【正文】 60mm；額定輸出功率： 200W；鍵槽無剎車無油封；標(biāo)準(zhǔn)軸頸）電機。 伺服硬件安裝 安裝方向必須依規(guī)定，否則會造成故障原因。為了使冷卻循環(huán)效果良好，安裝交流伺服驅(qū)動器時，其上下左右與相鄰的物品和擋板必須保持足夠的空間，否則會造成故障原因。交流伺服驅(qū)動器在安裝時其排氣孔不可封住 ，也不可傾倒放置，否則會造成故障。安裝示意如圖 1所示。 圖 1 安裝示意圖 為了使散熱風(fēng)扇能夠有比較低風(fēng)阻有效的散熱，請使用者遵守一臺與多臺交流伺服驅(qū)動器安裝的距離建議。 伺服電機控制實驗裝置設(shè)計 電氣設(shè)計 3 周邊裝置配線 安裝注意事項： （ 1）檢查 R、 S、 T與 L L2的電源和接線是否正確。 （ 2）確認(rèn)伺服電機輸出 U、 V、 W 端子相序接線是否正確，接線電機可能不轉(zhuǎn)或亂轉(zhuǎn)。 （ 3）使用外部回生電阻，需要 P、 D 端開始，外部回生電阻應(yīng)接于 P、 C 端，若使用內(nèi)部電阻時，則需將 P、 D端短路且 P、 C端開路。 （ 4）異警或緊急停止時，利用 ALARM 或者是 WARM 輸出將電磁接觸器（ MC）斷電，以切斷伺服驅(qū)動器電源。周邊裝置接線如圖 2 所示。 圖 2 周邊裝置接線圖 單項電源接線 伺服驅(qū)動器電源接線法分為單項和三相兩種，單項僅容許用于 及以下機種，圖中， Power ON 為 a接點， OFF 與 Alarm Processing 為 b接點。 1MC/x 為電磁接觸器線圈， 1MC/a 為斷電保持， 1MC 為主回路電源接點。“金”字號試驗臺采用單項電源接線法，如圖 3所示。 伺服電機控制實驗裝置設(shè)計 電氣設(shè)計 4 圖 3 單項電源接線法（ 400W及以下適用） CN I/O 接線器端 子 Layout CN1 接線器（公）背面接線端如圖 4 所示。 圖 4 CN1接線器（公）背面接線端 脈沖命令輸入接線 在“金”字號實驗臺具體連接方式如圖 5所示。 圖 5 PLC與伺服驅(qū)動器脈沖連接圖 伺服電機控制實驗裝置設(shè)計 電氣設(shè)計 5 標(biāo)準(zhǔn)模式接線方式 伺服驅(qū)動器標(biāo)準(zhǔn)接線有位置（ Pt）模式、位置（ Pr）模式、速度模式、扭矩模式?？梢允顾欧姍C在不同的模式下接受相應(yīng)的命令，以完成精確的定速，定位。 位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動速度的大小，通過脈沖的個數(shù)來確定轉(zhuǎn)動的角度，也有些伺服可以通過通訊方式 直接對速度和位移進行賦值。由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴(yán)格的控制，所以一般應(yīng)用于定位裝置。 位置模式標(biāo)準(zhǔn)接線如圖 7 所示。 圖 6位置（ Pt）模式標(biāo)準(zhǔn)接線 伺服電機控制實驗裝置設(shè)計 電氣設(shè)計 6 圖 7 位置（ Pr）模式標(biāo)準(zhǔn)接線 速度控制模式是 通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都進行轉(zhuǎn)動速度的控制，在有上位控制裝置的外環(huán) PID控制時速度模式也可以進行定位，但必須把電機的位置信號或直接負載的位置信號給上位反饋以做運算用。位置模式也支持直接負載外環(huán)檢測位置信號，此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉(zhuǎn)速，位置信號就由直接的最終負載端的檢測裝置來提供了， 這樣的優(yōu)點在于可以減少中間傳動過程中的誤差，增加整個系統(tǒng)的定位精度。速度模式標(biāo)準(zhǔn)接線如圖 8所示。 