伺服電動機控制系統(tǒng)—抓棉臂電動機控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試用戶需求控制系統(tǒng)在聯(lián)調(diào)前需對各組成部分進行單調(diào)測試，否則不僅會影響調(diào)試效率，甚至可能會造成事故。在智能抓棉分揀機控制系統(tǒng)中，抓棉臂電動機M2由伺服電動機控制，為減少控制系統(tǒng)調(diào)試量，確保在自動控制系統(tǒng)中抓棉臂電動機M2能完成所需各項功能。設(shè)置本項目完成抓棉臂電動機在智能抓棉分揀機控制系統(tǒng)所需的各類控制功能，項目由控制面板給PLC控制信號，PLC控制抓棉臂電動機完成相應(yīng)動作。項目具體要求如下：

由觸摸屏輸入抓棉臂電動機速度（速度范圍應(yīng)在

6.0～10.0mm/s，精確到小數(shù)點后一位，伺服電動機旋轉(zhuǎn)一周需要1000個脈沖），如右圖所示。按下SB1，伺服電動機M2正向運行9mm，停止2s，繼續(xù)正向運行12mm，停止2s后，以設(shè)定速度的0.5倍反向運行21mm，停止3s后，以設(shè)定速度再正向運行15mm，停止3s后加工電動機反向運行12mm后停止運行，伺服電動機調(diào)試結(jié)束。抓棉臂電動機運行過程中，HL1、HL2以亮1s滅1s的周期交替閃爍，停止和調(diào)試結(jié)束時HL1和HL2熄滅。

抓棉臂電動機M2運行速度及距原點距離應(yīng)在觸摸屏相應(yīng)位置顯示（精度保留一位小數(shù)）。觸摸屏上指示燈顯示電動機正、反向運行狀態(tài)如下頁圖所示。用戶需求知識準備一、認識伺服系統(tǒng)

伺服系統(tǒng)是指用來精確地跟隨或者復(fù)現(xiàn)某個過程的反饋控制系統(tǒng)，也可稱之為隨動系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)屬于自動控制系統(tǒng)的一種，通常具有負反饋的閉環(huán)或半閉環(huán)控制系統(tǒng)，當系統(tǒng)的給定量變化時，輸出量能夠自動地、快速地、準確地隨給定量的變化而變化。

近幾十年來，隨著各種新技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，伺服系統(tǒng)已從早期的液壓、氣動伺服系統(tǒng)發(fā)展到如今的電動伺服系統(tǒng)。特別是電力電子技術(shù)和計算機技術(shù)的快速進步，使得電動伺服系統(tǒng)得到了突飛猛進的發(fā)展，不僅在工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用，而且在許多高科技領(lǐng)域，如激光加工、數(shù)控機床、機器人、大規(guī)模集成電路制造、雷達隨動系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)及自動化生產(chǎn)線等領(lǐng)域中的應(yīng)用也迅速發(fā)展。如下圖所示為伺服系統(tǒng)在小麥自動包裝機中的應(yīng)用。知識準備1.伺服系統(tǒng)的分類

根據(jù)伺服控制原理，伺服系統(tǒng)可以分為開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)，與步進電動機更多應(yīng)用于開環(huán)控制系統(tǒng)相比，具有內(nèi)置編碼器的伺服電動機更多的應(yīng)用于精度要求更高的半閉環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。

（1）半閉環(huán)控制系統(tǒng)

半閉環(huán)控制系統(tǒng)如下圖所示，半閉環(huán)控制系統(tǒng)在伺服電動機一側(cè)加裝了位置檢測元件如編碼器，輸出的結(jié)果對輸入有影響，系統(tǒng)穩(wěn)定性與精度較開環(huán)系統(tǒng)有了很大的提升。這種控制系統(tǒng)所能達到的精度、速度和動態(tài)特性優(yōu)于開環(huán)控制系統(tǒng)，其復(fù)雜性和成本低于閉環(huán)控制系統(tǒng)，主要用于大多數(shù)中小型數(shù)控機床。知識準備（2）閉環(huán)控制系統(tǒng)

閉環(huán)控制系統(tǒng)如下圖所示，是誤差隨動系統(tǒng)，它由電動機、比較線路、電動機驅(qū)動器和安裝在工作臺上的位置檢測器組成。閉環(huán)控制系統(tǒng)在控制器執(zhí)行末端安裝檢測裝置如光柵尺等，將反饋信號與給定值進行比較，用差值進行控制，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)精確運動到給定位置。這種系統(tǒng)定位精度高，控制精度可達0.1微米，主要用于對控制精度要求較高的系統(tǒng)。知識準備2.伺服系統(tǒng)的控制模式

