總線型伺服VS脈沖型伺服有哪些優(yōu)勢？伺服電機(jī)的位置控制分析,！
一,、伺服是什么？
1.什么是伺服,？為什么要用伺服,？
伺服系統(tǒng)定義：實(shí)現(xiàn)輸出變量精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)輸入變量的控制系統(tǒng),。對運(yùn)動(dòng)控制的要求越來越高,，伺服控制應(yīng)運(yùn)而生。
2.什么是伺服電機(jī)？它有什么特點(diǎn),？
伺服電動(dòng)機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī),，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件,，把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出,。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類，其主要特點(diǎn)是,，當(dāng)信號電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。
二,、如何實(shí)現(xiàn)伺服控制,？
伺服主要靠脈沖來定位，基本上可以這樣理解,，伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖,，就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移,，因?yàn)?，伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能,，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖,，這樣,，和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán),，如此一來,，系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時(shí)又收了多少脈沖回來,，這樣,，就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)精確的定位,，可以達(dá)到0.001mm,。
伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，脈沖的方式一般是一些簡單伺服應(yīng)用,，要求不高的場合,。眾所周知，發(fā)送和接收脈沖都是有一定延時(shí)的,，而總線的控制方式的總線型伺服驅(qū)動(dòng)器(即絕對值伺服或EtherCAT伺服)才能真正意義上實(shí)現(xiàn)等時(shí)同步,，因?yàn)榭偩€通訊的速度更快，可以直接發(fā)送速度或位置設(shè)定值,。所以高端的伺服應(yīng)用都是走的總線控制方式,。
三、總線型伺服VS脈沖型伺服
總線型伺服驅(qū)動(dòng)器具有很強(qiáng)的靈活性和很高性價(jià)比,，與脈沖型伺服對比的優(yōu)勢如下：
1,、節(jié)約布線成本，減少布線時(shí)間,，減小出錯(cuò)機(jī)率,。控制器的一個(gè)總線通訊口可以連接多臺伺服,，伺服之間用簡單的RJ45口插接即可,，縮短施工周期。
2,、信息量更大：全數(shù)字信息交互,，可以雙向傳輸很多參數(shù)、指令和狀態(tài)等數(shù)據(jù),；脈沖方式只能單向傳送位置或速度信息,，無法獲取伺服的更多狀態(tài)或參數(shù)。
3,、精度高,，數(shù)字式通訊方式：無信號漂移問題,，指令和反饋數(shù)據(jù)精度可達(dá)32bit。
4,、可靠性更高,，抗干擾能力更強(qiáng)，不會(huì)出現(xiàn)丟脈沖現(xiàn)象,。脈沖/方向控制在高速脈沖時(shí),，會(huì)不可靠。
5,、降低系統(tǒng)總成本,，當(dāng)超過兩臺以上伺服時(shí)，不用調(diào)整控制器配置,，而脈沖型伺服需要增加脈沖或軸控模塊,，伺服臺數(shù)較多時(shí)甚至需要改用更高等級的控制器硬件才能滿足要求。
6,、可開發(fā)軟件功能更強(qiáng)大的設(shè)備,，而無需額外硬件或接線：控制器能夠?qū)崟r(shí)通過總線監(jiān)視伺服電機(jī)出現(xiàn)的故障，并在示教器上顯示出來,。同時(shí)控制器還可以監(jiān)視伺服電機(jī)實(shí)際位置,、實(shí)際速度等信息，也可以根據(jù)需要由程序自動(dòng)調(diào)整伺服參數(shù),?？蓪?shí)現(xiàn)在示教器中設(shè)定伺服參數(shù),，而不用到伺服面板修改,，簡捷直觀不易出錯(cuò)。
