AC Servo Motor Driver

Servo -stasjoner er en avgjørende komponent i servosystemer, noe som forårsaker det store flertallet av svicesystemets feil. Tongghangs Servo Drive -serie gjennomgår systemtesting før produksjon og bruk. Dette er en avgjørende vurderingsmetode for sikkerhet og stabilitet i servosystemet. Etter hvert som servodyrene blir mer komplekse, fortsetter kvalitetskravene for stabilitet i servosystemet og andre parametere å øke. Tradisjonelle servo -testmetoder er avhengige av manuell testing, som er ineffektiv, kostbar og mangler garantert nøyaktighet, noe som gjør dem utilstrekkelige for dagens behov. For å sikre fabrikkkvaliteten til Servo -stasjoner, forbedre produkttestingseffektiviteten og forbedre Servo Drive -testsystemet, har vi designet et effektivt og pålitelig servo -testsystem, noe som gjør oss til en av servosystemprodusentene med de høyeste FoU -investeringene i bransjen.

Testsystemets primære funksjoner er å laste servomotoren og konfigurere servo -stasjonsparametere for å oppfylle testforholdene. Ved å kontrollere Servo -stasjonen i sanntid og samle momentfølerdata, kan spesifikke testelementer implementeres. Resultatene viser at systemet kan teste flere tekniske indikatorer, og gir et pålitelig testsystem for AC Servo Drive -produksjon.

Systemkomposisjon og driftsprinsipp

AC Servo Drive -testsystemet består av to deler: maskinvare og programvare. Maskinvaresystemet er delt inn i tre hovedmoduler:

Kommunikasjonsmodul mellom vertsdatamaskinen og Servo Drive;

Lastemodul, som gir den nødvendige belastningen for testing;

Anskaffelsesmodul, som gir Servo Motor Data til vertsdatamaskinen.

Programvaren er delt inn i tre hovedmoduler:

Grunnleggende servo -stasjonsinnstillingsmodul;

Testparameterkonfigurasjonsmodul;

AC Servo Drive Test Module.

Kommunikasjonsmodulen velger passende kommunikasjonsutstyr for å koble til de forskjellige funksjonelle modulene, slik at kommunikasjon mellom de forskjellige enhetene i systemet og sikrer nøyaktig og fullstendig dataoverføring og den virkelige - Tidseffektiviteten til kontrollkommandoer. Datainnsamlingsmodulen, som fungerer som en avgjørende bro mellom programvare og maskinvare, overfører samlet inn data til vertsdatamaskinens databehandlingsmodul for analyse og vurdering av testresultater. Lastapplikasjonssystemmodulen bruker riktig belastning på motoren som er under test basert på lastverdien som er satt av vertsdatamaskinen, og sikrer at servosystemet oppfyller de nødvendige belastningsforholdene for testen. Den grunnleggende installasjonsmodulen forbereder AC Servo -stasjonen for testing, konfigurerer servo -stasjonsparametere og utfører enkle motoriske tester for å sikre riktig drift i testsystemet. Testparameterkonfigurasjonsmodulen konfigurerer stasjonsparametere i testforberedelsesfasen for å oppfylle kontrollmodus og lasting av tilstandskrav. Testmodulen designer testmetoder for relevante testelementer og kontrollerer stasjonens drift i henhold til testmetodene under testen. Dette systemet har et brønn - designet human {- maskingrensesnitt, slik at brukerne kan kontrollere AC Servo Drive -testsystemet fullt ut gjennom vertsdatamaskinen.

Systemkomposisjon og driftsprinsipp

AC Servo Drive -testsystemet består av to deler: maskinvare og programvare. Maskinvaresystemet er delt inn i tre hovedmoduler:

Kommunikasjonsmodul mellom vertsdatamaskinen og Servo Drive;
Lastemodul som gir den nødvendige belastningen for testing;
Anskaffelsesmodul som gir Servo Motor Data til vertsdatamaskinen.

Programvaren er delt inn i tre hovedmoduler:

Servo Driver Basic Configuration Module;
Testparameterkonfigurasjonsmodul;
AC Servo Driver Test Module.

