Конспект лекций




НазваниеКонспект лекций
страница15/16
Дата публикации30.01.2014
Размер1.98 Mb.
ТипКонспект
zadocs.ru > Информатика > Конспект
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   16


Цифровая плата управления SIMODRIVE 611 HLA для управления гидравлическим линейным приводом (HLA)

Цифровая плата управления SIMODRIVE 611 HLA предназначена для управления электрогидравлическими регулировочными клапанами гидравлических линейных осей в комбинации с SINUMERIK 840D. Плата может обслуживать две гидравлические оси. После вставки в универсальный пустой корпус шириной 50 мм получается модуль HLA.

Плата снабжена электрическими интерфейсами (приборная шина, приводная шина и шина промежуточного контура), что позволяет интегрировать её в структуру приводов SIMODRIVE 611.

Плата управления HLA создает силовое питание для регулировочных и запорных клапанов. Возможен и смешанный режим одной оси HLA и одной аналоговой оси ANA с интерфейсом заданного значения числа оборотов ± 10 В.

^ 6.4 Модули питания
Линейка приводов SIMODRIVE 611 рассчитана на работу от трехфазной сети (3 AC) с заземленной нейтралью (TN).

Структура привода подключается к этой сети напряжением 400 В, 415 В или 480 В через модуль питания (NE). Если сеть имеет другое напряжение, например 220 В, для адаптации модуля питания к сети необходимо применить соответствующий трансформатор.

Модули питания подразделяются на регулируемые (E/R), которые обеспечивают не только питание, но и рекуперацию, и нерегулируемые (UE). Модули питания создают постоянное напряжение для промежуточного контура, а также напряжения для питания электроники.

Напряжение на промежуточном контуре (выходное напряжение модуля питания) зависит от типа модуля. Нерегулируемые модули UE создают выходное напряжение постоянного тока от 490 до 680В, Регулируемые модули E/R могут создавать напряжения 600/625/680 В.

Напряжения для питания электроники (±24 В, ± 15 В, +5 В) подаются от модуля питания через приборную шину на приводные модули и, при необходимости, на модули SINUMERIK 840D или SINUMERIK 810D.

Модуль питания снабжен разъемами для ввода сигналов готовности, блокировок и защит, которые обеспечивают безопасную работу модуля и подключенных к нему приводов. В структуре привода модуль питания располагается первым слева (рис. 6.15). Далее устанавливаются силовые модули. Ширина модуля питания зависит от его мощности – 50, 100, 200 и 300 мм для мощности от 5 кВт до 120 кВт. Унифицированная высота всех модулей составляет 480 мм.


^ Рисунок 6.15 – Расположение модулей в структуре приводов
Охлаждение модулей осуществляется либо рассеиванием тепла внутри шкафа (естественное охлаждение), либо вентиляторами (принудительное охлаждение).

Для ограничения влияния преобразователя на сеть между сетью и модулем питания целесообразно включить сетевой фильтр и коммутирующий дроссель HF. Коммутационные дроссели HFD и импульсное сопротивление 1,5/25 кВт необходимы, если в структуре приводов находятся линейные приводы, тороидальные электродвигатели, двигатели иных производителей или возможны явления резонанса.

В модулях E/R со стороны промежуточного контура можно включить конденсаторный модуль, который позволяет накопить энергию торможения, а также создать перекрытие при кратковременном отключении питания.

В нерегулируемых модулях питания UE в цепь промежуточного контура нужно включить модуль импульсного сопротивления, который предназначен для отвода избыточной энергии, возникающей при торможении.

Схема подачи питания на преобразователь с контролем предохранителей приведена на рисунке 6.16.


Рисунок 6.16 – Схема подачи питания на преобразователь
^ 7 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ПРИВОДА SIMODRIVE
Проектирование структуры приводов SIMODRIVE осуществляется в два этапа:

  • Этап 1 – выбор компонентов.

  • Этап 2 – конфигурация соединений.

На первом этапе необходимо выбрать:

  1. Двигатель, датчики и платы управления.

  2. Силовые модули.

  3. Модули питания.

После выбора всех компонентов привода необходимо проверить и учесть все условия по подключению к сети, обеспечить электромагнитную совместимость компонентов, составить схемы соединения аппаратуры и разработать компоновку шкафа.

^ 7.1 Принципы выбора двигателей, датчиков и плат управления
Выбор двигателя должен осуществляться на основе механических и динамических требований, предъявляемых к двигателю. Требования к перегрузочной способности двигателя зависят от высоты и количества пиковых нагрузок во время эксплуатации.

