---------上海蔻湘自動(dòng)化設(shè)備商行本著“以人為本、科技先導(dǎo)、顧客滿意、持續(xù)改進(jìn)”的工作方針，致力于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)、工程配套和系統(tǒng)集成，擁有豐富的自動(dòng)化產(chǎn)品的應(yīng)用和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及雄厚的技術(shù)力量，尤其以 PLC復(fù)雜控制系統(tǒng)、傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用、伺服控制系統(tǒng)、控備品備件、人機(jī)界面及網(wǎng)絡(luò)/軟件應(yīng)用為公司的技術(shù)特長，幾年來，上海蔻湘在與德國 SIEMENS公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)部門的*緊密合作過程中，建立了良好的相互協(xié)作關(guān)系，在可編程控制器、交直流傳動(dòng)裝置方面的業(yè)務(wù)逐年成倍增長，為廣大用戶提供了SIEMENS的技術(shù)及自動(dòng)控制的解決方案。

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基于CANOpen總線技術(shù)的多軸運(yùn)動(dòng)控制數(shù)字交流伺服系統(tǒng)

時(shí)間:2014-07-29 來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載編輯:編輯部點(diǎn)擊:次字體設(shè)置: 大中小

多電機(jī)伺服控制廣泛應(yīng)用于各種電力傳動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，如配料、傳動(dòng)等生產(chǎn)過程。伺服系統(tǒng)中電機(jī)控制性能和多電機(jī)間協(xié)調(diào)控制的好壞直接影響生產(chǎn)過程的質(zhì)量，如何高效管理、方便應(yīng)用、實(shí)時(shí)控制是多電機(jī)伺服系統(tǒng)生產(chǎn)領(lǐng)域亟待解決的首要問題。因此，本文提出一種基于CANOpen總線技術(shù)的多軸運(yùn)動(dòng)控制數(shù)字交流伺服系統(tǒng)。現(xiàn)場總線技術(shù)解決了傳統(tǒng)總線插板I/O模塊多，干擾嚴(yán)重、系統(tǒng)軟件編寫復(fù)雜、系統(tǒng)硬件兼容性差等問題。大大減輕了現(xiàn)場信號連接的繁瑣與費(fèi)用，提高了信號傳輸?shù)木扰c靈活性，給安裝、調(diào)試和維護(hù)帶來諸多方便，為現(xiàn)場用戶帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，代表著自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)重要方向。

一、CANOpen總線簡介

CAN的主要技術(shù)特點(diǎn)有:

　　1.是一種多主總線，網(wǎng)絡(luò)上任一個(gè)節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，多主站依據(jù)優(yōu)先機(jī)制進(jìn)行總線訪問;

　　2.非破壞性基于優(yōu)先權(quán)總線仲裁技術(shù)采用非破壞性基于優(yōu)先權(quán)總線仲裁技術(shù)結(jié)構(gòu)，大大節(jié)省總線沖突仲裁時(shí)間，在重負(fù)荷下表現(xiàn)出良好性能;

　　3.具有多種傳送數(shù)據(jù)功能，具有點(diǎn)對點(diǎn)，一點(diǎn)對多點(diǎn)（成組）及全局廣播傳送數(shù)據(jù)功能;

　　4.節(jié)點(diǎn)數(shù)目多，直接通訊距離zui遠(yuǎn)可達(dá)10km（傳輸速率為5k ），zui高通訊速率可達(dá)1M （傳輸距離為40m）;

　　5.可靠性高，數(shù)據(jù)鏈路層采用短幀結(jié)構(gòu)，實(shí)時(shí)性高，糾錯(cuò)效果好，每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其它校驗(yàn)措施，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率低，可靠性高;

　　6.故障自動(dòng)判別，發(fā)送期間若丟失仲裁或因出錯(cuò)而遭破壞的幀可自動(dòng)重發(fā)，暫時(shí)錯(cuò)誤和*性故障節(jié)點(diǎn)判別及故障節(jié)點(diǎn)自動(dòng)脫離CAN總線。

　　CANOpen是基于CAN總線的的協(xié)議，屬于CAN的應(yīng)用層協(xié)議，具有CAN總線的全部特點(diǎn)，同時(shí)也給用戶提供了方便的接口，使用用戶使用起來更加方便快捷。

二、泓格CANOpen產(chǎn)品

　　泓格公司I-87123是CANOpen總線主站模塊，可以搭配泓格控制實(shí)現(xiàn)CANOpen總線控制。產(chǎn)品外觀如下：

I-87123產(chǎn)品外觀圖

圖二 I-87123產(chǎn)品外觀圖

三、總線式運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方案

　　I-87123通過CANOpen總線控制施耐德伺服驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)伺服同動(dòng)，位置控制，速度控制等，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)降低了用戶的成本。

結(jié)論語

　　隨著IT革命的風(fēng)起云涌，快捷的通信提高了信息交流和商務(wù)運(yùn)行的節(jié)奏，人類社會(huì)步入了快速運(yùn)轉(zhuǎn)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化早已不是廣告宣傳的噱頭，而是作為一種思維意識深深地進(jìn)入我們的生活。為適應(yīng)一般用戶簡易、快捷的信息交換要求?；诂F(xiàn)場總線的運(yùn)動(dòng)控制使用了簡便的連接方法和通用的連接器，大幅地省卻了配線費(fèi)用和時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了省配線的多軸控制系統(tǒng)。提高了系統(tǒng)的可靠性、通用性、經(jīng)濟(jì)性。由于命令的參數(shù)化，取消了以往的速度/轉(zhuǎn)矩指令用D/A轉(zhuǎn)換器和指令脈沖發(fā)生器，使伺服控制系統(tǒng)抗干擾性更強(qiáng)，更簡單化。

一、矩頻特性不同

　　伺服馬達(dá)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，所以其zui高工作轉(zhuǎn)速一般在300～600RPM。松下伺服電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速(一般為2000RPM或3000RPM)以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。

　　二、低頻特性不同

　　伺服馬達(dá)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動(dòng)頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種伺服馬達(dá)的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)安川伺服馬達(dá)工作在低速時(shí)，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加阻尼器，或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等。

　　松下伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。松下伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機(jī)械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能(FFT)，可檢測出機(jī)械的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)調(diào)整。

　　三、過載能力不同

　　伺服馬達(dá)一般不具有過載能力。松下伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力。

　　四、運(yùn)行性能不同

　　伺服馬達(dá)的控制為開環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問題。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器可直接對電機(jī)編碼器反饋信號進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)伺服馬達(dá)的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。

松下伺服電機(jī)