Kommunikasjonsmodulen velger passende kommunikasjonsutstyr for å koble til de forskjellige funksjonelle modulene, slik at kommunikasjon mellom de forskjellige enhetene i systemet og sikrer nøyaktig og fullstendig dataoverføring og den virkelige - Tidseffektiviteten til kontrollkommandoer. Datainnsamlingsmodulen, som fungerer som en avgjørende bro mellom programvare og maskinvare, overfører samlet inn data til vertsdatamaskinens databehandlingsmodul for analyse og vurdering av testresultater. Lastapplikasjonssystemmodulen bruker riktig belastning på motoren som er under test basert på lastverdien som er satt av vertsdatamaskinen, og sikrer at servosystemet oppfyller de nødvendige belastningsforholdene for testen. Den grunnleggende installasjonsmodulen forbereder AC Servo -stasjonen for testing, konfigurerer servo -stasjonsparametere og utfører enkle motoriske tester for å sikre riktig drift i testsystemet. Testparameterkonfigurasjonsmodulen konfigurerer stasjonsparametere i testforberedelsesfasen for å oppfylle kontrollmodus og lasting av tilstandskrav. Testmodulen designer testmetoder for relevante testelementer og kontrollerer stasjonens drift i henhold til testmetodene under testen. Dette systemet har et brønn - designet human {- maskingrensesnitt, slik at brukerne kan kontrollere AC Servo Drive -testsystemet fullt ut gjennom vertsdatamaskinen.

System maskinvaredesign

Maskinvaresystemet består av en hovedkontrollenhet, et servosystem og et belastningssystem.

Kommunikasjonsmoduldesign

Denne designmodulen må implementere datautveksling mellom forskjellige enheter, noe som sikrer ekte - Tidsoverføring og datatøyaktighet. Dataoverføringsinnholdet i dette systemet inkluderer instruksjoner om servo -stasjonskonfigurasjon, instruksjoner for motorstyring og overvåkningsdata for servo -stasjonsstatus. For instruksjoner for servo -drivkonfigurasjon har ikke dataoverføringsprosessen høye ytelseskrav, og RS485 -kommunikasjonsgrensesnittet kan oppfylle dem. For instruksjoner for motorkontroll og overvåkningsdata for servo -stasjonsstatus, høy nøyaktighet, god reell - Tidsytelse, og høye dataoverføringshastigheter er nødvendig. Fordi servodyret i dette designet har både CAN og RS485 kommunikasjonsgrensesnitt, ble Canalystl og Z - TEK -utstyr valgt for å lette inter - enhetsdatakommunikasjon for forskjellige typer overføringsinnhold.

Anskaffelsesmoduldesign

Denne designmodulen må samle inn hastighets- og momentdata fra motoren som er under test, og sikrer høy nøyaktighet, stabilitet og sterk anti - interferensfunksjoner.

Anskaffelsesmodulen bruker en mikro - rekkevidde dreiemomentsensor og dens medfølgende dreiemoment, hastighet og strømmåler som datainnsamlingsutstyr. Denne sensoren gir utmerket ytelse, i stand til å oppdage både dreiemoment og hastighet og akselkraft, med høy nøyaktighet, utmerket stabilitet og sterk anti - interferensfunksjoner, og oppfyller ytelseskravene. Momentsensoren er koblet til den fungerende enden av servomotoren, og kraftmålerens RS485 -kommunikasjonsgrensesnitt er koblet til kontrollkortets RS485 -kommunikasjonsgrensesnitt, og danner systemets datainnsamlingsmodul.

Last applikasjonsmoduldesign

Denne designmodulen bruker en belastning på motoren. Lastverdien er angitt av en vertsdatamaskininngang eller en manuell justeringsknapp, noe som sikrer konsistent, stabil belastningsutgang med lav feil.

Lastapplikasjonsmodulen består av en hysteresebrems, en hysteresekontroller og et kontrollkort. Testsystemet krever sikker og stabil belastningsapplikasjon på motoren. Hysteresebremser gir fordelen med å opprettholde et nesten konstant dreiemoment uavhengig av glidehastighet, og kan kontrollere høy momentutgang med lav strøm. Derfor ble dette lastesystemet designet med en hysteresebrems. Lastverdien satt av vertsdatamaskinen mottas via et RS485 -grensesnitt, og etter databehandling er en analog verdi som representerer den faktiske momentverdien. For 24 VDC ... I tillegg til direkte spenningsregulering, bruker spenning - Kontrollerte hysteresebremser generelt mer raffinert strømkontroll. Hysterese bremsemomentregulering og kontroll oppnås ved å justere DC -strømmen som strømmer gjennom den elektromagnetiske spolen for å bestemme utgangsmomentet. Moment og strøm er lineært relatert, og bruken av en konstant strømkilde minimerer drivfeil forårsaket av eksterne bremsefaktorer. Kontrollkortet er en nøkkelmodul i belastningen - påføringssystem, og gir motorbelastningen. Denne belastningen - Brukebrett bruker STM32F103ZET6 som kontrollkortets prosesseringskjerne, med to analoge utganger, tre RS485 -grensesnitt, et RS232 -grensesnitt, et RS422 -grensesnitt, et boks -grensesnitt, en LED -modul og en pushbutton -modning. Fordi hysteresekontrolleren krever et inngangsspenningsområde på 0-5V, er den analoge utgangskretsen designet ved å kombinere STM32F103ZET6-brikkens interne DA-omformer med en OP AMP-krets. LED -modulen, kombinert med trykknappemodulen, implementerer funksjoner som modusomkobling, parameterinnstilling og kontrolltavlestatusdisplay.