交流伺服系統(tǒng)主要有三種基本控制模式：位置控制模式、速度控制模式和轉(zhuǎn)矩控制模式。在不同的模式下，系統(tǒng)工作原理略有不同，其適宜的應(yīng)用場合也不同。在正常使用時，既可以采用單一的基本控制模式，也可以將兩種或三種基本控制模式構(gòu)成混合控制模式進行控制。

（1）位置控制模式

根據(jù)位置命令來源不同，可將位置控制模式分為PT與PR兩種，其中，PT位置命令的脈沖來源于外部輸入，PR位置命令來源于內(nèi)建位置命令寄存器。位置控制模式由驅(qū)動器接收輸入的脈沖或內(nèi)建寄存器的位置命令，控制伺服電動機運行至目標位置，與電動機同軸旋轉(zhuǎn)的編碼器會將電動機的旋轉(zhuǎn)信息反饋給伺服驅(qū)動器，形成閉環(huán)控制伺服控制器輸出的脈沖信號用來確定伺服電動機的轉(zhuǎn)數(shù)，在驅(qū)動器中，該脈沖信號與編碼器送來的脈沖信號進行比較，當兩者相等時，表明電動機旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)已達到要求，即電動機驅(qū)動的執(zhí)行部件已移動到指定的位置。因此伺服系統(tǒng)的位置控制模式在定位裝置中得到了廣泛的應(yīng)用，例如數(shù)控機床、印刷機械等。位置控制模式架構(gòu)如右圖所示。知識準備

（2）速度控制模式

速度控制模式由伺服驅(qū)動器接收速度命令，控制電動機調(diào)速至目標速度，然后恒速運行。根據(jù)速度命令來源可分為S與Sz兩種，其中S速度控制模式的速度信號既可來源于內(nèi)部寄存器，也可來源于外部端子臺的輸入-10V到+10V模擬電壓，而Sz速度控制模式的速度命令只能由內(nèi)部寄存器提供。速度控制模式時的伺服驅(qū)動器類似于變頻器，通過操作伺服驅(qū)動器的有關(guān)輸入開關(guān)及輸入電位器，實現(xiàn)電動機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。伺服驅(qū)動器的輸入開關(guān)、電位器等輸入的控制信號也可以用PLC等控制設(shè)備來產(chǎn)生。速度控制模式主要用于精密控制速度的應(yīng)用場合，如CNC加工機等。速度控制模式架構(gòu)如下圖所示。知識準備

（3）轉(zhuǎn)矩控制模式

扭矩控制模式由伺服驅(qū)動器接收扭矩命令，并控制伺服電動機以目標扭矩運行，根據(jù)其扭矩命令的來源可分為T和Tz模式，其中，T模式的扭矩命令來源為內(nèi)部寄存器或外部端子臺輸入的-10V到+10V模擬電壓，而Tz模式的扭矩命令僅來源于內(nèi)部寄存器。扭矩命令通過操作伺服驅(qū)動器的有關(guān)輸入開關(guān)及輸入電位器，實現(xiàn)伺服電動機的輸出轉(zhuǎn)矩（又稱扭矩）的調(diào)節(jié)。假設(shè)在伺服系統(tǒng)中設(shè)定10V對應(yīng)6Nm，則當外部輸入的模擬量為5V時，電動機軸的輸出為3Nm；若電動機軸上的負載低于3Nm，電動機沿正方向轉(zhuǎn)動；若電動機軸上的負載等于3Nm，電動機停止轉(zhuǎn)動；若電動機軸上的負載大于3Nm，電動機沿反方向轉(zhuǎn)動（一般是在有重力負載的條件下發(fā)生第三種情況）。扭矩控制模式主要用于需做扭力控制的場合，如繞線機等。轉(zhuǎn)矩控制模式架構(gòu)如下圖所示。知識準備二、伺服電動機基本結(jié)構(gòu)及工作原理

伺服電動機（servomotor）又稱執(zhí)行電動機，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。

伺服電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制，具有能快速反應(yīng)、機電時間常數(shù)小、線性度高等特性。伺服電動機可分為直流和交流伺服電動機兩大類。隨著電子技術(shù)的不斷成熟，交流伺服電動機技術(shù)憑借其優(yōu)異的性價比，逐漸取代直流電動機成為伺服系統(tǒng)的主導(dǎo)執(zhí)行電動機。

