Selezione del sistema Servo Considerando i fattori
Ci sono molti fattori che dobbiamo considerare quando si scelgono i prodotti servo giusti per una particolare applicazione. Per ottenere le migliori prestazioni dell'intero sistema servo, ci sono 9 aspetti da considerare.
1.La scelta delle specifiche del motore
All'avvio del motore, ci sono 3 standard più importanti: velocità, coppia e inerzia rotatoria.
I primi due criteri sono ovvi e, in generale, possono essere calcolati utilizzando il software "dimensionamento" fornito dal produttore.
Quando si utilizzano questi programmi, immettere il tipo di movimento richiesto nell'applicazione e il software calcola automaticamente la coppia e la velocità richieste in base al tipo di carico e azionamento (riduttore, cinghia, cremagliera, pignone, ecc.). Mentre l'inerzia rotante è meno intuitiva, è ugualmente importante. Dal momento che la maggior parte del giunto è collegato con la sua trasmissione meccanica di collegamento , è di fondamentale importanza che l'inerzia rotante del motore sia paragonata al riflesso inerziale del carico non troppo grande.
Poiché la proporzione di entrambi aumenta, porterà ad un aumento significativo della difficoltà di aggiustamento.Come algoritmi di regolazione si evolvono, la velocità del microprocessore aumenta e il rapporto ammissibile aumenta, ma il tradizionale rapporto inerzia motore-carico 10: 1 è una scelta sicura.
2.Carica connessione
Il motore dovrebbe essere collegato direttamente? Alcuni servomotori consentono di collegare il carico direttamente al rotore del motore. Con una conformità minima e basse velocità di accelerazione / decelerazione, è possibile ottenere un rapporto di inerzia superiore a 100: 1. Il software di selezione fornito dal produttore è lo strumento migliore per regolare queste linee guida di progettazione per limitare il rapporto di inerzia del sistema a un livello appropriato.
3. Uso di energia rinnovabile
Un altro fattore che i sistemi servo devono considerare in molte applicazioni è la capacità di gestire l'energia riutilizzabile generata da motori e carichi. Il sistema di servizio qui coinvolto è l'amplificatore. Quando la coppia del motore è in una direzione e il motore si sta muovendo nella direzione opposta , il motore invierà energia rigenerativa all'amplificatore. Questo perché il design di base del motore è lo stesso del generatore.
L'energia trasmessa agli avvolgimenti del motore produrrà campi elettromagnetici, in modo che il rotore del motore e il magnete permanente seguiranno per ruotare. Analogamente, quando il rotore del motore ruota, i magneti permanenti eccitano gli avvolgimenti. Esistono molti modi diversi di guidare per usare energia rinnovabile. Alcuni piccoli conducenti utilizzano condensatori bus per assorbire queste energie e il driver più grande consuma questo calore con il riscaldamento a resistenza interna. Il software di selezione fornito dal produttore di solito dà il processo di rigenerazione dell'energia.
4. Rigenerazione del circuito efficace
Per alcuni grandi sistemi sono generalmente dotati di convertitori, in modo che l'energia possa essere ritrasmessa al circuito di alimentazione del sistema . Un altro fattore che deve essere considerato quando si progetta un servosistema è la quantità di energia rigenerativa che l'azionamento può gestire se il il design consente la discrepanza di inerzia tra il motore e il carico.
I resistori di potenza esterni sono tipicamente collegati all'amplificatore quando gestiscono le applicazioni di energia rinnovabile in eccesso. Come per gravità
diventa un fattore di preoccupazione e deve ridurre rapidamente i carichi di inerzia di grandi dimensioni, queste applicazioni sono generalmente orientate verticalmente.
Ovviamente, oltre alle funzioni rigenerative, l'amplificatore deve anche fornire al motore una tensione e una corrente adeguate per raggiungere la velocità e la coppia desiderate. La scelta dei giusti requisiti di potenza per i motori e gli amplificatori è solo l'inizio.
