西门子6ES7332-5HB01-0AB0详细说明

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伺服是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。又称随动系统。在很多情况下，伺服系统专指被控制量(系统的输出量)是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移(或转角)准确地跟踪输入的位移(或转角)。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。

伺服系统较初用于船舶的自动驾驶、控制和指挥仪中，后来逐渐推广到很多领域，特别是自动车床、天线位置控制、和飞船的制导等。采用伺服系统主要是为了达到下面几个目的:①以小功率指令信号去控制大功率负载。控制和船舵控制就是典型的例子。②在没**械连接的情况下，由输入轴控制位于远处的输出轴，实现远距同步传动。③使输出机械位移精确地跟踪电信号，如记录和指示仪表等。 衡量伺服系统性能的主要指标有频带宽度和精度。频带宽度简称带宽，由系统频率响应特性来规定，反映伺服系统的跟踪的快速性。带宽越大，快速性越好。伺服系统的带宽主要受控制对象和执行机构的惯性的限制。惯性越大，带宽越窄。一般伺服系统的带宽小于15赫，大型设备伺服系统的带宽则在1~2赫以下。自20世纪70年代以来，由于发展了力矩电机及高灵敏度测速机，使伺服系统实现了直接驱动，革除或减小了齿隙和弹性变形等非线性因素，使带宽达到50赫，并成功应用在远程、人造卫星、精密指挥仪等场所。伺服系统的精度主要决定于所用的测量元件的精度。因此，在伺服系统中必须采用高精度的测量元件，如精密电位器、自整角机、旋转变压器、光电编码器、光栅、磁栅和球栅等。此外，也可采取附加措施来提高系统的精度，例如将测量元件(如自整角机)的测量轴通过减速器与转轴相连，使转轴的转角得到放大，来提高相对测量精度。采用这种方案的伺服系统称为精测粗测系统或双通道系统。通过减速器与转轴啮合的测角线路称精读数通道，直接取自转轴的测角线路称粗读数通道。 伺服系统按所用驱动元件的类型可分为机电伺服系统、液压伺服系统和气动伺服系统。 较基本的伺服系统包括伺服执行元件(电机、液压缸等)、反馈元件和伺服驱动器，但是要让这个系统运转起来还需要一个上位机构，,专门的运动控制卡，机+pci卡，以便于给伺服驱动器发送指令。 什么是?有几种类型?工作特点是什么? 答:伺服又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类 请问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别? 答:交流伺服要好一些，因为是正弦波控制，转矩脉动小。无刷直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单，便宜。 永磁交流伺服电动机 20世纪80年代以来，随着、和交流可变速驱动技术的发展，永磁交流伺服驱动技术有了**的发展，各国*厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向，使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后，**已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较，主要优点有: ⑴无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。 ⑵定子绕组散热比较方便。 ⑶惯量小，易于提高系统的快速性。 ⑷适应于高速大力矩工作状态。 ⑸同功率下有较小的体积和重量。

自从德国mannesmann的rexroth公司的indramat分部在1978年汉诺威贸易博览会上正式推出mac永磁交流伺服电动机和驱动系统，这标志着此种新一代交流伺服技术已进入实用化阶段。到20世纪80年代中后期，各公司都已有完整的系列产品。整个伺服装置市场都转向了交流系统。早期的模拟系统在诸如零漂、抗干扰、可靠性、精度和柔性等方面存在不足，尚不能完全满足运动控制的要求，近年来随着微处理器、新型数字信号处理器(dsp)的应用，出现了数字控制系统，控制部分可完全由软件进行。 到目前为止，高性能的电伺服系统大多采用永磁同步型交流伺服电动机，控制驱动器多采用快速、准确定位的全数字位置伺服系统。典型生产厂家如德国西门子、美国科尔摩根和日本松下及安川等公司。 应用趋势 自动控制系统不仅在理论上飞速发展，在其应用器件上也日新月异。模块化、数字化、高精度、**命的器件每隔3~5年就有更新换代的产品面市。传统的交流伺服电机特性软，并且其输出特性不是单值的;一般为开环控制而无法准确定位，电动机本身还有速度谐振区，pwm调速系统对位置跟踪性能较差，变频调速较简单但精度有时不够，直流电机伺服系统以其优良的性能被广泛的应用于位置随动系统中，但其也有缺点，例如结构复杂，在超低速时死区矛盾**，并且换向刷会带来噪声和维护保养问题。目前，新型的永磁交流伺服电机发展迅速，尤其是从方波控制发展到正弦波控制后，系统性能更好，它调速范围宽，尤其是低速性能优越。 伺服系统:是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。伺服的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制的非常灵活方便。

