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M241+ATV340在銑床上精確停車定位的應(yīng)用

時(shí)間：2018-06-27 11:12:07來源：施耐德

導(dǎo)語：?銑刀正常運(yùn)行時(shí)高速運(yùn)轉(zhuǎn)（6000PRM），但是換刀時(shí)沒有速度限制，雖然加固態(tài)繼電器可能存在理論上的延遲，但是客戶對(duì)換刀時(shí)間沒有限制，所以應(yīng)用固態(tài)繼電器中轉(zhuǎn)至PLC，利用PLC的外部中斷來控制變頻器的停車是一大亮點(diǎn)。
一、應(yīng)用概述
系統(tǒng)架構(gòu)圖，如圖1所示：
  
 
 
圖1：系統(tǒng)架構(gòu)圖
 
正常情況下的定位，我們一般會(huì)通過伺服驅(qū)動(dòng)器及伺服電機(jī)來完成。但是客戶在面對(duì)無減速機(jī)，電機(jī)與銑刀直連的情況下，需達(dá)到近6000RPM轉(zhuǎn)速的情況，很難選到轉(zhuǎn)速如此高的伺服電機(jī)，所以只有用變頻異步電機(jī)來完成該定位功能！客戶機(jī)型為內(nèi)藏式主軸，電機(jī)及編碼器均在主軸內(nèi)部，如圖2所示，電機(jī)、編碼器、溫度傳感器等一體式，編碼器為Sincos編碼器。
  
圖2：內(nèi)藏式主軸
ATV340變頻器22KW以下自帶編碼器接口，可以接RS422增量式編碼器或者正弦/余弦（Sincos）編碼器（5V/12V/24V）。接RS422編碼器時(shí)，我們可利用TOST（Z相脈沖停止）與RPOS（位置復(fù)位分配）完成定位，但是ATV340如果連接Sincos編碼器時(shí)，暫時(shí)無法讀出編碼器的Z相信號(hào)，這時(shí)我們將Z相信號(hào)引出接至固態(tài)繼電器上，如圖3所示，應(yīng)用固態(tài)繼電器的低電壓驅(qū)動(dòng)3—32VDC，高電壓5—60VDC輸出以及快速響應(yīng)等特點(diǎn)，接入施耐德M241 PLC的快速輸入通道，然后利用M241的外部中斷功能控制變頻器的定位停車。
 
 
圖3：固態(tài)繼電器
 
二、實(shí)現(xiàn)過程
1、在施耐德變頻器調(diào)試軟件Somove中，ATV340增加狀態(tài)字控制字，如圖4所示：
狀態(tài)字側(cè)增加PUC，Sincos編碼器的脈沖數(shù)
命令字側(cè)增加CMI，擴(kuò)展控制字
 
圖4：Somove中配置ATV340的狀態(tài)字與控制字
 
2、同樣在Somove中，配置Sincos編碼器的設(shè)置，如圖5所示：
編碼器類型選成Sincos編碼器，5V供電，線數(shù)256
當(dāng)編碼器類型為Sincos時(shí)，與內(nèi)置編碼器脈沖數(shù)該參數(shù)無關(guān)。
 
圖5：Sincos編碼器的設(shè)置
 
3、變頻器編碼器接口定義及編碼器管腳定義圖
1）、ATV340變頻器編碼器接口定義，如表1所示：
  
表1：ATV340變頻器編碼器接口
 
2）、Sincos編碼器接口定義，如表2所示： 
 
表2：Sincos編碼器接口
 
3）、接線對(duì)應(yīng)管腳，如表3所示：
 
 表3：接線對(duì)應(yīng)管腳
3、M24 1PLC編程，控制功能塊的描述，如圖6所示：
Axis，軸的實(shí)例化
i_xEn, 激活或停用功能塊的命令
KeepOpEn為1，正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)給脈沖命令，KeepOpEn為0，正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)給高電平低電平命令
i_xFwd，正轉(zhuǎn)
i_xRev，反轉(zhuǎn)
i_xQckStop，快停
i_xFreeWhl，自由停車
i_xFltRst，故障復(fù)位
i_xwSpdRef，速度給定
 
圖6：ATV340控制功能塊
4、高速中斷控制ATV340精準(zhǔn)停車
利用Sincos編碼器的Z+、Z-驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器，然后從固態(tài)繼電器的上端頭，接入至PLC的快速輸入通道，利用M241的快速輸入通道，外部中斷控制變頻器的停車指令。
 
三、難點(diǎn)突破
PUC為編碼器的脈沖數(shù)，掉電不保持，0—65530之間變化，實(shí)驗(yàn)下來發(fā)現(xiàn)編碼器轉(zhuǎn)一圈的值為8096，上電后變頻器無法得知銑刀的初始位置。
應(yīng)用固態(tài)繼電器的原因：變頻器側(cè)無一參數(shù)能讀到編碼器的Z相脈沖，因無法讀到Z相脈沖則無法尋原點(diǎn)，導(dǎo)致無法定位，通過固態(tài)繼電器中轉(zhuǎn)信號(hào)，接入至PLC的快速輸入通道，利用M241的快速輸入通道，外部中斷控制變頻器的停車指令。
銑刀正常運(yùn)行時(shí)高速運(yùn)轉(zhuǎn)（6000PRM），但是換刀時(shí)沒有速度限制，雖然加固態(tài)繼電器可能存在理論上的延遲，但是客戶對(duì)換刀時(shí)間沒有限制，所以應(yīng)用固態(tài)繼電器中轉(zhuǎn)至PLC，利用PLC的外部中斷來控制變頻器的停車是一大亮點(diǎn)。
  
 

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