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基三相混合步进电机于嵌入式PC与EtherCAT本领完成步进电机运动独揽体系的

作者:澳门网上平台 来源:澳门网上开户 时间:2019-12-02 点击:

  以性价比高,及时成绩好,不需求高贵的反应编制著称,该编制中采用了一千众个步进电机来达成对光束的准直。神光原型采用管制卡管制大方步进电机,管制卡管制步进电机没有负载处所的反应信号,及时成绩差,挫折定位卓殊麻烦;试验中采用(Progmable Logic Controller,可编程逻辑管制器)管制这些电机牢靠性好,但管制少量步进电机时较量方便,管制大方步进电机通常序繁复,接线繁复,本钱高,调试麻烦。最终计划采用德邦Beckhoff公司的主动化产物,如嵌入式管制器,现场总线、步进电机总线端子等兴办管制电机,该计划具有本钱较低、操作简洁、占用空间小等便宜,也降低了编制的本能和牢靠性,现已通过试验和评审进入调试阶段。

  电控编制的总体计划思思为:管制编制计划应离别知足现场独立管制与长途凑集管制,各子编制具备对编制各种兴办的状况实行及时监测的功效,囊括挫折定位检测和报警;具备对编制各兴办实行参数筑树、参数搜集、erCAT本领完成步进电机运动独揽体系的存储、经管等功效。主控盘算推算机位于主管制室内,通过1 000 Mb/s光纤汇集与分控盘算推算机通讯,分控盘算推算机通过光纤互换机与管制兴办采用工业以太网通讯,其汇集拓扑图如图1所示。

  采用基于嵌入式PC的模块化运动管制器,型号为CX1020,运动管制器自己集成双,个中一个向上连绵到现场工业以太网,授与运动管制的挪用指令,另一个能够动作当地调试的汇集接口。运动管制器、运动管制汇集接口部件、步进电机驱动器通过硬及时的超高速以太网EtherCAT(Ethernet for Controland AutomationTechnology)组成运动管制汇集编制,采用EtherCAT庖代以往的现场总线传输本事,能够明显淘汰管制编制CPU的负荷,并且无需任何智能主站卡,适合凑集式与散布式管制编制。

  终局端子与底层EtherCAT总线相连,正在本机架内总线耦合器通过K-Bus总线接口连绵电机驱动总线,步进电机直接连绵正在这两个端子上,假使行使KL2541端子,还需求正在机架上安置数字输入端子KL1002,用于接人步进电机限位信号,终末正在机架终局布置BK9010总线终端端子。

  每级机架上总线的另一汇集端口向下递次级联另一机架上的总线耦合器,终末从管制器到各级机架汇集节点变成一个总线型的管制汇集拓扑组织。KL2531和KL2541是步进电机总线 kHz的脉冲,能够各带一个步进电机。步进电机总体管制架构如图2所示。

  电机管制编制首要由控驯服务器、运动管制器、电源模块、Ethernet互换数据的通信模块和总线端子等构成。

  EtherCAT是与PC管制本事相完婚的通信编制,以Beckhoff开辟的及时工业以太网处分计划,其特色是本能杰出、操作简洁。该本事采用圭臬的以太网帧,援救因特网本事。以太网能够直接来到端子,以太网历程接口能够从2位扩展到64个字节;350μs经管12 000个数字量I/O;100μs经管100个电机轴等。EtherCAT适合于众种汇集拓扑组织,可用于兴办管制、机械人、嵌入式编制、楼宇主动化、运输编制等。

  步进电机史乘长久,发作力好,便于管制而且扭矩大,正在管制范畴内拥有相当紧张的身分。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的推行机构。当步进驱动器接纳到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的宗旨转动一个固定的角度(称为“步距角”)。它的挽救是以固定的角度一步一步运转的。能够通过管制脉冲个数来管制角位移量,从而抵达切实定位的宗旨。同时能够通过管制脉冲频率来管制电机转动的速率和加快率,从而抵达调速的宗旨。咱们采用北京四通的两相混杂式步进电机,型号为28BYG250C,步距角为0.9/1.8,静态相电流0~7 A,依旧转矩0.065 N/m,定位转矩0.005 N/m,基三相混合步进电机于嵌入式PC与Eth转动惯量12 gcm2。

  KL2531和KL2541是集成的步进电机管制器,是Beckhoff产物顶用于古代驱动器高性价比的产物。KL2531和KL2541均能够供应和小型伺服驱动器左近似的本能,供应了最大64个最大中央步,并供应一块20 kHz的脉冲,一块脉冲驱动一台步进电机。KL2531总线端子用于较低本能场面,该端子是为方便的整合到24 V直流电压管制编制而计划的,每相尖峰电流1.5 A。KL2541能够供应高达5 A的最大电流,可能驱动扭矩高达5 Nm的步进电机。端子的输出阶段,有以温渡过高警报而且合断的体式的过载偏护,同时另有短道偏护功效,诊断数据能够通过管制器的历程映像区来赢得,自带两道高速输入通道,神速切实纪录如今处所,或达成急停功效。输出脉冲能够通过“EnableBit”启动,电机的电流能够通过参数值来实行设定。对电机的设备能够通过软件来完工,如此总线端子能容易的实行退换,并且参数能够存储或者被改变到下一个工程,无需通过电位器或者指拨开合来设定。

  Beckhoff公司基于PC平台的及时核本事能够将装配了Microsoft公司WindowsNT/2000/XP/XP嵌入式操作编制的一般PC和Beckhoff公司的嵌入式管制编制CX1000改制为具有及时本事的PC管制器。Beckhoff公司基于PC平台的及时核本事通过与3S公司供应的TwinCAT编程处境相纠合,以及编制执掌器对Beckhoff公司各样I/O兴办的驱动序次相纠合,使TwinCAT CP、I/O、PLC、PTP和NCI组成了一套完美的基于PC平台的及时管制器处分计划。

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  该计划计划仍旧通过测验阶段进入正式调试阶段,正在该历程中,能够发觉倍福产物有良众便宜,占用的空间小。现场总线端子的首要特色是性价比高,质料牢靠,组织紧凑,坚实耐用,并且装配和接线卓殊便利。EtherCAT本事具有高度的通用性,基于EtherCAT的编制能够大大缩短研发速率。

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