伺服電機控制實驗裝置設(shè)計 電氣設(shè)計 7 圖 8 速度模式標(biāo)準(zhǔn)接線 轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設(shè)定電機軸對外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小，具體表現(xiàn)為例如 10V 對應(yīng) 5Nm 的話，當(dāng)外部模擬量設(shè)定為 5V 時電機軸輸出為 :如果電機軸負載低于 時電機正轉(zhuǎn)，外部負載等于 時電機不轉(zhuǎn)，大于 時電機反轉(zhuǎn)（通常在有重力負載情況下產(chǎn)生）?？梢酝ㄟ^即時的改變模擬量的設(shè)定來改變設(shè)定的力矩大小，也可通過通訊方式改變對應(yīng)的地址的數(shù) 值來實現(xiàn)。應(yīng)用主要在對材質(zhì)的受力有嚴(yán)格要求的纏繞和放卷的裝置中，例如饒線裝置或拉光纖設(shè)備，轉(zhuǎn)矩的設(shè)定要根據(jù)纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質(zhì)的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改變。 扭矩模式標(biāo)準(zhǔn)接線圖如圖 9所示。 伺服電機控制實驗裝置設(shè)計 電氣設(shè)計 8 圖 9 扭矩模式標(biāo)準(zhǔn)接線 伺服驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置 參數(shù)定義分為下列五大群組，通訊地址分別由群組字符及二參數(shù)字符的十六位組合而成，參數(shù)群組定義如下 (金字號實驗臺伺服驅(qū)動器實際參數(shù)設(shè)置見 )： ? P0xx 監(jiān)控參數(shù) ? P1xx 基本參數(shù) ? P2xx 擴展參數(shù) ? P3xx 通訊參數(shù) ? P4xx 診斷參數(shù) 伺服電機控制實驗裝置設(shè)計 電氣設(shè)計 9 可編程控制器 PLC 可編程控制器也叫工控機，（即：工業(yè)控制計算機）是家庭計算機的上位計算機，也叫 PLC 機。定義是 PLC是一種數(shù)字操作系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計的。目前， PLC 在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè) 。按 輸出接線 分 PLC 有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出 3 種形式 。鑒于“金”字號試驗臺目的在于進行伺服控制設(shè)計，特選用臺達 EH（晶體管） PLC。 DVP40EHOOTS 系列為 高速精密定位主機 ； 主機點數(shù)： 40； 最 大 I/O點數(shù)： 512 點 ；程序容量： 16KSteps； 指令執(zhí)行速度： S（基本指令） ； 通訊端口：內(nèi)置 RS－ 232與 RS－ 485，兼容 MODBUSASCII/RTU 通訊協(xié)議 ； 數(shù)據(jù)存儲器： 10000 字符 ； 檔案存儲器：10000 字符 ； 高速脈沖輸出： 20 與 32 點數(shù)機種支持 2點 200kHz(YO,Y2)。40 點數(shù)機種支持 2組 AB相 200kHz 脈沖輸出（ Y0， Y1）（ Y2， Y3），與 2點 200kHz 脈沖輸出（ Y4， Y6） ；內(nèi)置四組硬件高速計數(shù)器 ； 應(yīng)用范圍：高速三軸伺服焊接機﹑高速裁板機﹑棒材送料機﹑生產(chǎn)線分散監(jiān)控 系統(tǒng)等 。 DVP40EH 系列 PLC 硬件安裝 DIN 鋁軌的安裝方法 適合 35mm 的 DIN 鋁軌，主機欲掛于鋁軌上時，先將 PLC 下方的固定塑料片壓入，再將 PLC 由上方掛上再往下壓即可。欲取下 PLC 時， PLC 底部下的固定塑料片，以起子插入凹槽，向上撐開即可，該固定機構(gòu)塑料片為保持型，當(dāng)所有的固定片撐開后，再將PLC 往外取出。 