如下圖所示為臺達ECMA-C20604PS三相交流伺服電動機，ECMA-C20604RS的含義：ECM表示電動機類型為電子換相式，C表示電壓及轉(zhuǎn)速規(guī)格為220V/3000rpm，3表示編碼器為增量式編碼器，分辨率2500ppr，輸出信號線數(shù)為5根線，04表示電動機的額定功率為400W。該電動機外部部件有動力線和編碼器電纜，編碼器聯(lián)接線將編碼器測得的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)傳送到伺服驅(qū)動器，輸入電源線電纜聯(lián)接伺服驅(qū)動器與電動機內(nèi)部繞組U、V、W及GND。知識準備1.三相永磁交流伺服電動機的基本結(jié)構(gòu)

永磁式交流伺服電動機由定子、轉(zhuǎn)子和編碼器構(gòu)成，如下圖所示。

交流伺服電動機定子分為外定子和內(nèi)定子兩部分，內(nèi)外定子鐵心通常均由硅鋼片疊成，定子鐵心槽中放置空間互差120°電角度的三個繞組。轉(zhuǎn)子鐵芯表面放置永磁體。

伺服電動機的編碼器是用來檢測轉(zhuǎn)速和位置，一般采用增量型光電編碼器，增量型光點編碼器可將角位移轉(zhuǎn)換成光電脈沖信號，并具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小，響應(yīng)迅速及價格低等特點知識準備2.三相永磁交流伺服電動機的工作原理

三相永磁同步電動機結(jié)構(gòu)模型如右圖所示，當定子三相繞組通上交流電源后，就產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場將以同步轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)。由于磁極同性相斥異性相吸，定子磁場與轉(zhuǎn)子的永磁磁極互相吸引，并帶著轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，因此，轉(zhuǎn)子也將以同步轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場一起旋轉(zhuǎn)。當轉(zhuǎn)子加上負載轉(zhuǎn)矩之后，轉(zhuǎn)子磁極軸線將落后定子磁場軸線一個θ角，隨著負載增加，θ也隨之增大；負載減少時，θ角也減少；只要不超過一定限度，轉(zhuǎn)子始終跟著定子的旋轉(zhuǎn)磁場以恒定的同步轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)。

由電動機基本理論可以知道，永磁同步伺服電動機的轉(zhuǎn)速可用下式表示：

由上式可見，改變定子繞組的電源頻率，可改變電動機的轉(zhuǎn)速。永磁同步伺服電動機是通過改變定子繞組的電源頻率來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的。知識準備三、伺服驅(qū)動器

伺服驅(qū)動器又稱伺服放大器，是交流伺服系統(tǒng)的核心設(shè)備。其功能是通過整流電路將工頻為50Hz或60Hz的三相交流電源或單項交流電源變化成直流電源，然后將直流電信號送到逆變電路，轉(zhuǎn)換成U、V、W三相幅度和頻率均可變的交流電源，提供給伺服電動機，從而驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)。伺服驅(qū)動器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示，在驅(qū)動器內(nèi)部的電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)都采用了比變頻器更為先進的控制技術(shù)和控制算法，能實現(xiàn)各種控制模式，還能有效地對交流伺服電動機進行過載、短路、欠壓等故障保護。當伺服驅(qū)動器以速度控制模式工作時，可通過控制輸出電源的頻率來調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速；當以轉(zhuǎn)矩控制模式工作時，可通過控制輸出電源的幅度來控制電動機的轉(zhuǎn)矩；當以位置控制模式工作時，可根據(jù)輸入脈沖來決定輸出電源的通斷時間。根據(jù)伺服電動機的類型可以把伺服驅(qū)動器分為直流伺服驅(qū)動器和交流伺服驅(qū)動器。目前由交流伺服驅(qū)動器和永磁同步電動機組成的現(xiàn)代交流伺服控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床和工業(yè)機器人等領(lǐng)域。知識準備

