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M241+ATV340在銑床上精確停車定位的應(yīng)用

時間：2018-06-27 11:12:07來源：施耐德

導(dǎo)語：?銑刀正常運(yùn)行時高速運(yùn)轉(zhuǎn)（6000PRM），但是換刀時沒有速度限制，雖然加固態(tài)繼電器可能存在理論上的延遲，但是客戶對換刀時間沒有限制，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。

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，我們一般會通過伺服驅(qū)動器及伺服電機(jī)來完成。但是客戶在面對無減速機(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，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，暫時無法讀出編碼器的Z相信號，這時我們將Z相信號引出接至固態(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3—32VDC，高電壓5—60VDC輸出以及快速響應(yīng)等特點，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，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）、接線對應(yīng)管腳，如表3所示：

表3：接線對應(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、難點突破

PUC為編碼器的脈沖數(shù)，掉電不保持，0—65530之間變化，實驗下來發(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，導(dǎo)致無法定位，通過固態(tài)繼電器中轉(zhuǎn)信號，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)行時高速運(yùn)轉(zhuǎn)（6000PRM），但是換刀時沒有速度限制，雖然加固態(tài)繼電器可能存在理論上的延遲，但是客戶對換刀時間沒有限制，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。

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