Programvaredesign

Systemprogramvaredesign

Systemvert -datamaskinen ble utviklet ved hjelp av QT -plattformen, utnyttet Modbus og kan åpne kommunikasjonsprotokoller for å overføre og motta data og kontrollere kommandoer, og til slutt vise dem på brukergrensesnittet. Basert på en analyse av spesifikke funksjonelle reelle - tidskrav, ble oppgavemoduler delt inn i real - tid og ikke - ekte - tidsoppgaver. Prosessdataobjekter i Can Open Protocol ble brukt for å sikre nøyaktig og rettidig fullføring av Real - tidsoppgaver.

Systemfunksjonell moduldesign

Dette programvaresystemet vedtar et modulært designkonsept. Basert på de overordnede systemkravene, er programvarefunksjonene delt inn i en enhetstilkoblingsmodul, en Servo Drive Basic Configuration -modul, en testtilstandskonfigurasjonsmodul og en testmodul.

Enhetstilkoblingsmoduldesign

Når vertsdataprogramvaren lanseres, vises en dialogboks for kommunikasjonsinnstillinger. I denne dialogboksen velger du ønsket kommunikasjonsport, kommunikasjonshastighet, enhetsskanneområde osv.
1) Koble til/koble fra: Når du kobler til, velg kommunikasjonsmetoden og angi kommunikasjonsparametere. Når du kobler fra, kan noen funksjoner brukes offline.
2) Valg av serverdriver: Skann automatisk og identifiserer kommunikasjonsadressen til den tilkoblede enheten innenfor kommunikasjonsadresseområdet, eller angir direkte kommunikasjonsadressen for å koble til.

Grunnleggende innstillingsmoduldesign

Servo Drive Basic Settings-modulen bruker MODBUS-kommunikasjonsprotokollen (8-bits data, 1-biters jevn paritet, 1-bit stoppbit, ASCII-kode). Hovedfunksjonene inkluderer:

1) Parameterredigering: Viser de tilkoblede servo -stasjonsparametrene og tillater modifisering av utvalgte parametere. Hver parameter er kort beskrevet.

2) Alarminformasjon: Viser gjeldende alarminformasjon og historiske alarmoppføringer, og kan tilbakestille gjeldende alarmer og fjerne historiske alarmoppføringer etter behov.

3) IO Overvåking: Viser informasjon om servo og inngangs- og informasjonssignalinformasjon.

4) Dataovervåking: Viser servodyr og motorisk informasjon, for eksempel motorhastighet, dreiemoment, referansepulser, tilbakemeldingspulser og avvikspulser.

5) Offsetjustering: Zeros analoge inngangssignaler (hastighet, dreiemoment).

5) Avanserte funksjoner: Aktiverer deteksjon av motor null posisjon og deteksjon av belastning.

6) Trial Run: Jog Operation and Forward/Reverse Rotation Testing;
7) Tilbakestilling av fabrikk: Tilbakestiller Servo -stasjonen til fabrikkinnstillinger og oppdaterer vertsdatamaskinens parameterliste.
8) Filimport/eksport: Filer fungerer som lagrings- og datakilder for parameterlister.

Bortsett fra filoperasjoner, implementeres alle andre funksjoner gjennom programmering for å få tilgang til servo -status -datakommunikasjonsadressen, analysere Modbus datapakker og kontrollere UI -kontroller.

Testtilstandskonfigurasjonsmoduldesign

For å oppfylle testforholdene for testing av AC Servo Drive, ble følgende funksjonelle design implementert:

1) Lastinnstilling: Lastverdien er angitt på vertsdatamaskinen og input i belastningssystemet i henhold til kommunikasjonsprotokollen. Etter behandling påføres den nødvendige testbelastningen på motoren.

2) Innstilling av kontrollmodus: Servodyren har fem kontrollmodus (hastighetskontroll, posisjonskontroll, hjemmekontroll, posisjonsinterpolasjonskontroll og dreiemomentkontroll). Den tilsvarende kontrollmodus er angitt i henhold til testkravene. Can Open Protocols tjenestedataobjekter (SDOS) brukes til å overføre ikke - tid - kritiske data (parametere). Den tilsvarende kontrollmodus og test - relaterte parametere settes ved å endre dataordboken.