直接鎖螺絲方式 請依產(chǎn)品外型尺寸并使用 M4 螺絲。 PLC具體尺寸如圖 10所示。 圖 10 EH40PLC尺寸圖 PLC 安裝時，請裝配與封閉的控制箱內(nèi)，應(yīng)保持四周各有不少于 50mm 的空間，以確保 PLC散熱能正常。 伺服電機控制實驗裝置設(shè)計 電氣設(shè)計 10 DVP40EH 系列 PLC 配線連接 （ 1）電源端輸入配線 DVPEH 系列 PLC 電源輸入為交流輸入，在使用上應(yīng)注意下列事項： ① 交流電源輸入電壓，范圍寬度（ 100VAC~240VAC），電源請接于 L、 N兩端，如果將 AC110V 或 220V 接至 +24V 端或輸入端，將造成 PLC嚴(yán)重損壞，請使用者特別注意。 ② 主機及 I/O 擴展機得交流電源輸入時請同時作 ON或 OFF 的動作。 ③ 主機的接地端使用 以上的電線接地。 ④ 當(dāng)停電時間低于 10ms 時， PLC 不受影響繼續(xù)運行，當(dāng)停電時間過長或電源電壓下降將使 PLC 停止運行，輸出全部 OFF，當(dāng)電源回復(fù)正常時， PLC 也自動回復(fù)運行。（ PLC內(nèi)部具有停電保持的輔助繼電器及內(nèi)存器，使用者在作程序設(shè)計規(guī)劃時應(yīng)特別注意使用）。 電源接線端如圖 11所示。 圖 11 電源接線圖 （ 2）輸入點配線 輸入點信號為直流電源 DC 輸入，接點如圖 12 所示。 圖 12 輸入點配線圖 （ 3）輸出點配線 DVP 系列 PLC 晶體管輸出模塊如圖 13 所示。 伺服電機控制實驗裝置設(shè)計 電氣設(shè)計 11 圖 13輸出點配線圖 ① 直流電源供應(yīng)； ② 緊急停止； ③ 電路回路保護用保險絲； ④ 空端子； ⑤ 因晶體管模塊輸出均為開集極輸出（ Open Collector），若 Y0 設(shè)置為脈沖串輸出（使用 PLSY 指令），為確保晶體管模塊能夠動作正常，其輸出提升電阻，必須維持輸出電流大于 。 ⑥ 因晶體管模塊輸出均為開集極輸出（ Open Collector），若 Y0 設(shè)置為脈沖串輸出（使用 PLSY 指令），為確保晶體管模塊能夠動作正常，其輸出提升電阻，必須維持輸出電流大于 。 ⑦ 互斥輸出：利用外部電路形成互鎖，配合 PLC 內(nèi)部程序，確保任何異常突發(fā)狀況發(fā)生時，均有安全的保護措施。 WPLSoft 軟件 WPLSoft為臺達電子 可編程序控制器 DVP系列在 WINDOWS操作系統(tǒng)環(huán)境下所使用之程序編程軟件。 WPLSoft 除了一般 PLC 程序的規(guī)劃及 WINDOWS 的 一般編輯功能（例如：剪切、粘貼、復(fù)制、多窗口??）外，另提供多種中 /英文批注編輯及其它便利功能（例如：寄存器編輯、設(shè)定、文件讀取、存盤及各接點圖標(biāo)監(jiān)測與設(shè)定等等 ? ）。安裝要求如表 1所示。 表 1 WPLSoft安裝要求 伺服電機控制實驗裝置設(shè)計 電氣設(shè)計 12 參數(shù)設(shè)置 根據(jù) PLC 技術(shù)手冊， PLC 通訊參數(shù)需要按照一下內(nèi)容設(shè)定，確保 PLC 的通訊正常，具體參數(shù)如圖 14 所示。 圖 14 PLC通訊參數(shù)設(shè)置 人機界面監(jiān)控 人機界面（ Human– Machine Interaction，簡稱 HMI），是人與計算機之間傳遞、交換信息的媒介和對 話接口，是計算機系統(tǒng)的重要組成部分。是指人和機器在信息交換和功能上接觸或互相影響的領(lǐng)域或稱界面所說人機結(jié)合面，信息交換，功能接觸或互相影響，指人和機器的硬接觸和軟觸，此結(jié)合面不僅包括點線面的直接接觸，還包括遠距離的信息傳遞與控制的作用空間。人機結(jié)合面是人機系統(tǒng)中的中心一環(huán)節(jié)，主要由安全工程學(xué)的分支學(xué)科安全人機工程學(xué)去研究和提出解決的依據(jù)，并過安全工程設(shè)備工程學(xué)，安全管理工程學(xué)以及安全系統(tǒng)工程學(xué)去研究具體的解決方法手段措施安全人機學(xué)。