是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进电机驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(即步进角)。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的;同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

步进电机是利用电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作。

通常，步进电机出现不能正常工作的情况，可以借助什么方法进行是否已损坏的判断，本文将和网友分享两种实用的方法，能快速、轻松的进行判断。

首先，有必要了解一下步进电机的工作原理。步进电机是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作。

如果步进电机不能正常工作，判断其损坏的方法有：

**、在不接任何设备和线的情况下，把步进电机的每根线分开，不要碰线，用手转动转轴，好电机，应该是只需要一定的力，就可以顺利的转动，中间无卡的现象，若中间出现某个位置较卡或完全无法转动时，表明电机已坏，可能是轴承移位，内部转子和定子磨损。损坏原因应为受外力过大导致。 可以用量“相邻”两相的阻抗，应该都等于产品给出的线圈阻抗。

如果上设备空转时，应该能达到规定的转速，在一般的转速时，发出的噪音应平稳。除此以外就需要带负载测试。具体测试参数就需要结合负载转矩和电机的转矩等。 把线都拧到一起，电机越大，拧动所需要的力越大，一般的步进电机根本就无法靠人力拧动。(拧一起的线越多，所需要的力越大。)若无效时，表明线圈坏。

在不接任何设备和线的情况下，把步进电机的每根线分开，不要碰线，用手转动转轴，好电机，应该是只需要一定的力，就可以顺利的转动，中间无卡的现象，若中间出现某个位置较卡或完全无法转动时，表明电机已坏，可能是轴承移位，内部转子和定子磨损。损坏原因应为受外力过大导致。可以用万用表量“相邻”两相的阻抗，应该都等于产品给出的线圈阻抗。

上设备，空转时，应该能达到规定的转速，在一般的转速时，发出的噪音应平稳。除此以外就需要带负载测试。具体测试参数就需要结合负载转矩和电机的转矩等。

把线都拧到一起，电机越大，拧动所需要的力越大，一般的步进电机根本就无法靠人力拧动。(拧一起的线越多，所需要的力越大。)若无效时，表明线圈坏。

针对同步电机而言，除了以上的方法外，就是需要仔细观察其转子，这是不能忽略的。如果转子上有缝隙，不错位且较小，指甲都不能够嵌入，动力性能至少打8折以上，此时极容易出现丢步的可能，建议更换；而，其致命弱点是装卸时不能够敲打，很容易把里面的编码器振坏，不否认它的优点也很多，远远优于同步电机。

伺服电机，其动力线圈烧坏的几率相当低，编码器和接头损坏都是常见的。伺服故障，常见的也就是编码器故障。

本文主要介绍对卡车公司车身**涂装线悬链电气控制系统的升级改造，目的使老设备发挥更大的作用、降低故障率和提高可操作性。
 
 　　一． 引言
 　　卡车公司**涂装线建于80年代初期，由德国工控公司设计施工，电气控制采用继电器控制系统，复杂系数相当高，可谓继电器控制系统**，随着时代的发展，原控制原理已经落后，而且接线复杂，其维护和改进都比较困难，由于使用时间过长，电气元件不断老化，故障增多，而且故障点不易查找，以不能满足生产要求，因此，我们对悬链系统进行技术升级，采用PLC控制系统，其性能稳定且造价低廉，增加了故障显示功能，大大改善了设备运行的可靠性，使生产效率提高，设备维修方便。 
 　　 
 　　二． 设备改造前存在的问题，改造工作原理及方案
 　　1．改造前存在的问题
 　　 ① 经常出现安全事故和制约生产
 　　原系统采用继电器控制，其控制原理落后、接线复杂，安全措施不够全面，经常出现室体大门误动作挤坏驾驶室的事故，严重的会导致驾驶室报废，从而给企业带来不必要的损失，也严重制约着生产节拍。
 　　 ② 维修困难和维修费用过高
 　　由于使用时间过长，电气元件不断老化，故障增多，而且故障点不易查找，从而导致维修时间过长，维修费用过高，由于系统误动作或其他原因导致主控接触器和保险频繁损坏，平均每月至少要更换4台接触器，大大提高了维修成本。
 　　③ 可操作性太差 
 　　由于本系统控制原理复杂、连锁较多，使用了相当多的中间继电器，在操作中经常需要操作人员用手去按继电器辅助系统工作，一是操作人员的人身安全难以**，二是由于操作失误或操作不熟练造成的故障较多，从而使电气维修人员排查起来相当困难。
 