1.臺達ASDA-B2伺服驅(qū)動器

如右圖所示為臺達ASDA-B2驅(qū)動器正面部件組成圖，各部件名稱及功能如表7-1所示。知識準備表7-1臺達ASDA-B2驅(qū)動器正面部件名稱及功能編號部件名稱功能介紹1電源指示燈當指示燈亮紅色時，表示此時主電源回路中得電。2MODE鍵按下MODE鍵可進行“參數(shù)模式”、“監(jiān)視模式”、“異常模式”的切換。在編輯模式時，按MODE鍵可跳出到參數(shù)模式。3控制回路電源輸入端L1c和L2c聯(lián)接單相交流電源。4主電路電源輸入端R、S、T聯(lián)接三相交流電源。（全系列通用）R、S聯(lián)接單相交流電源。（1.5kW及以下功率機種適用）注：伺服驅(qū)動器電源接法分為三相與單相兩種，單相僅允許于1.5kW及以下功率機種。應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品型號，選擇適當?shù)碾妷阂?guī)格。5伺服電動機輸出端購買線材后，U、V、W的引出線聯(lián)接伺服驅(qū)動器的U、V、W端，另一端聯(lián)接頭與伺服電動機的電源接頭U、V、W相聯(lián)接，不可接入控制電路及主電路電源輸入端。6內(nèi)外部回生電阻當電動機的出力矩和轉(zhuǎn)速的方向相反時，它代表能量從負載端傳回至驅(qū)動器內(nèi)。此能量灌注DCBus中的電容使得其電壓值上升。當上升到某一值時，回灌的能量只能靠回生電阻來消耗。驅(qū)動器內(nèi)含回生電阻，使用者也可以外接回生電阻。①使用外部回生電阻時，P、C端接端子，P、D端開路。②使用內(nèi)部回生電阻時，P、C端開路，P、D端短路。知識準備7散熱座進行伺服驅(qū)動器的散熱和固定伺服驅(qū)動器。8接地端子進行接地，以防伺服驅(qū)動器漏電。9UP鍵變更參數(shù)碼、設(shè)定值或監(jiān)控碼，按下后顯示部分數(shù)值加1。10顯示屏由5位數(shù)七段LED顯示參數(shù)碼、設(shè)定值、監(jiān)控碼和報警值。11SHIFT鍵參數(shù)模式下可更改參數(shù)碼，在設(shè)定模式下可向左更改數(shù)位。被選擇的數(shù)位進行閃爍。12SET鍵顯示或儲存設(shè)定值。13DOWN鍵變更參數(shù)碼、設(shè)定值或監(jiān)控碼，按下后顯示部分數(shù)值減1。14CN1接口控制器聯(lián)接插口。與PLC或控制I/O端口聯(lián)接。15CN2接口編碼器聯(lián)接插口。購買線材后將引腳一頭插入CN2端口，另一端聯(lián)接頭與伺服電動機的編碼器接頭相聯(lián)接。16CN3接口RS-485和RS422通信聯(lián)接插口。與計算機或控制器聯(lián)接。知識準備

2.基于臺達ASDA-B2伺服驅(qū)動器與臺達ECMA-C20604PS三相交流伺服電動機的伺服控制系統(tǒng)構(gòu)建

如圖8-13為伺服驅(qū)動器外圍裝置接線圖，下面對各部分外圍接線圖的接法以及參數(shù)設(shè)置進行詳細介紹。

（1）聯(lián)接伺服驅(qū)動器電源線

伺服驅(qū)動器電源接線法分為單相與三相兩種，實訓(xùn)設(shè)備上伺服驅(qū)動器為單相供電方式，具體聯(lián)接方式如下：1）控制回路電源輸入端：L線和N線經(jīng)過保護開關(guān)后分別接到R和S端子

。2）主回路電源輸入端：L線和N線經(jīng)保護開關(guān)后分別接到L1c和L2c端子。3）PE線接到接地端子。按上述方法完成伺服驅(qū)動器電源線聯(lián)接后，伺服驅(qū)動器即可正常得電。

（2）聯(lián)接動力線

伺服驅(qū)動器動力輸出端子與伺服電動機自帶電源線間的對應(yīng)接線如圖7-14所示，按該圖可完成伺服驅(qū)動器與伺服電動機間動力線的聯(lián)接。圖7-13伺服驅(qū)動器外圍裝置接線圖圖7-14伺服驅(qū)動器與伺服電動機聯(lián)接圖知識準備

試一試：在完成項目任務(wù)后，改變伺服電動機自帶電源線接在伺服驅(qū)動器動力輸出端上的順序，如將U輸出端和V輸出端進行互換，觀察并在表7-14記錄上述操作對系統(tǒng)運行效果的影響。知識準備

（3）聯(lián)接編碼器線

聯(lián)接伺服驅(qū)動器與伺服電動機前需先制作一根聯(lián)接線，聯(lián)接線接伺服驅(qū)動器側(cè)為9針串口公頭，聯(lián)接編碼器側(cè)采用9針快速接頭，兩側(cè)針頭對應(yīng)關(guān)系根據(jù)如圖8-15所示編碼器部分所示。