5. Controlli i requisiti di sistema
Successivamente, abbiamo bisogno di gestire le esigenze di controllo. Torniamo al motore prima. Secondo la definizione, il servosistema ha sempre bisogno di un dispositivo di feedback. Al momento, il dispositivo di feedback è generalmente un decodificatore o resolver ad alta risoluzione. Per garantire che la precisione di posizionamento richiesta è soddisfatta, il dispositivo di retroazione deve avere la risoluzione corretta per ripetibilità e precisione . L'amplificatore deve anche essere compatibile con il tipo di segnale proveniente dal dispositivo di retroazione montato sul motore.
6. Precisione di posizionamento
Tradizionalmente, il decodificatore trasmette le informazioni di posizione e velocità su entrambi i canali tramite un treno di impulsi e lo rimanda al
amplificatore. Tuttavia, poiché la precisione di questi decodificatori è stata notevolmente migliorata, alcuni produttori hanno iniziato a utilizzare il seriale
decodificatori con velocità di trasferimento più elevate piuttosto che sequenze di impulsi per fornire questi pacchetti di informazioni. Questi decodificatori per porta seriale forniscono segnali di risoluzione più elevata per immunità ai disturbi più elevati e altri tipi di segnali. Queste informazioni aggiuntive includono la temperatura del motore e anche il numero di parte del motore.
Nei servosistemi, quando il motore e l'amplificatore sono forniti dallo stesso produttore, la capacità del dispositivo di retroazione di riconoscere e inviare il motore all'amplificatore che automaticamente gli consente di impostare i parametri interni per il funzionamento ottimale e la protezione del motore.
7. Prestazioni della connessione di comunicazione
Quando il motore e l'amplificatore con i dispositivi di guida e di retroazione si combinano tra loro e hanno la risoluzione richiesta per
applicazione, può iniziare a considerare il segnale di comando tra l'amplificatore e il controller di movimento. Per le applicazioni ad asse singolo , è comune incorporare o collegare il controller a un lato dell'amplificatore. Alcune applicazioni lo integrano in un sistema di controllo di livello superiore .Il controllore logico programmabile (PLC) o il controllore di automazione programmabile (PAC) può controllare l'intera unità o linea e trasferire queste informazioni al controllore di movimento ad asse singolo tramite ingresso / uscita digitale (I / O) o protocolli di comunicazione come EtherNet / IP o Modbus TCP / IP.
8. Selezione dell'interfaccia di controllo
Nelle applicazioni multiasse, i controller sono generalmente indipendenti. Tradizionalmente , il controller emesso il comando è generalmente un segnale di +10 V, che rappresenta la velocità o la coppia. La maggior parte dei produttori ora offre soluzioni basate sul web. Queste soluzioni basate su rete richiedono meno cablaggi e possono gestire un feedback a risoluzione più elevata e raccogliere più informazioni diagnostiche dall'amplificatore. Ci sono molte reti di movimento disponibili, ognuna delle quali ha i suoi vantaggi e svantaggi.
9.La scelta della rete di controllo del movimento
Molte delle più recenti reti di motion control si basano su hardware Ethernet e sfruttano appieno i loro tassi sempre crescenti e i costi incrementali. Tuttavia, non si può presumere che debba essere compatibile con il controller pertinente o altra parte della rete a causa del Connettore RJ-45 sull'amplificatore.
I protocolli che girano su queste reti determinano la compatibilità del sistema. EtherCAT, Mechatrolink III e Powerlink sono diverse reti deterministiche ad alta velocità basate sul protocollo Ethernet e adatte al controllo del movimento .
I servosistemi basati su rete sono generalmente configurati con porte Ethernet che possono utilizzare protocolli di settore comuni come Modbus TCP / IP ed EtherNet / IP per riportare informazioni diagnostiche e di prodotto sulla rete di monitoraggio.