 　　2．系统工作原理
 　　 我们在流水生产过程中工件一直悬挂在挂具上面，由悬链实现移动、摆动及工位循环，依次经过的工序有预处理----电泳----水洗----烘干，然后下线，也就是说如果悬链出现问题，标志着整条生产线无发正常运行，这也是我们选择对其进行技术升级的原因，由于其控制原理复杂，在此我们只做简单讲述：系统上电运行后，悬链无动作，当电泳升降机发送给本系统一个摆动信号时，悬链以0.5米为单位的行程低速循环摆动，同时，发送给预处理系统一个喷淋信号，此时预处理系统为本工位工件进行前处理工作，（为电泳做准备），当预处理系统对本工位工件处理完毕后再将信号反馈给本系统，此时悬链摆动一个循环后返回原点，（停止摆动），同时，将摆动完成信号发送给电泳升降机系统，当电泳完成后再把此信号反馈给本系统，此时本系统发送一个开门信号分别去预处理和电泳系统，电泳和预处理大门打开，当开门信号反馈给本系统后，悬链以高速运行使工件移动一个工位，当移动完成后，本系统再发送关门信号去预处理和电泳系统，电泳和预处理大门关闭，并将信号反馈给本系统，本系统再发送一个正常运行信号去电泳升降机，此时可以推进升降机进行电泳，同时悬链以0.5米为单位低速循环摆动，至此，工件完成了一个工位的循环。
 
 　　3．改造方案
 　　 本着降低改造成本的原则，我们选用三菱FX系列PLC做主控，为了提要系统可靠性，外部我们选用OMRON小型密封继电器、新华空气开关和接触器、施耐德按钮及信号指示灯，保留其原有远程控制线路及行程开关，控制柜内部重新布线。
 
 　　 硬件部分：
 　　 三菱FX1N做主控，输入信号本着从内到外的的原则布线即X000—X010为本操作面板按钮信号，X011—X037为连锁和外部行程开关信号，部分输入信号采用继电器过度。输出信号全部使用OMRON小型密封继电器过度，以提高PLC的使用寿命和系统可靠性。外部连锁信号本着先预处理后电泳的原则布线，使检查维修更加有条序性，部分按钮使用双功能，即在自动和手动两种状态下，同一个按钮发挥两种不同的功能。部分信号指示灯使用双显功能，即同一个信号灯以一秒时钟脉冲闪烁为一种信号状态或一个故障信号，常亮为一种信号状态或一个故障信号，这样可以显示更多的故障信号和运行信号，为维修和操作带来方便，同时节约成本。

在自动化设备中，经常用到，特别是位置控制，

大部分品牌的伺服电机都有位置控制功能，通过控制器发出脉冲来控制伺服电机运行，

脉冲数对应转的角度，脉冲频率对应速度（与齿轮设定有关），

当一个新的系统，参数不能工作时，首先设定位置增益，确保电机无噪音情况下，尽量设大些，

转动惯量比也非常重要，可通过自学习设定的数来参考，

然后设定速度增益和速度积分时间，确保在低速运行时连续，位置精度受控即可。

1.位置比例增益：设定位置环调节器的比例增益。设置值越大，增益越高，刚度越大，相同频率指令脉冲条件下，位置滞后量越小。但数值太大可能会引起振荡或超调。参数数值由具体的伺服系统型号和负载情况确定。

2.位置前馈增益：设定位置环的前馈增益。设定值越大时，表示在任何频率的指令脉冲下，位置滞后量越小位置环的前馈增益大，控制系统的高速响应特性提高，但会使系统的位置不稳定，容易产生振荡。不需要很高的响应特性时，本参数通常设为0表示范围：0~**

3.速度比例增益：设定速度调节器的比例增益。设置值越大，增益越高，刚度越大。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载值情况确定。一般情况下，负载惯量越大，设定值越大。在系统不产生振荡的条件下，尽量设定较大的值。

4.速度积分时间常数：设定速度调节器的积分时间常数。设置值越小，积分速度越快。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载情况确定。一般情况下，负载惯量越大，设定值越大。在系统不产生振荡的条件下，尽量设定较小的值。www.