7,、采用標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)功能塊庫,，提高編程調(diào)試效率：采用總線系解決統(tǒng)方案，避免了傳統(tǒng)脈沖方向控制方式的編程量大,、調(diào)試復(fù)雜等問題,，提高了效率，節(jié)省了成本和時(shí)間,。
8,、可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，在生產(chǎn)線設(shè)備很長,，或伺服數(shù)量較多時(shí)十分方便,、安裝成本低。
9,、可維護(hù)性更強(qiáng),，有更多的狀態(tài)信息和診斷信息,。數(shù)控和運(yùn)動(dòng)控制采用總線控制目前在歐美非常流行。
四,、總線型伺服的優(yōu)點(diǎn)匯總
1,、接線簡化。傳統(tǒng)控制器,，每軸接線約13~16根,，若有反饋，需增加6~8條,；而用總線只需要2根電纜,。
2、良好EMI/EMC傳統(tǒng)接線方式,，每個(gè)單元傳輸信號都有接地點(diǎn)問題,，因工業(yè)使用環(huán)境惡劣，會(huì)造成接地點(diǎn)漂移,，容易受到干擾,。
3、靈活簡單的控制模式,。
4,、高同步實(shí)時(shí)，高可靠冗余,。
5,、高隔離靜電阻抗器保護(hù)。
6,、共模誤差小,。
7、通過總線實(shí)時(shí)讀取參數(shù)和診斷數(shù)據(jù),，使設(shè)備調(diào)試維護(hù)更加簡單,。
伺服電機(jī)的位置控制分析:
在回答這個(gè)問題之前，首先要清楚伺服電機(jī)的用途,，相對于普通的電機(jī)來說,，伺服電機(jī)主要用于精確定位，因此大家通常所說的控制伺服,，其實(shí)就是對伺服電機(jī)的位置控制,。其實(shí)，伺服電機(jī)還用另外兩種工作模式,，那就是速度控制和轉(zhuǎn)矩控制,，不過應(yīng)用比較少而已。
速度控制一般都是有變頻器實(shí)現(xiàn)，用伺服電機(jī)做速度控制,，一般是用于快速加減速或是速度精準(zhǔn)控制的場合,，因?yàn)橄鄬τ谧冾l器，伺服電機(jī)可以在幾毫米內(nèi)達(dá)到幾千轉(zhuǎn),，由于伺服都是閉環(huán)的,，速度非常穩(wěn)定。轉(zhuǎn)矩控制主要是控制伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩,，同樣是因?yàn)樗欧姍C(jī)的響應(yīng)快,。應(yīng)用以上兩種控制，可以把伺服驅(qū)動(dòng)器當(dāng)成變頻器,，一般都是用模擬量控制,。
伺服電機(jī)最主要的應(yīng)用還是定位控制，位置控制有兩個(gè)物理量需要控制,，那就是速度和位置,，確切的說，就是控制伺服電機(jī)以多快的速度到達(dá)什么地方,，并準(zhǔn)確的停下,。
伺服驅(qū)動(dòng)器通過接收的脈沖頻率和數(shù)量來控制伺服電機(jī)運(yùn)行的距離和速度。比如,，我們約定伺服電機(jī)每10000個(gè)脈沖轉(zhuǎn)一圈,。如果PLC在一分鐘內(nèi)發(fā)送10000個(gè)脈沖，那么伺服電機(jī)就以1r/min的速度走完一圈,，如果在一秒鐘內(nèi)發(fā)送10000個(gè)脈沖,，那么伺服電機(jī)就以60r/min的速度走完一圈。
所以,，PLC是通過控制發(fā)送的脈沖來控制伺服電機(jī)的,，用物理方式發(fā)送脈沖，也就是使用PLC的晶體管輸出是最常用的方式,，一般是低端PLC采用這種方式,。而中高端PLC是通過通訊的方式把脈沖的個(gè)數(shù)和頻率傳遞給伺服驅(qū)動(dòng)器,，比如Profibus-DPCANopen,MECHATROLINK-II,EtherCAT等等,。這兩種方式只是實(shí)現(xiàn)的渠道不一樣，實(shí)質(zhì)是一樣的,，對我們編程來說,，也是一樣的。這也就是我想跟大家說的,，要學(xué)習(xí)原理,，觸類旁通，而不是為了學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí)。
對于程序編寫,，這個(gè)差別很大,，日系PLC是采用指令的方式，而歐系PLC是采用功能塊的形式,。但實(shí)質(zhì)是一樣的,，比如要控制伺服走一個(gè)絕對定位，我們就需要控制PLC的輸出通道,，脈沖數(shù),，脈沖頻率，加減速時(shí)間,，以及需要知道伺服驅(qū)動(dòng)器什么時(shí)候定位完成,，是否碰到限位等等。無論哪種PLC,，無非就是對這幾個(gè)物理量的控制和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的讀取,，只是不同PLC實(shí)現(xiàn)方法不一樣。
