实现S120主从控制的方案全解Word格式.docx
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速度偏差与转矩限幅的方案主要应用于电机之间软连接方式,如皮带、绳索等,由于是
柔性材料产生的耦合关系,电机之间需要有相同的运行速度,同时保证电机力矩的均匀分配,
还要有防止连接断裂时的保护。
在速度偏差与转矩限幅方式时,主机从机都工作在速度模式,主从机的速度设定值相同,
然后从机在此基础上附加+/-5%-10%左右的速度偏差(与运行方向有关,附加速度大小由实际情况决定),将主机的转矩值连接到从机的转矩限幅上。
在启动后,由于速度偏差的存在,
连接的材料迅速拉紧,从机的速度环饱和,输出的转矩受转矩限辐限制,从而保证从机的转
矩跟随主机的转矩;
从机速度受到连接的牵引,与主机速度相同。
当发生断带时,主从电机
工作在各自的速度环模式下,不会发生飞车现象。
该模式的特点是,启动瞬间主机从机的速度环都起作用,张力的建立比较平缓,避免系
统产生振荡。
既保证了速度及转矩的分配,也对系统进行了保护。
3.S120系统的主从控制方案的配置
实际使用过程中,根据使用的设备类型不同,常见的有几种不同的硬件配置方案。
3.1CU310主从配置
使用CU310作为控制单元,主从数据交换可以通过如下两种方法:
PROFIBUSDP的SLAVETOSLAVE通讯;
通过TM31端子模块DI/DO和AI/AO;
a.PROFIBUSDP连接到PLC上(见图3),此时可以借助PROFIBUSDP的SLAVETOSLAVE通讯,实现两个S120设备之间的数据交换,具体操作说明请参考下面链接:
ProfibusDPSlavetoSlave
□rive-Cliq
CU310PM340
b.通过TM31端子模块互相连接(图4),使用DI/DO和AI/AO完成数据交换。
模拟量信号最好使用电流信号,采用双绞屏蔽电缆,抗干扰性比较强。
DODI
TM31TM31
图4
2.2CU320主从配置
使用CU320作为控制单元,主从数据交换可以通过如下几种方法:
*PROFIBUSDP的SLAVETOSLAVE通讯;
*通过TM31端子模块DI/DO和AI/AO;
*SinamicsLink通讯;
*TB30端子扩展板的DI/DO和AI/AO;
*CU320的多轴直接连接;
a.PROFIBUSDP连接到PLC上(见图5),此时可以借助PROFIBUSDP的SLAVETO
SLAVE通讯,实现两个S120设备之间的数据交换,具体操作说明请参考下面链接:
b.
ProfibusDPSlavetoSlav#
通过TM31端子模块互相连接(图6),使用DI/DO和AI/AO完成数据交换。
模拟量信号最好使用电流信号,采用双绞屏蔽电缆,尽量减少被干扰的可能性。
TM31DODI
TM31
图6
c.
通过在CU320扩展插槽增加CBE20通讯板,使用装置间主从通讯SinamicsLink网络(图7),具体配置方法见下面链接:
图7
d.通过在CU320扩展插槽增加TB30端子板,使用I/O端子来实现数据交换(图8),但是TB30模拟量信号只支持电压型信号,需要注意可能发生的干扰问题。
图8
e.在一个CU320单元连接多个驱动轴的情况下,直接利用轴间变量的互连(图9),来实现主从控制的数据交换,该种方式下,当CU出现故障,两台设备都将无法运行。
Drtve-Cliq
酊Unk
CU320
PM340
ORDCACChassisORDCACChassis
3S120系统的主从控制方案的配置
基本调试
在进行主从控制配置时,首先需要完成基本驱动单元的调试,具体步骤参见调试手册:
http:
〃
图10建立项目
32配置主从通讯方式
根据实际使用的主从通讯方式,定义传输的数据,下表以网络通讯为例的主从通讯数据表(仅作参考,实际设定根据需要定义):
主机发送
主机接收
从机发送
从机接收
控制字
从机状态字
状态字
主机控制字
自定义
主机状态字
转矩设定值
主机转矩设定值
速度设定值
主机速度设定值
配置主从工作模式
完成基本调试后,确定电机的优化、运行都正常后,根据配置的主从方案,来进行主从工作模式的设置。
配置直接转矩分配方式
在直接转矩工作模式时,主机工作在速度模式,从机工作在转矩模式,而从机设定为转矩控制方式共有两种不同的方法:
a.通过参数直接选择转矩工作模式
选择从机转矩工作模式P1300=22or23(图11),
图11电机工作模式设定
然后在转矩的给定值P1503处()选则主机的转矩设定值r079(实际值r080也可以,
但是设定值相对波动小)(图12)。
图12
将从机的控制字命令源连接到主机的控制字,用来得到相同的启动逻辑,保证主从设备
的同时启动、停止,并实现故障保护。
(图13)
图13
b.通过参数切换,旁路速度调节器的输出到转矩直接设定
选择从机转矩工作在速度模式,P1300=20or21,然后设定P1501切换速度模式到转矩
模式,P1503转矩设定源链接主机的转矩设定r079(图15)
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图15
3.3.2速度偏差与转矩限幅方式
在速度偏差与转矩限幅时,主机从机都工作在速度模式,P1300=20or21,从机的设定速
度在主机设定速度的基础上附加一个偏差速度?
V(通常10%,仅作参考),超前或滞后的
关系由实际的电机位置决定见下图:
Nset从=Nset主-?
V;
Nset从=Nset主+?
r079(如图17)
图16
A方案工作时:
从机的速度设定值滞后主机速度设定值,B方案工作时:
从机的速度设定值超前主机速度设定值,C方案工作时:
从机的速度设定值超前主机速度设定值,D方案工作时:
从机的速度设定值滞后主机速度设定值,然后设定转矩限幅的源P1522连接到主机的转矩设定值
图17
当启动后,由于速度偏差的存在,从机与主机间的材料迅速拉紧,从机的速度环快速进
入饱和状态,输出转矩由转矩限幅决定,从而实现了主从负荷分配。
同时对于可能断带的材料,该方式起到很好的保护作用。
当材料断开,从机从速度环快速退
饱和,转入速度闭环,不会导致飞车。
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