（4）聯(lián)接回生電阻

臺達ECMA-C20604PS三相交流伺服電動機內(nèi)含回生電阻，若使用內(nèi)部回生電阻，需將P、C端開路，P、D端短路。若使用外部回生電阻，需將P、C端接電阻，P、D端開路。b）a）圖8-15編碼器聯(lián)接線a）驅(qū)動器側(cè)CN2號接口引腳排序圖b）聯(lián)接編碼器側(cè)快速接頭端子排序圖知識準備

（5）聯(lián)接CNI/O接線

1）CN1接口

臺達ASDA-B2驅(qū)動器的CN1結(jié)構(gòu)提供了可任意規(guī)劃的6組輸出和9組輸入，編碼器的A、B、Z的信號脈沖，急停、復(fù)位、正轉(zhuǎn)行程限位、反轉(zhuǎn)行程限位、故障、零速檢測等，以及模擬扭矩指令輸入和模擬速度/位置指令輸入及脈沖位置指令輸入。CN1接口端子引腳圖如圖7-16所示。

不同控制功能的CN1接口的接線方式不相同，如7-17圖為位置控制模式標準接線圖，表7-2為在位置控制模式下所需完成接線的各端子功能詳細介紹，位置控制模式下表中未介紹端子不需再進行聯(lián)接。圖7-16CN1接口引腳圖

圖7-17位置控制模式標準接線圖知識準備

試一試：圖7-17為位置控制模式標準接線圖，如需實現(xiàn)速度控制模式，需如何接線，根據(jù)所學(xué)知識并自主查閱手冊學(xué)習(xí)，并在表7-14記錄。知識準備端子號名稱功能描述9SON使能端：SON為ON，伺服電動機啟動抱死。32CWL反轉(zhuǎn)禁止極限：須保持導(dǎo)通（ON），否則驅(qū)動器顯示AL-014報警。31CCWL正轉(zhuǎn)禁止極限：須保持導(dǎo)通（ON），否則驅(qū)動器顯示AL-015報警。11COM+COM+：DI的電壓輸入正極公共端。14COM-COM-：DI的電壓輸入負極公共端。17VDD電源輸出：驅(qū)動器所提供的+24V電源，使用VDD時，須將VDD聯(lián)接至COM+。30EMGS緊急停止：須保持導(dǎo)通（ON），否則驅(qū)動器顯示AL-013報警。40/SIGN位置脈沖是由CN1的PULSE（41），/PULSE（43），HPULSE（38），/HPULSE（36）與SIGN（37），/SIGN（39），HSIGN（42），/HSIGN（40）端子輸入，可以是集極開路，也可以是差動（LineDriver）方式。命令的形式也可分成三種（正逆轉(zhuǎn)脈沖、脈沖與方向、AB相脈沖），可由參數(shù)P1-00來選擇。注意：當位置脈沖使用集極開路方式輸入時，必須將端子聯(lián)接至外加電源，作為提升準位用。42SIGN41/PULSE43PULSE表7-2位置控制模式下CN1接口使用的端子及功能表

（6）ASDA-B2伺服驅(qū)動器工作模式切換及參數(shù)設(shè)置步驟知識準備

1）參數(shù)模式

伺服驅(qū)動器在首次使用時需進行恢復(fù)出廠設(shè)置，以ASDA-B2伺服驅(qū)動器恢復(fù)出廠設(shè)置為例講解常規(guī)參數(shù)設(shè)置流程。具體操作流程如右表所示。編號操作流程顯示屏顯示1完成伺服驅(qū)動的電源線、動力線、編碼器線聯(lián)接后送電。注意:該報錯原因為CN1端子未聯(lián)接引起，不影響參數(shù)復(fù)位，可忽略。

2選擇參數(shù)模式：按【MODE】鍵切換到參數(shù)模式。釋義：按【MODE】鍵可按監(jiān)視模式→參數(shù)模式→異常模式順序切換工作模式。

3選取群組碼：按【SHIFT】鍵2次選取群組碼。釋義：參數(shù)起始代碼P后的第一字符為群組字符，其后的二字符為參數(shù)字符。參數(shù)群組定義如下：監(jiān)控參數(shù)（例：P0-xx）、基本參數(shù)（例：P1-xx）、擴充參數(shù)（例：P2-xx）、通訊參數(shù)（例：P3-xx）、診斷參數(shù)（例：P4-xx），可按【SHIFT】鍵切換選取群組碼。

4選取參數(shù)：按【UP】鍵游標選取使用者參數(shù)P2-08。釋義：每按一次【UP】鍵可將參數(shù)碼加1，每按一次【DOWN】鍵可將參數(shù)碼減1，如需快速增減參數(shù)碼，可長按【UP】鍵或【DOWN】鍵。

