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php1190技巧_西门子 动态伺服控制DSC功能及应用

duote123 2024-11-30 0

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图11.2DSC的好处图2是常见的位置掌握器,图3是位置掌握旗子暗记曲线图。
由于位置给定发送的更新周期慢于驱动器的掌握周期,使得在每次位置给定的更新都会产生较高的偏差值,进而造成速率乃至电流的抖动。

图2 常见的位置掌握器

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图3 位置掌握器旗子暗记图4是由 DSC 架构在位置给定的根本上天生了插补旗子暗记,在每个驱动器掌握周期的位置偏差相对较小,也因此在 DSC 架构的掌握模式可实现更低的速率抖动以及平稳的扭矩输出。

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(图片来自网络侵删)

图4 DSC 掌握架构旗子暗记总结:

如果没有DSC功能,由于较长的位置掌握周期会导致速率给定值涌现阶跃变革,从而导致转矩或电流涌现较大的脉动。
激活了DSC功能,位置环打算移动到了驱动器中,其打算周期大大缩短,则转矩或者电流的脉动变小。

利用DSC功能(动态伺服掌握),可以得到如下好处:

位置掌握器处于速率掌握环路周期,周期越短系统的带宽则会大大的提高。
具有更高的位置掌握器增益因子Kv ,因此具有高动态性能的驱动器可以更快地进行设定值的基准相应。
动态抗滋扰能力强,对付机器刚性系统,可以快速的抑制扰动。
可以通过利用较长的运动掌握周期韶光来减少掌握器上的负载。

2. SIMATIC 工艺工具与SINAMICS 驱动系统博途中的工艺工具定位轴在启用DSC 功能后, SIMATIC 掌握器与 SINAMICS 驱动器即开始了紧密的合营,DSC只能支持 PROFIdrive 标准报文 5 或 6 以及 SIEMENS 报文 105 或 106。
在 T-CPU 中,如图5中的位置掌握工艺工具组态,可以设置掌握回路的参数,包含预掌握比例 (Precontrol)、替代韶光 (Speed control loop substitute time) 与增益 (Kv factor) 。

图5 S7-1500(T) 工艺工具定位轴掌握回路参数图6 是根据 S7-1500(T) 旗子暗记流简化后的掌握架构,在开启 DSC 的情形下,速率给定 NSOLL_B、位置偏差 XERR 以及增益 Kv 被打包进报文中发送给驱动器。

图6 S7-1500T 简化的 DSC 掌握图在 SINAMICS 驱动系统中,参考图7 SINAMICS S120 的 DSC 架构图,黄色路径的 XERR p1190 首先与掌握器采样周期(T_MAPC)相同的位置反馈还原的位置给定,再以插补打算功能块(绿色方框)打算预掌握速率(n_prectrl spline) 和细致的插补位置给定。
此时的位置给定以有与速率环掌握周期相同的细分值,终极与速率环采样周期(T_SAPC)的位置反馈打算偏差 ΔX,通过 DSC 位置掌握器(DSC position controller)产生速率给定(n_set from DSC)。

图7 SINAMICS S120 中的 DSC 掌握图3. 如何利用DSC从章节2中的描述不难创造,采取DSC掌握,须要在驱动器以及掌握器两侧进行速率环与位置环的参数调试。
我们以SINAMICS S200 与 S7-1500(T) 为例,通过 Webserver 在浏览器页面,可以实行一键调试(One button tuning, OBT),实行完成后可以看到干系参数,如图8中展示的:速率环增益 p1460 和积分韶光 p1462、负载迁徙改变惯量p1498 以及最大 Kv 系数 r5276 与对称韶光 r5277。

图8 OBT 结果在博途工艺工具 TO_PositioningAxis 的掌握回路中启用DSC 功能,将 S200 调试结果 r5277 输入替代韶光,须要把稳的一点是工艺工具采取的单位与 S200 不同。
而替代韶光在位置掌握回路的意义为:伺服驱动的速率相应韶光,通过位置设定值的延迟,从而避免位置掌握器与速率预掌握叠加的速率大于实际须要的速率给定而造成超调。

图9 工艺工具定位轴位置掌握回路Kv 的设计可参考 SIOS 文档编号 109779884 的《SIMATIC S7-1500(T): 基于工艺工具的轴掌握根本与轴优化方法》第 2.2 节,文档中建议 Kv 的上限值为伺服参数 r5276 的 50%,然而实际运用中需考虑机器刚性、扰动等外部成分,可采取r5276 的25%到33% 之间做调度,由于单位的不同还须要进行单位换算。

4. 实际案例图10是 SINAMICS S200 在纸尿布 S 橡筋工位运行电子凸轮的量测波形,在一分钟 800 的节拍下通过 SINAMICS Startdrive 旗子暗记追踪功能,以高达 8kHz 采样频率获取速率与电流等参数。

图10 S200 于 S 橡筋工位在一分钟 800 节拍的实际波形将图10赤色区间一凸轮周期放大不雅观察后的图11,得益于 DSC 强大的插补能力,纵然在掌握的位置给定仅 4 毫秒的更新周期,且加速度 670 圈/s² 的情形下,每个速率掌握周期的速率反馈与电流反馈仍旧保持平稳。

图11 S200 于 S 橡筋工位单一凸轮周期在低速 10rpm 以正弦波 4ms 更新周期的位置给定的测试中,如图12,纵使 PLC 的位置给定分辨率低,经由DSC 插补后的位置给定仍能保持平滑。

图12 S7-1500T 位置给定与 S200 中的 DSC 位置给定5. 总结DSC 作为 PROFIdrive 的核心技能,除了以 S7-1500 (T) PLC及SIMOTION掌握器进行位置掌握、监测,提高多轴或凸轮的同步性,还通过伺服驱动内高速掌握周期产生位置给定插补,进而实现平滑、高精的位置掌握,在全速域范围带给用户更高性能的伺服掌握技能。

动态伺服掌握(DSC)功能及运用

http://bbs.plcjs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=500143&fromuid=42656

(出处: PLC论坛-全力打造可编程掌握器专业技能论坛)

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