5.速度反馈滤波因子：设定速度反馈低通滤波器特性。数值越大，截止频率越低，电机产生的噪音越小。如果负载惯量很大，可以适当减小设定值。数值太大，造成响应变慢，可能会引起振荡。数值越小，截止频率越高，速度反馈响应越快。如果需要较高的速度响应，可以适当减小设定值。

6.较大输出转矩设置：设置伺服驱动器的内部转矩限制值。设置值是额定转矩的百分比，任何时候，这个限制都有效定位完成范围设定位置控制方式下定位完成脉冲范围。本参数提供了位置控制方式下驱动器判断是否完成定位的依据，当位置偏差计数器内的剩余脉冲数小于或等于本参数设定值时，驱动器认为定位已完成，到位开关信号为 on，否则为off。

在位置控制方式时，输出位置定位完成信号，加减速时间常数设置值是表示电机从0~2000r/min的加速时间或从2000~0r/min的减速时间。加减速特性是线性的到达速度范围设置到达速度在非位置控制方式下，如果伺服电机速度超过本设定值，则速度到达开关信号为on，否则为 off。在位置控制方式下，不用此参数。与旋转方向无关。

7.手动调整增益参数

调整速度比例增益kvp值。当伺服系统安装完后，必须调整参数，使系统稳定旋转。首先调整速度比例增益kvp值．调整之前必须把积分增益kvi及微分增益kvd调整至零，然后将kvp值渐渐加大；同时观察伺服电机停止时足否产生振荡，并且以手动方式调整kvp参数，观察旋转速度是否明显忽快忽慢．kvp值加大到产生以上现象时，必须将kvp值往回调小，使振荡、旋转速度稳定。此时的kvp值即初步确定的参数值。如有必要，经kⅵ和kvd调整后，可再作反复修正以达到理想值。

调整积分增益kⅵ值。将积分增益kvi值渐渐加大，使积分效应渐渐产生。由前述对积分控制的介绍可看出，kvp值配合积分效应增加到临界值后将产生振荡而不稳定，如同kvp值一样，将kvi值往回调小，使振荡、旋转速度稳定。此时的kvi值即初步确定的参数值。

调整微分增益kvd值。微分增益主要目的是使速度旋转平稳，降低超调量。因此，将kvd值渐渐加大可改善速度稳定性。

调整位置比例增益kpp值。如果kpp值调整过大，伺服电机定位时将发生电机定位超调量过大，造成不稳定现象。此时，必须调小kpp值，降低超调量及避开不稳定区；但也不能调整太小，使定位效率降低。因此，调整时应小心配合。

8.自动调整增益参数

现代伺服驱动器均已微计算机化，大部分提供自动增益调整( autotuning)的功能，可应付多数负载状况。在参数调整时，可先使用自动参数调整功能，必要时再手动调整。

事实上，自动增益调整也有选项设置，一般将控制响应分为几个等级，如高响应、中响应、低响应，用户可依据实际需求进行设置

一、概述
 现代化厂房、仓库、高层建筑施工及大型加油站等很多都使用了彩色钢瓦，甚至是琉璃瓦式彩色钢瓦，使得这些建筑的外观生动、漂亮。这些彩色钢瓦都是采用彩色钢板经**压瓦机生产出来的。彩色钢板进入压瓦机，通过各种型状的辊轮，压制成各型状，通过切切成定量的长度。如果需要琉璃瓦状的，还可以压型。这样就可以做成各式各样的彩色钢瓦。
凯迪恩公司凭借高品质的KDN-K3系列PLC，与压瓦机生产厂家合作开发出各种型号的压瓦机控制系统。下面介绍一种琉璃瓦型压瓦机控制系统。
二、工艺介绍
 琉璃瓦压瓦机分为三部分，辊道成型部分、压型部分、切部分。
辊道成型部分是由电机拖动，链条带动各辊转动。压型部分是液压缸带动模具上下移动，可以把彩钢压成许多节，形似琉璃瓦。切部分是液压缸带动上下移动，可以把彩色钢瓦切断。
 生产过程如下：彩色钢板进入辊道成型部分，成型后到压型部分，压成等距离一节一节的，切负责定长切割。
三、控制介绍
 执行部分有变频器驱动电机，液压站电机，压型的两个液压电磁阀，切的两个液压电磁阀。
 检测部分有：检测彩色钢瓦长度的脉冲编码器，压型的上下行程开关，切的上下行程开关，压型的上下操作按钮，切的上下行程按钮，急停开关，液压启停开关等等。
 PLC选用KDN-K3系列的KDN-K306-24AR。它带有14个输入/10个继电器输出，刚好满足输入输出要求。再配KDN文本屏，可以完成参数设定，报警显示，帮助信息，生产数据显示等等。
 压瓦机一定要用高数脉冲输入功能，KDN-K306-24AR高数输入性能优良，选AB相抗干扰能力强。并用定值中断功能，保证精度。
 压瓦机有许多参数要设定，用文本屏设定。参数设定有设备参数和用户参数设定两种。设备参数有：单脉冲长、过冲量、压型距、压型时间、切时间等等。用户参数有：张数、长度、首节、末节、节距、节数等等。
 琉璃瓦压型机控制系统还能完成单板切割功能。
四、控制系统的特点
 该控制系统操作简单，正常自动生产不需要先倒退，而是一次前进，压型，切割完成。
 精度高，每片剪切精度小于0.1mm，满足工艺要求。
 程序运行稳定，可靠。
五、结束语
 用KDN-K3系列PLC和文本屏为核心组成压瓦机控制系统，操作简单，精度高。受到用户的**。现在这种控制系统已经替换了板机控制系统。用这种控制系统控制的压瓦机已经出口到国外。

，是一种能够接受数字信号的机械动力装置，有着非常精确的步距角，体积小巧，输出力矩较大。有好几十种规格可以选择。

1.步进电机的保持转矩，近似于传统电机所称的“功率”。当然，有着本质的区别。步进电机的物理结构，完全不同于交流、直流电机，步进电机的输出功率是可变的。通常根据需要的转矩大小（即所要带动物体的扭力大小），来选择哪种型号的步进电机。大致说来，扭力在0.8n.m以下，选择28、35、39、42（电机的机身直径或方度，单位：mm);扭力在1n.m左右的，选择57电机较为合适。扭力在几个n.m或更大的情况下，就要选择75、85、86、90、110、130等规格的步进电机。对于步进电机的转速也要特别考虑。因为，步进电机的输出转矩，与转速成反比。就是说，步进电机在低速（每分钟几百转或更低转速，其输出转矩较大），在高速旋转状态的转矩（1000转/分--9000转）就很小了。当然，有些工况环境需要高速步进电机，就要对步进电机的线圈电阻、电感等指标进行衡量。选择电感稍小一些的步进电机，作为高速步进电机，能够获得较大输出转矩。反之，要求低速大力矩的情况下，就要选择电感在十几或几十mh,电阻也要大一些为好。

2.步进电机空载起动频率，通常称为“空起频率”。这是选购步进电机比较重要的一项指标。如果要求在瞬间频繁启动、停止，并且，转速在1000转/分钟左右（或更高），通常需要“加速启动”。如果需要直接启动达到高速运转，较好选择反应式或永磁步进电机。这些步进电机的“空起频率”都比较高。

3.步进电机的相数选择，这项内容，很多客户几乎没有什么重视，大多是随便购买。其实，不同相数的步进电机，工作效果是不同的。相数越多，步距角就能够做的比较小，工作时的振动就相对小一些。大多数场合，使用两相步进电机（四相步进电机）比较多。在高速大力矩的工作环境，选择三相步进电机是很实用的。

4.特种步进电机能够防水、防油，用于某些特殊场合。例如水下机器人，就需要放水步进电机。75byg系列步进电机大多是防水结构。对于特种用途的步进电机，就要针对性选择了。

5.特殊规格的步进电机，通常需要和生产厂家沟通，在技术允许的范围内，加工订货。例如，出轴的直径、长短、伸出方向等选择

步进电机主要看以下几点：

**，判断需多大力矩： 静扭矩是选择步进电机的主要参数之一。负载大时，需采用大力矩电机。力矩指标大时，电机外形也大；

第二，选择电机的安装规格： 如57，86，110等，主要与力矩要求有关。 · 确定定位精度和振动方面的要求情况：判断是否需细分，需多少细分。

第三，判断电机运转速度； 转速要求高时，应选相电流较大、电感较小的电机，以增加功率输入。且在选择驱动器时采用较高供电电压；

第四， 根据电机的电流、细分和供电电压选择驱动器。