Для защиты двигателей необходимо использовать защитные выключатели. При перегрузке двигателя должно быть предусмотрено включение сигнального контакта.

Также необходимо предусмотреть контроль соединения двигателя с силовым модулем. Если двигатель при эксплуатации с активированным разрешением импульсов отсоединится от силового модуля, то существует опасность саморазрушения силовой части и платы управления.

Если к двигателю присоединен стояночный тормоз, то он должен приводиться только в состоянии покоя двигателя. Следует обратить особое внимание на использование стояночного тормоза при висячих грузах, так как здесь имеется высокий потенциал опасности.

Определенному типу двигателя соответствует тип встроенного датчика. Подчинение датчика и платы управления определенному типу двигателя показано на рисунке 7.1.

При проектировании системы привода необходимо принять следующие решения.


Рисунок 7.1 – Подчинение датчика и платы управления определенному типу двигателя
Во-первых, сразу нужно определиться с организацией измерительной системы – принять косвенную или прямую регистрацию положения рабочего органа привода. Косвенная регистрация положения предусматривает использование датчика, установленного на двигателе, а прямая регистрация строится на использовании линейных или круговых датчиков, устанавливаемых непосредственно на рабочем органе. В приводах главного движения рабочим органом является шпиндель, а в приводах подачи рабочим органом является узел перемещения детали (стол) или перемещения инструмента (суппорт с резцедержателем). Следует учесть, что прямая измерительная система обеспечивает большую точность регистрации положения рабочего органа, так как в следящей системе она охватывает обратной связью все элементы привода. Однако такая система требует установки дополнительных механизмов и устройств.

Во-вторых, при проектировании системы привода необходимо решить вопрос об интерфейсе заданного значения скорости и положения – выбрать аналоговое или цифровое управление.

Следует учитывать, что аналоговое управление применяется для приводов без высоких требований к качеству регулирования, точности позиционирования и динамики.

Рассмотрим варианты косвенной и прямой регистрации скорости и положения с аналоговым и цифровым интерфейсами заданного значения.

^ 7.2 Косвенная регистрация положения с аналоговым и цифровым интерфейсами
На рисунке 7.2 показан вариант управления с аналоговым интерфейсом заданного значения и позиционирования привода подачи с управлением от ЧПУ. Для позиционирования используется интерфейс копии импульсного датчика WSG – выход положения ротора на ЧПУ. Имитация датчика двигателя (резольвера) осуществляется через дифференциальные квадратурные синусные (A) и косинусные (B) сигналы согласно RS 485, RS 422 (TTL), а также сигнал референтной метки начала оборота R. Резольвер позволяет получить разрешение с максимальным количеством шагов на оборот 1024х4 = 4096, что соответствует точности датчика  0,12 град.


Рисунок 7.2 – Управление приводом подачи с применением интерфейса WSG для имитации резольвера
На рисунке 7.3 показан вариант управления приводом главного движения с применением инкрементального датчика. Так как точность такого датчика достигает  0,006 град, то число импульсов (шагов) на оборот вала может быть значительно больше. Расчет максимального числа шагов производится по формуле:
,

где – устанавливаемый в приводе коэффициент умножения (0,5, 1, 2, 4), – число штрихов на диске датчика.


^ Рисунок 7.3 – Управление приводом главного движения с интерфейсом WSG имитации инкрементального датчика
Так, например, для штрихов на один оборот получим:

шагов/оборот.

Разделив 360° на полученное число шагов, получим цену одного шага, то есть погрешность измерения угла поворота:

град.

Полученное значение не противоречит норме требований к выбору измерительных устройств, в соответствии с которой погрешность измерительного устройства (в данном случае 0,006 град) должна быть, по крайней мере, в 2 раза меньше требуемой погрешности измерения, равной шагу измерительной системы (0,011 град).

Для позиционирования привода посредством ЧПУ возможен также вариант с использованием опционного датчика.

Пусть, например, нужно создать управление приводом подачи с двигателем 1FT5. Для этого двигателя предусмотрена плата управления с интерфейсом Standard и интерфейсом Komfort. Для управления двигателем в канале обратной связи предусмотрены тахогенератор и датчик угла поворота ротора RLG. Позиционирование осуществляется с помощью опционного инкрементального или абсолютного датчика, присоединенного к ходовому винту и подключенного к устройству ЧПУ. Управление скоростью и положением вала двигателя осуществляется от ЧПУ аналоговым сигналом 10 В. В этом варианте управления точность позиционирования зависит от точности опционного датчика и метода обработки сигнала в ЧПУ.

