三墾VM05變頻器在定位控制中的應用

在控制領域，有以負載的位置或角度等為控制對象，如：

控制方式 用途
運轉時的位置控制 機床、機器人、雷達天線等
停止時的位置控制 電梯、起重機械、調節風門、行車等

以前這些場合大都由伺服電機和伺服電機控制器來完成位置控制。隨著通用變頻器技術的發展，在位置控制中交流變頻傳動得到了越來越廣泛的應用。三墾在這方面做了有益的嘗試。

一、位置控制的共同特點：
· 從簡單到高級，根據目的有各種控制方式。（開環位置控制、手動決定位置、閉環位置控制）；
· 控制對象的位置以轉速積分的形式變化；
· 即使不在負載上直接裝設位置傳感器，多數場合僅由電機的旋轉角也可高精度地推定位置；
· 需要可逆運轉


二、閉環位置控制的方法：
下圖是具有速度反饋環的位置控制。對變頻器不給出直接的位置指令，而是輸入脈沖列。此脈沖數的累積值作為位置指令，增大此位置指令時在正轉輸入加脈沖列，減小時在反轉輸入加脈沖列。控制此輸入脈沖列的累積值和PG的反饋脈沖列的累積值，使他們一致。





以正轉為例。將指令輸入的脈沖（在計數器內用作加法）和PG的反饋脈沖（在計數器內作減法）在同一計數器內時時刻刻地作計算，以計數器的累加值作為速度指令。因此，一達到目標位置，計數器的累積值就剛好為零，電機就停止在該位置上。另外，計數器的累積值變得很小時，從決定位置判斷回路發出決定位置完了信號，通知位置控制結束。

在這種用途中，PG產生兩個具有90°相位差的脈沖序列，監視這兩個脈沖信號上升的順序可以判別正反轉。還有電機每轉一圈，在特定的轉子位置上產生顯示器脈沖，可以用作位置原點的確定。

ＰＧ的反饋脈沖在進入計數器前要通過遞減回路。在遞減回路把PG的脈沖列分頻為整數分之一，目的是改變對于１個輸入脈沖的位置變化量（增益）。所以，如果分頻為１／n，對于一個輸入脈沖PG要n個脈沖電機才旋轉。


三、應用實例：
現使用Samco－VM05的定位控制（Point to Point控制）功能，在江蘇某銅管生產企業生產線上代替伺服系統，達到了在滿足工藝條件的基礎上降低成本的目的。


1、系統構成：

2、編碼器（PG）為開路集電極輸出，與SB-PG基板接線如下：

3、參數設定如下：
代碼 說明 代碼 說明
Cd001=2 外部外部端子 Cd053 與電機參數匹配
Cd071=4 位置控制 Cd088=0.5 P增益
Cd089=0.1 I增益 Cd604=1 PG脈沖倍增數
Cd605=2 開路集電極輸出 Cd606=2 位置控制增益
Cd609=1 位置控制高速化 Cd610=0 Cd611脈沖數設定
Cd611=10000 指令值 Cd618=500 PG脈沖數
Cd630=56 FR+CCL Cd631=57 RR+CCL
Cd131=10 最短運行時間10s

僅為變更代碼.
4、時序圖：

四、總結：
１、位置控制很大程度上依賴于反饋脈沖的正確性，必須首先解決脈沖的問題。否則會發生運行中電流大，反饋轉速顯示波動大，電機運轉不平穩等現象。
3、通常先進行閉環速度控制的調節，Cd088、Cd089調整至合適值，再進行位置控制Cd606的調節。
2、電機和變頻器都應良好接地，防止干擾。
4、根據工藝要求，也可以由PLC給出指令脈沖序列，進行連續路徑控制（Continue Path Control）。