5確定參數(shù)：按【SET】鍵顯示當前參數(shù)值。釋義：參數(shù)選取完成后，按【SET】鍵進入?yún)?shù)編輯模式，顯示當前參數(shù)值。

6設(shè)置參數(shù)：按【SHIFT】鍵1次選取需調(diào)整該位的參數(shù)值，按【UP】鍵，完成參數(shù)設(shè)置。釋義：可按【UP】鍵或【DOWN】鍵修改參數(shù)值，如需快速設(shè)置高位的參數(shù)值可按【SHIFT】鍵左移選位（每按一次左移一位），再按【UP】鍵或【DOWN】鍵修改參數(shù)值，在按特別注意【SHIFT】鍵時切勿將【0.0.0.0.0】視做【00000】。

7完成設(shè)置：【SET】鍵退出設(shè)置參數(shù)。參數(shù)設(shè)置完成后，再按【SET】鍵退出參數(shù)設(shè)置，顯示器恢復(fù)到監(jiān)視模式或顯示當前設(shè)置完成的參數(shù)。知識準備

試一試：在完成項目任務(wù)后，在SON端和COM-端接通時，進行參數(shù)復(fù)位操作，觀察并在表7-14記錄改變上述參數(shù)后對系統(tǒng)運行效果的影響。知識準備知識準備2）監(jiān)視模式

參數(shù)設(shè)置完成后，按【MODE】鍵將顯示屏顯示切換為“00000”，進入監(jiān)視模式，在正常工作時監(jiān)視模式主要用以檢測伺服驅(qū)動器內(nèi)置編碼器檢測到的脈沖量。

3）報警模式

如下表所示為常見報警及解決方法，根據(jù)報警顯示查找報警原因，將異常情況解決后伺服驅(qū)動器即不顯示報警信息。編號報警顯示異常原因解決方法1AL-009位置控制誤差過大斷電重啟伺服驅(qū)動器2AL-011編碼器異常檢查伺服電動機與伺服驅(qū)動器間的編碼器聯(lián)接線3AL-013緊急停止恢復(fù)EMGS與公共端COM-間聯(lián)接線4AL-014反向極限異常檢查CCWL與公共端COM-是否接通，聯(lián)接正確清除5AL-015正向極限異常檢查CWL與公共端COM-是否接通，聯(lián)接正確清除6AL-031電動機U、V、W、GND接線錯誤檢查伺服電動機與伺服驅(qū)動器間的動力線聯(lián)接線

試一試：在完成項目任務(wù)后，分別斷開伺服驅(qū)動器上的EMGS、CWL、CCWL、COM-端，觀察并在表7-14記錄改變上述參數(shù)后對系統(tǒng)運行效果的影響。知識準備知識準備

7）ASDA-B2伺服驅(qū)動器寸動模式

（JOG）參數(shù)設(shè)置及操作流程為檢查伺服控制系統(tǒng)能否正常運行，在完成伺服驅(qū)動的電源線、動力線、編碼器線聯(lián)接后，再完成CN1端子部分接線，即可在寸動模式（JOG）下測試伺服驅(qū)動器和伺服電動機能否正常使用。具體步驟如表右所示。編號操作流程顯示屏顯示

注意事項：1.為確保調(diào)試安全，在調(diào)試前需先將伺服電動機所接的負載移除（包括伺服電動機軸心上的連軸器及相關(guān)的配件，此目的主要是避免伺服電動機在運行過程中電動機軸心未拆解的配件飛脫，間接造成人員傷害或設(shè)備損壞；2.調(diào)試速度不可過快，建議設(shè)在60～240r/min區(qū)間；3.后續(xù)操作流程需按表8-3完成參數(shù)復(fù)位后操作。1完成CN1接口的EMGS、COM-、SON、CWL、CCWL端子短接，COM+與VDD端子短接后送電。

2按【MODE】鍵切換到參數(shù)模式。

3按【SHIFT】鍵4次選取群組碼。

4按【UP】鍵游標選取使用者參數(shù)P4-05。

5按【SET】鍵顯示內(nèi)容為寸動速度20r/min，按下【UP】鍵或【DOWN】鍵將參數(shù)值設(shè)為120。

6完成寸動速度設(shè)置后，按【SET】鍵完成參數(shù)設(shè)置。

7按【UP】鍵或【DOWN】鍵使伺服電動機朝正方向旋轉(zhuǎn)或逆方向旋轉(zhuǎn)，松開按鍵伺服電動機立即停止。

8伺服電動機能正常運行后，再將伺服電動機安裝在絲桿或其他負載裝上，選擇相應(yīng)工作模式進行工作。如電動機無法正常工作，需根據(jù)驅(qū)動器報警編號排除故障后重新調(diào)試。

試一試：在完成項目任務(wù)后，在SON端和COM-端接通時，進行參數(shù)復(fù)位操作，觀察并在表7-14記錄改變上述參數(shù)后對系統(tǒng)運行效果的影響。知識準備知識準備四、S7-1200部分脈沖控制指令

1.“MC_MoveAbsolute”指令

使用“MC_MoveAbsolute”指令可以啟動軸運行到絕對位置，運用該指令時需先確定一個基礎(chǔ)參考點位置，Position的位置距離就是參考點到目標點的距離。

注意：如果需要使用絕對定位的方式使軸移動到指定位置，必須先執(zhí)行“MC_Home”指令，確定參考點的位置，才可以通過上升沿激活“MC_MoveAbsolute”指令的Execute引腳開始進行絕對定位。MC_MoveAbsolute指令執(zhí)行前未回原點，一旦執(zhí)行該指令PLC就報錯，軸拒絕動作，同時生成8204錯誤碼，表示軸沒有歸位。

“MC_MoveAbsolute”指令如圖7-18所示，引腳參數(shù)說明如右表所示。圖7-18MC_MoveAbsolute指令圖7-19MC_MoveRelative指令引腳參數(shù)數(shù)據(jù)類型說明ExecuteBool出現(xiàn)上升沿開始執(zhí)行絕對定位指令PositionReal絕對目標位置VelocityReal絕對運動的速度DirectionInt旋轉(zhuǎn)方向0：速度符號定義運動控制方向1：正向速度運動控制2：方向速度運動控制3：距離目標最短的運動控制DoneBool為1表示任務(wù)完成CommandAbortedBool為1表示任務(wù)在執(zhí)行期間被另一個任務(wù)中止注：該指令的EN、ENO、Axis、Busy、Error、Error、ErrorInfo7個引腳參數(shù)功能與MC_Power指令一致，此處不再介紹。知識準備

試一試：在完成項目任務(wù)后，不執(zhí)行“MC_Home”指令，其他程序保持不變，觀察并在表7-14記錄改變上述程序后對系統(tǒng)運行效果的影響。知識準備

2.“MC_MoveRelative”指令

用“MC_MoveRelative”指令可以啟動相對于起始位置的定位運動，在使用該指令時無需先執(zhí)行回原點指令。

注意:該指令是在軸原有的位置上，運行Position的位置距離。當需要使用相對定位的方式使軸移動到指定位置時，可通過上升沿激活“MC_MoveRelative”指令的Execute引腳進行相對定位?！癕C_MoveRelative”指令如7-19圖所示指令引腳參數(shù)如下表所示。引腳參數(shù)數(shù)據(jù)類型說明ExecuteBool出現(xiàn)上升沿開始執(zhí)行相對定位指令PositionReal相對軸當前位置移動的距離，該值通過正/負數(shù)來表示距離和位置VelocityReal相對運動的速度DoneBool為1表示任務(wù)完成CommandAbortedBool為1表示任務(wù)在執(zhí)行期間被另一個任務(wù)中止注：該指令的EN、ENO、Axis、Busy、Error、Error、ErrorInfo7個引腳參數(shù)功能與MC_Power指令一致，此處不再介紹。想一想：在完成項目任務(wù)后，請“未來工匠”根據(jù)所學(xué)知識并自主查閱手冊，分析總結(jié)兩個指令的特點和區(qū)別，觀察并在表7-14記錄。項目實施一、抓棉臂電動機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計

1.PLC的I/O地址分配輸入信號輸出信號啟動按鈕SB1I0.0伺服脈沖輸出Q0.0

伺服方向輸出Q0.1

指示燈HL1Q0.2

指示燈HL2Q0.3項目實施2.電氣原理圖設(shè)計完成PLC的I/O地址分配后，結(jié)合任務(wù)要求，完成系統(tǒng)電氣圖設(shè)計，如右圖所示。項目實施

3.伺服驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置根據(jù)系統(tǒng)電氣圖在實訓(xùn)設(shè)備上完成接線，用萬用表檢查接線準確無誤后，結(jié)合任務(wù)要求，完成伺服驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置，如下表所示。序號參數(shù)設(shè)置數(shù)值初始值參數(shù)編號參數(shù)名稱1P2-08特殊參數(shù)輸入注：當P2-08參數(shù)設(shè)置為“10”時為參數(shù)復(fù)位功能，需將使能端（SON）斷開后進行參數(shù)寫入。1002P1-44電子齒輪比分子（N1）1600163P1-45電子齒輪比分母（M）10104注意：參數(shù)設(shè)置完成后，將使能端（SON）重新接好并將伺服驅(qū)動器斷電重啟。為檢驗外部線路接線是否準確，需按表8-5步驟進行點動調(diào)試。項目實施二、智能控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