Конфигурация такого управления приведена на рисунке 7.4.



Рисунок 7.4 – Управление приводом подачи с использованием опционного датчика
Косвенная регистрация положения и скорости перемещения рабочего органа при цифровом управлении приводами подач и главных движений осуществляется принципиально одинаково.

Базовое исполнение системы управления показано на рисунке 7.5.


Рисунок 7.5 – Косвенная регистрация положения и скорости с цифровым интерфейсом

^ 7.3 Прямая регистрация положения с аналоговым управлением
Прямая регистрация положения обеспечивает более высокую точность управления и позиционирования, чем косвенная регистрация, исключая такие эффекты, как неточность изготовления винта, а также люфты и упругие деформации в передаче.

При управлении приводом подачи для прямой регистрации положения целесообразно применять линейные измерительные системы.

На рисунке 7.6 показан вариант построения привода с двигателем 1FK6 и аналоговым интерфейсом заданного значения Standard.


^ Рисунок 7.6 – Конфигурация привода с прямой регистрацией положения линейной измерительной системой
В качестве датчика обратной связи для обеспечения векторного управления двигателем применяется резольвер, а для обеспечения обратной связи по положению используется линейный датчик, сигнал с которого подается на систему ЧПУ. Точность позиционирования зависит от точности датчика и метода обработки в ЧПУ. Так, например, для датчика типа LS 187 фирмы HEIDENHAIN точность составляет 5 мкм. Датчик LS 187 имеет закрытое исполнение, максимальная длина измерения достигает 3040 мм, выходной сигнал инкрементальный (TTL или 1 Vcc).

Если в приводе подачи применен двигатель 1FT5, то для управления этим двигателем вместо резольвера применяется тахогенератор и датчик положения ротора RLG.

При управлении приводом главного движения имеется несколько вариантов прямой регистрации положения и позиционирования шпинделя.

Если не требуется высокая точность, то позиционирование можно произвести с использованием датчиков BERO. Для подключения этих датчиков следует предусмотреть модуль KLEMMEN, который вставляется в гнездо платы управления приводного модуля SIMODRIVE 611 universal. Модуль KLEMMEN позволяет свободно параметрировать функциональность восьми входов и восьми выходов.

Конфигурация привода шпинделя с датчиком позиционирования BERO показана на рисунке 7.7.

Команда на позиционирование подается с ЧПУ. Для управления двигателем 1РН применен инкрементальный датчик с количеством штрихов на диске Z=2048. Так как точность датчика составляет 0,006 град., то точность контроля угла поворота ротора можно увеличить путем умножения числа импульсов датчика на 2048. Следует учесть, что точность датчика BERO зависит от времени его переключения, гистерезиса, времени обработки сигнала в ЧПУ и скорости вращения шпинделя.


Рисунок 7.7 – Позиционирование шпинделя c приводом
При высоких требованиях к точности позиционирования шпинделя вместо датчика BERO следует использовать инкрементальный или абсолютный датчик. Вариант подключения датчика шпинделя показан на рисунке 7.8.


Рисунок 7.8 – Привод главного движения с прямой регистрацией положения шпинделя
Для прямой регистрации положения шпинделя применен инкрементальный датчик, который соединен со шпинделем посредством ременной передачи. При подаче команды позиционирования на плату управления SIMODRIVE 611U производится переключение на внутреннее управление положением по разнице заданного и фактического положения.

В некоторых случаях требуется организовать управление шпинделем, как осью С. Для решения этой задачи необходимо использовать датчик со стандартной дорожкой и дорожкой оси С (положения шпинделя). Графики выходных сигналов такого датчика приведены на рисунке 7.9. Из графиков видно, что стандартная дорожка с сигналами А и В имеет 2048 шагов на оборот (360° угла поворота вала). Дорожка положения шпинделя с сигналами C и D имеет один шаг на оборот, то есть 360 градусов электрического сигнала соответствуют 360 градусов поворота вала. При этом референтная метка R для обеих дорожек одна и та же (на графиках масштаб оси  различен).


Рисунок 7.9 – Графики сигналов инкрементального датчика, поддерживающего режим оси С
В отличие от предыдущей схемы (рис. 7.8) датчик шпинделя подключается не к плате управления, а к устройству ЧПУ, например, в SINUMERIK 840D к измерительной розетке Х131, в SINUMERIK 810D – к разъему измерительной системы Х411.