Testmoduldesign

Under testen må systemet kontrollere Servo Drive -operasjonen i sanntid til testen er fullført. Eventuell kontrollforsinkelse under testen vil påvirke testresultatene, noe som gjør reell - Tidsdataoverføring avgjørende for systemet. Can Open Communication -protokollen gir fordeler i bevegelseskontroll, spesielt synkron kontroll, så den ble brukt til dataoverføring. Dens prosessdataobjekter (PDOS) brukes ofte til å overføre tid - kritiske prosessdata (settpunkter, kontrollord, statusinformasjon, etc.).

PUD -kartlegging utføres i tide - kritiske prosessdata involvert i testen. Basert på denne kartleggingen blir kontrollkommandoer sendt til Servo -stasjonen med jevne mellomrom i henhold til testkravene, noe som muliggjør ekte - tidskontroll av Servo Drive og fullfører testoperasjonen.

Testresultatene blir evaluert basert på sensordata og AC Servo Drive sine tekniske spesifikasjoner for å bestemme om enheten som er under test oppfyller de spesifiserte tekniske standardene.

Hovedkontrollprogramutforming

Testsystemet er delt inn i grunnleggende konfigurasjon, testmiljøkonfigurasjon, testimplementering og testresultater.

Programvaresystemet har tillatelser, og krever at brukere logger seg inn for å få tilgang til systemet. Etter initialisering kommer brukeren inn i det menneskelige - maskingrensesnittet, som inneholder flere funksjonelle skjermer med bruker - vennlig bytte. Hovedprosessen i programvaresystemet innebærer å konfigurere AC Servo -stasjonen i det grunnleggende innstillingsgrensesnittet. Etter å ha bekreftet at servosystemet fungerer som den skal, legger brukeren inn i det spesifikke testelementgrensesnittet, velger testelementet og bruker lastelastingssystemet for å konfigurere den nødvendige belastningen. Testmodulen konfigurerer deretter de aktuelle testparametrene. Under testen justeres testparametrene og belastningen i henhold til de nødvendige parametrene, og dataene registreres. Etter at testen er fullført, blir dataene analysert for å bestemme testresultatene. Avhengig av testprosessen kan brukeren avslutte eller gjennomføre et annet testelement.

Eksperimentelle resultater og analyse

Hastighetssvingningstest

Testkrav: Med motoren uten belastning og nominell hastighet, utfør fremover og omvendt rotasjonstester ved flere hastighetstrinn for lukket - Loop -hastighetsstasjoner. Servo -stasjonsmotoren testes ved jevn - tilstandshastigheter på -200 o / min, 600 o / min, -1000 o / min og 2000 o / min for å bekrefte glattheten i motorens driftshastighet.

Testindikatorer: Når systemet kjører uten belastning, jo lavere hastighet, desto større er systemmotstanden og desto større er hastighetssvingningen. Når motoren er vurdert til 3000 o / min, bør svingningshastigheten ikke overstige 1% når du kjører med høye hastigheter større enn 2000 o / min; Når du kjører med middels hastigheter mellom 1000 o / min og 2000 o / min, bør svingningshastigheten ikke overstige 3%; Og når du kjører med lave og middels hastigheter mellom 0 og 1000 o / min, skal svingningshastigheten ikke overstige 0,000 o / min over 200 o / min . 3%.

Testtrinn: Koble stasjonen som testes til systemet, strøm på stasjonen, lanser vertsdataprogramvaren, konfigurer stasjonsparametrene og utfør en testkjøring for å sikre riktig drift. Når motoren er i drift normalt, bytter du vertsdataprogramvaren til testmodus, sett belastningen til NO - Last, kontrollmodus til hastighetsmodus og konfigurer de aktuelle testparametrene. Når testen er klar, klikker du på hastighetssvingningstesten. Føreren vil kontrollere motoren i henhold til testkravene. Vent til testen fullfører og skaff motorhastighetskurven og testresultatene.

Testresultatanalyse: Svingningen av kurven ved middels og lave hastigheter overstiger ikke 3%, og AC Servo -stasjonen går jevnt innenfor området. Hastighetssvingningstesten til AC Servo Drive har gått.

Konklusjon

Basert på krav til servo -stasjonstesting, har Tonghang bygget et testsystem spesielt for AC -servomegler i samsvar med de "generelle tekniske kravene til AC Servo -stasjoner." Denne designen isolerer forskjellige funksjonelle moduler, minimerer systemkompleksiteten mens du opprettholder systemets funksjonalitet og letter fremtidig utvikling. Systemet har en rasjonell maskinvare- og programvaredesign, robust funksjonalitet og en intuitiv og bruker - vennlig menneskelig - maskingrensesnitt. De omfattende displayet funksjoner oppfyller praktiske behov. Vi designer servostasjoner skreddersydd etter dine spesifikke behov. Kontakt oss for å kjøpe henvendelser.