1.抓棉臂電動機控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計

根據(jù)任務(wù)要求，參考圖7-1完成抓棉臂電動機M2調(diào)試界面設(shè)計，并根據(jù)任務(wù)要求完成PLC與MCGS間關(guān)聯(lián)地址分配和設(shè)置，如下表所示。輸入信號輸出信號功能MCGSPLC功能MCGSPLC設(shè)定電動機運行速度MD200MD200電動機正向運行指示燈M101M100.1

電動機反轉(zhuǎn)運行指示燈M102M100.2

電動機距離顯示MD212MD212

電動機速度顯示MD208MD208項目實施

2.抓棉臂電動機控制系統(tǒng)的工藝流程圖繪制

詳細分析任務(wù)的控制要求，完成工藝流程圖的繪制，如下圖所示。項目實施

3.抓棉臂電動機控制系統(tǒng)的程序設(shè)計

程序段1：啟用軸，用MC_MoveRelative指令實現(xiàn)抓棉臂電動機控制功能，并將抓棉臂電動機運行速度和運行位置實時傳送給觸摸屏。項目實施

程序段2～10：實現(xiàn)“正向運行9mm-停2s-正向運行12mm-停2s-以設(shè)定速度v的0.5倍反向運行21mm-停3s-正向運行15mm-停3s-反向運行12mm-停止”工作流程。項目實施項目實施項目實施項目實施項目實施

程序段11：M11.2控制抓棉臂電動機運行。

程序段12：抓棉臂電動機在運行時HL1、HL2以亮1s滅1s的周期交替閃爍。項目實施

程序段13：M100.1、M100.2用以在觸摸屏顯示電動機正反轉(zhuǎn)運行狀態(tài)。項目實施三、抓棉臂電動機控制系統(tǒng)的運行調(diào)試1.系統(tǒng)單項功能調(diào)試

完成系統(tǒng)程序設(shè)計后，將程序下載到PLC和觸摸屏。為確保運行安全，以及提高整體運行功能效率，在進行整體運行前，先對設(shè)備的各組成設(shè)備進行單項功能調(diào)試，確保所有設(shè)備運行正常。具體調(diào)試內(nèi)容如

下表所示。序號調(diào)試內(nèi)容結(jié)果1按鈕、開關(guān)聯(lián)接調(diào)試

2燈聯(lián)接調(diào)試

3觸摸屏通訊調(diào)試

4伺服電動機點動調(diào)試功能測試項目實施2.系統(tǒng)整體運行功能調(diào)試

完成系統(tǒng)單項功能調(diào)試后，按下表順序?qū)ο到y(tǒng)進行整體調(diào)試。

注意：設(shè)備運行過程是連續(xù)的，如在某一階段無法按系統(tǒng)要求進行運行，需停止調(diào)試，待問題解決后繼續(xù)調(diào)試。調(diào)試步驟及現(xiàn)象結(jié)果調(diào)試指令1.在觸摸屏中設(shè)定抓棉臂速度為“8.0mm/s”2.按下SB1按鈕運行現(xiàn)象1.伺服電動機以8.0mm/s速度正轉(zhuǎn)運行9mm，停2S（觸摸屏“抓棉臂位置”顯示9.0mm）

2.停2S后，再以8.0mm/s速度正轉(zhuǎn)運行12mm，停止2S3.停止2S后，以4.0mm/s速度反轉(zhuǎn)運行21mm，停3S4.停3S后，以8.0mm/s正轉(zhuǎn)運行15mm，停3S5.停3S后，以8.0mm/反轉(zhuǎn)運行12mm停止，調(diào)試結(jié)束（觸摸屏“抓棉臂位置”顯示3.0mm）觸摸屏及指示燈顯示1.抓棉臂電動機運行過程中，HL1、HL2以亮1S滅1S的周期交替閃爍2.調(diào)試過程中，觸摸屏中抓棉臂電動機M2正、反對應(yīng)指示燈常亮3.調(diào)試過程中，觸摸屏上能實時顯示抓棉臂速度（保留一位小數(shù)）4.調(diào)試過程中，觸摸屏上能實時顯示抓棉臂位置（保留一位小數(shù)）

記錄調(diào)試過程存在問題和解決