^ 7.4 Прямая регистрация положения с цифровым управлением
При использовании платы с цифровым управлением сигналы датчиков прямой регистрации положения рабочего органа подаются на плату управления SIMODRIVE.

На рисунке 7.10 показан вариант с использованием датчика BERO для регистрации положения шпинделя (функция BERO для привода подачи не разрешена).


^ Рисунок 7.10 – Управление приводом главного движения с позиционированием посредством датчика BERO
Вместо датчика BERO для прямой регистрации положения может быть применен круговой инкрементальный датчик с выходными сигналами тока (для управления двигателем используются сигналы напряжения 1Vpp). Пример такой схемы приведен на рисунке 7.11.


Рисунок 7.11 – Управление приводом главного движения с прямой регистрацией положения инкрементальным датчиком
Для управления приводом подачи обычно применяются линейные измерительные системы с выходными сигналами напряжения и тока.

На рисунке 7.12 показан пример прямой регистрации положения рабочего органа привода подачи с линейной инкрементальной измерительной системой.


^ Рисунок 7.12 – Цифровое управление приводом подачи с прямой регистрацией положения
Платы с цифровым управлением SIMODRIVE 611D поддерживают также цифровой двунаправленный интерфейс EnDat для измерительных систем производства компании HEIDENHAIN.

На рисунке 7.13 показан вариант подключения абсолютного датчика с интерфейсом EnDat для прямой регистрации положения в приводе подачи.


^ Рисунок 7.13 – Цифровое управление приводом подачи с абсолютным датчиком EnDat
При помощи интерфейса EnDat возможна не только передача значений координат, но и передача других данных, содержащихся в датчиках, их актуализация, изменение и сохранение. Данные передаются синхронно с тактовой частотой, задаваемой управляющей электроникой или таймером. Тип передаваемых данных (значения координат, параметры, результаты диагностики и т.д.) определяется командами.

В абсолютных датчиках с интерфейсом EnDat сигналы положения считываются с двух дорожек, а не с 13, как это производится в классических конструкциях. Считанные сигналы sin/cos обрабатываются и сохраняются в модуле датчика. Передача цифровых данных осуществляется по последовательному интерфейсу с тактовой частотой 2 МГц.
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   16

Похожие:

Конспект лекций iconЭтика курс лекций (на основе книги: Этика (конспект лекций)
Этика (конспект лекций). – М.: «Приор-издат», 2002. Автор-составитель Аристотель. Никомахова этика. Сочинения: в 4-х т. Т. М.: Мысль,...

Конспект лекций iconКонспект лекций для студентов направления 070104 «Морской и речной транспорт»
Конспект лекций рассмотрены и одобрены на заседании кафедры «Судовождение» кгмту

Конспект лекций iconКонспект лекций Утверждено Редакционно-издательским советом в качестве...
Чижов М. И., Юров А. Н. Информатика и информационные системы: Конспект лекций. Воронеж: Воронеж гос техн ун-т, 2003. 148 с

Конспект лекций iconКонспект лекций по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
Безопасность в чрезвычайных ситуациях и гражданская оборона. Конспект лекций. Рубцов Б. Н. М. Миит, 2001

Конспект лекций iconКонспект лекций для студентов сектора второго высшего образования...
Конспект лекций разработан кандидатом экономических наук, доцентом кафедры «Экономическая теория и кибернетика» Одесского государственного...

Конспект лекций iconКонспект лекций по дисциплине "инвестирование"
Конспект лекций по дисциплине «Инвестирование» для студентов экономических специальностей всех форм обучения Сост.: В. М. Гридасов...

Конспект лекций iconКонспект лекций Киров 2010 удк 681. 332
Теория автоматов (часть I). Конспект лекций /Киров, Вятский государственный университет, 2010, 56с

Конспект лекций iconКонспект лекций по дисциплине «Делопроизводство»
Опорный конспект лекций по дисциплине «Делопроизводство» для студентов 2 курса (3 семестр) сгф для направления 101100. 62 «Гостиничное...

Конспект лекций iconКонспект лекций Содержание Введение 4 Тема Экономическая теория:...
Предлагаемый читателям конспект лекций разработан в соответствии с типовой программой дисциплины «Основы экономических теорий» для...

Конспект лекций iconКонспект лекций по философии подготовлен в соответствии с типовой...
Философия : конспект лекций для студентов всех специальностей дневной и заочной форм обучения / сост. А. П. Мядель : Учреждение образования...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов