι το ποσό της αναγεννητικής ενέργειας που μπορεί να χειριστεί ο κινητήρας εάν ο σχεδιασμός επιτρέπει την ασυμμετρία αδράνειας μεταξύ του κινητήρα και του φορτίου.
Οι εξωτερικές αντιστάσεις ισχύος είναι συνήθως συνδεδεμένες με τον ενισχυτή όταν χειρίζονται υπερβολικές εφαρμογές ανανεώσιμης ενέργειας. Ως βαρύτητα
γίνεται ένας παράγοντας ανησυχίας και πρέπει να μειωθούν γρήγορα τα μεγάλα φορτία αδρανείας, οι εφαρμογές αυτές είναι γενικά κάθετα προσανατολισμένες.
Προφανώς, εκτός από τις αναγεννητικές λειτουργίες, ο ενισχυτής πρέπει επίσης να παρέχει στον κινητήρα τη σωστή τάση και ρεύμα για την επίτευξη της επιθυμητής ταχύτητας και ροπής. Η επιλογή των σωστών απαιτήσεων ισχύος για τους κινητήρες και τους ενισχυτές είναι μόνο η αρχή.
5. Απαιτήσεις συστήματος ελέγχου
Έπειτα, πρέπει να χειριστούμε τις ανάγκες ελέγχου. Ας επιστρέψουμε στον κινητήρα πρώτα. Σύμφωνα με τον ορισμό, το σερβο σύστημα χρειάζεται πάντα μια συσκευή ανάδρασης. Επί του παρόντος, η συσκευή ανατροφοδότησης είναι γενικά ένας αποκωδικοποιητής υψηλής ανάλυσης ή ένας αναλυτής. η απαιτούμενη ακρίβεια τοποθέτησης ικανοποιείται, η συσκευή ανάδρασης πρέπει να έχει τη σωστή ανάλυση για επαναληψιμότητα και ακρίβεια . Ο ενισχυτής πρέπει επίσης να είναι συμβατός με τον τύπο σήματος που προέρχεται από τη συσκευή ανάδρασης που είναι τοποθετημένη στον κινητήρα.
6. Ακρίβεια τοποθέτησης
Παραδοσιακά, ο αποκωδικοποιητής διαβιβάζει τις πληροφορίες θέσης και ταχύτητας και στα δύο κανάλια μέσω μιας παλμοσειράς και το στέλνει πίσω στο
ενισχυτή.Ωστόσο, δεδομένου ότι η ακρίβεια αυτών των αποκωδικοποιητών έχει βελτιωθεί σημαντικά, ορισμένοι κατασκευαστές έχουν αρχίσει να χρησιμοποιούν σειριακά
αποκωδικοποιητές με υψηλότερους ρυθμούς μεταφοράς αντί για ακολουθίες παλμών για την παράδοση αυτών των πακέτων πληροφοριών. Αυτοί οι αποκωδικοποιητές σειριακής θύρας παρέχουν σήματα υψηλότερης ανάλυσης για υψηλότερη ασυλία θορύβου και άλλους τύπους σημάτων. Αυτές οι πρόσθετες πληροφορίες περιλαμβάνουν τη θερμοκρασία του κινητήρα και ακόμη και τον αριθμό του κινητήρα.
Σε συστήματα σερβομηχανών, όταν ο κινητήρας και ο ενισχυτής τροφοδοτούνται από τον ίδιο κατασκευαστή, η δυνατότητα της συσκευής ανάδρασης να αναγνωρίζει και να παραδίδει τον κινητήρα στον ενισχυτή, ο οποίος επιτρέπει αυτόματα να ορίζει εσωτερικές παραμέτρους για βέλτιστη λειτουργία και προστασία κινητήρα.
7. Επιδόσεις σύνδεσης επικοινωνίας
Όταν ο κινητήρας και ο ενισχυτής με συσκευές κίνησης και ανάδρασης ταιριάζουν μεταξύ τους και έχουν την απαιτούμενη ανάλυση για το
μπορεί να αρχίσει να εξετάζει το σήμα εντολής μεταξύ του ενισχυτή και του ελεγκτή κίνησης.Για εφαρμογές ενός άξονα , είναι κοινή η ενσωμάτωση ή η σύνδεση του ελεγκτή στη μία πλευρά του ενισχυτή. Ορισμένες εφαρμογές το ενσωματώνουν σε ένα σύστημα ελέγχου υψηλότερου επιπέδου . Ο προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής (PLC) ή προγραμματιζόμενος ελεγκτής αυτοματισμού (PAC) μπορεί να ελέγξει ολόκληρη τη μονάδα ή γραμμή και να μεταφέρει αυτές τις πληροφορίες σε ελεγκτή κίνησης ενός άξονα μέσω ψηφιακών εισόδων / εξόδων (I / O) ή πρωτοκόλλων επικοινωνίας όπως EtherNet / IP Modbus TCP / IP.
8. Επιλογή διεπαφής ελέγχου
Σε εφαρμογές πολλών αξόνων, οι ελεγκτές είναι γενικά ανεξάρτητοι. Παραδοσιακά , ο ελεγκτής που εκδίδει την εντολή είναι γενικά σήμα + 10 V, που αντιπροσωπεύει την ταχύτητα ή τη ροπή. Οι περισσότεροι κατασκευαστές προσφέρουν τώρα λύσεις μέσω διαδικτύου. χειρίζονται ανατροφοδότηση υψηλότερης ανάλυσης και μπορούν να συλλέξουν περισσότερες διαγνωστικές πληροφορίες από τον ενισχυτή. Υπάρχουν πολλά δίκτυα κίνησης διαθέσιμα, καθένα από τα οποία έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του.
9.Η επιλογή του δικτύου ελέγχου κίνησης
Πολλά από τα νεότερα δίκτυα ελέγχου κίνησης βασίζονται σε υλικό Ethernet και εκμεταλλεύονται πλήρως τους συνεχώς αυξανόμενους ρυθμούς τους και τα αυξημένα κόστη. Ωστόσο, δεν μπορείτε να υποθέσετε ότι πρέπει να είναι συμβατά με τον σχετικό ελεγκτή ή με άλλο τμήμα του δικτύου λόγω του RJ-45 στον ενισχυτή.
Τα πρωτόκολλα που λειτουργούν σε αυτά τα δίκτυα θα καθορίσουν τη συμβατότητα του συστήματος.EtherCAT, Mechatrolink III και Powerlink είναι αρκετά υψηλής ταχύτητας ντετερμινιστικά δίκτυα που βασίζονται στο πρωτόκολλο Ethernet και είναι κατάλληλα για έλεγχο κίνησης .
Τα σερβο-συστήματα με βάση το δίκτυο διαμορφώνονται συνήθως με θύρες Ethernet που μπορούν να χρησιμοποιούν κοινά πρωτόκολλα βιομηχανίας όπως Modbus TCP / IP και EtherNet / IP για την αναφορά διαγνωστικών πληροφοριών και πληροφοριών για το προϊόν στο δίκτυο παρακολούθησης.