它實伺服電機控制實驗裝置設(shè)計 電氣設(shè)計 13 現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。 凡參與人機信息交流的領(lǐng)域 都存在著人機界面。現(xiàn)在大量運用在工業(yè)與商業(yè)上，簡單的區(qū)分為 “ 輸入 ” （ Input）與 “ 輸出 ” （ Ouput）兩種，輸入指的是由人來進行機械或設(shè)備的操作，如把手、開關(guān)、門、指令 (命令 )的下達或保養(yǎng)維護等，而輸出指的是由機械或設(shè)備發(fā)出來的通知，如故障、警告、操作說明提示等，好的人機接口會幫助使用者更簡單、更正確、更迅速的操作機械，也能使機械發(fā)揮最大的效能并延長使用壽命，而目前市面上所指的人機接口則多界狹義的指在軟件人性化的操作接口上。 “金”字號試驗臺使用一臺型號為 DOPA57BSTD（機種：臺達 A 系列；面板尺寸 ： 吋顯示器；面板類型： 8色灰度藍白 STN；控制界面：觸控面板；電源： DC+24V）觸摸屏 人機界面硬件安裝 人機界面的安裝如圖 15所示。 圖 15 人機界面安裝尺寸 ScreenEditor 軟件 人機界面編輯軟件 Screen Editor 提供方便好用的模擬功能，使用者可于人及程序的設(shè)計過程中，先行于電腦端進行程序模擬動作與除錯。而在人機軟件里提供兩種模擬功能，分別為離線模擬與線上模擬。當(dāng)使用者編輯與編譯完人機的程序后，直接使用電腦（不連接控制器）進行模擬人機畫面動作是否正確 。當(dāng)使用者編輯與編輯完人機的程序后，直接使用電腦連接控制器，先行模擬人機動作是否正確。 Screen Editor 軟件安裝要求如表 2所示。 左圖尺寸單位： mm 伺服電機控制實驗裝置設(shè)計 電氣設(shè)計 14 表 2 ScreenEditor軟件安裝要求 DeltaVFDB 系列變頻器 變頻器的英文譯名是 VFD（ Variablefrequency Drive），變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實現(xiàn)對交流異步電機的軟起動、變頻調(diào)速、提高運轉(zhuǎn)精度、改變功率因素、過流 /過壓 /過載保護等功能。 VFDB 系列變頻器為臺達高機能 ， 是新一代高功能無感測 向量型交流電機驅(qū)動器。具有功能齊全、調(diào)速精度高、穩(wěn)定性好及可應(yīng)用范圍廣等特點。可廣泛應(yīng)用于建筑、石化、冶金、鋼鐵、能源、電力、樓宇、環(huán)保等國民經(jīng)濟各行各業(yè)。 本設(shè)計使用一臺型號為 VFD007B43A（ VFDB系列； 1HP；適用最大電機 ；輸入電壓： 230V3PHASE； A版本）變頻器。 臺達變頻器跟 PLC 一樣有不同的系列，在使用時要選用適合自己設(shè)計要求的產(chǎn)品，我此次設(shè)計使用的是 VFDB系列的。在使用時要仔細看它的配線圖，不要接錯線，不然會燒壞變頻器。下面我簡單的對幾個重要 的端子介紹一下： R,S,T(R/L1， S/L2， T/L3)為商用電源輸入端，根據(jù)你的需要接電源。 U,V,W（ U/T1， V/T2， W/T3）為交流電機驅(qū)動器輸出與感應(yīng)電動機接續(xù)。 P1， P2 為功率改善 DC電抗器連接端，安裝時請將短路片拆除， PB,P2/B1B2，剎車電阻連接端子，請依選用表選購， P2N,P2/B1N剎車制動模組選擇端。常用的控制端子為： FWD（正轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn) 停止指令）， REV（反轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn) 停止指令），JOG（寸動運轉(zhuǎn) 停止指令）， EF（外部異常輸入）， TRG（外部計數(shù)輸入） [6]。認(rèn)真閱讀說明