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利用PLC1200和elmo驅動器對maxon RE40電機的兩種控制方式(PWM(PTO)或者模拟量控制)

elmo驅動器具有很強大的功能,之前隻接觸到ARM闆控制,因需要使用PLC,通過一個月琳琳散散的攻克也隻拿下部分,作為控制電機基本上滿足實驗室需要。關于emlo驅動器的相關電子檔程式設計手冊、硬體介紹和maxon電機的選型、功率等都已經上傳到個人的資源中。

下面是三個連結是手冊資源(部分是全英文的),以及電機調試的方法

elmo驅動器相關的手冊-CSDN下載下傳  https://download.csdn.net/download/qq_34935373/11295091

使用Beaglebone Black發送PWM控制ELMO實驗 - 工大機器人工作室 - CSDN部落格  https://blog.csdn.net/qq_34935373/article/details/86562250

MAXON RE40直流有刷電機在Elmo SimplIQ cello系列驅動器的增益調節 - 工大機器人工作室 - CSDN部落格  https://blog.csdn.net/qq_34935373/article/details/86561909

上面的主要是基于ARM闆beaglebone black作為控制器,下面介紹基于PLC對于電機的兩種控制方式。

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基于西門子PLC1200的PTO(PWM)電機控制

簡單點差別,就是一般的pwm需要自己再單獨設定一個集電極口作為方向,而PTO比pwm更強大,再加上西門子的軸工藝指令,可以實作你所想要的任何軸的操作。

需要軟體博圖,本人使用版本為博圖V14。建立項目,選擇控制器,個人根據自己的訂貨号,此處我選用S7-1200DC/DC/DC

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點選plc_1,右擊屬性,啟用脈沖發生器1,選用PTO(如果使用PWM比較簡單,隻需要在程式中加入脈沖發生器的函數,就可以實作,自己再配置一個方向輸出口,控制方向。)這裡預設的脈沖輸出口是Q0.0,方向輸出口為Q0.1

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下面添加軸工藝的

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設定脈沖發生器

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在正常和急停設定減速時間為0.01。其他的參數預設,本文的重點不是PLC,是驅動器ELMO的使用,是以如果需要HOMING和LIMIT的請參閱别的PLC書籍(推薦深入淺出西門子S7-1200)。或者PLC官網位址,下面的連接配接是PLC的視屏教學,運動控制部分與本文有重複部分(http://www.ad.siemens.com.cn/service/elearning/series/2.html)。

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編寫PLC程式(此處使用按照輸入的速度參數進行運作,預設參數為10)

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這裡的兩個置位操作是實作上升沿功能,M1.0和M1.1是開關的。

後面需要使用變量表來控制傳值,實作PLC線上控制,這部分隻是請自行學習。下面我要開始介紹,PLC、驅動器?電機的接線了。

二、硬體連線

2.1 使能端口J1連線

引腳3接阻值大于10千歐的電阻後接入+24V,引腳9接地。其中引腳3和使能程式 IB[18]  是對應的。

2.2 PWM輸入端口Feedback B

按如圖2所示接。

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                                        圖2  PWM輸入接發

由于有輸入電壓要求,是以需要電平轉換,選用24V轉5V的轉換子產品(ZKT-10XN4),如圖3所示。其中輸入端X1+接PLC的Q0.0脈沖,X2+接PLC的Q0.1方向,X1-和X2-短接後接地(24V負極);輸出端的+U和-U分别接+5V和0V(為轉換子產品供電),Y1和Y2分别接ELMO驅動器的Feedback B口的引腳1和引腳3。Feedback B的引腳9接地(5V負極)。

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                                          圖3 電平轉換子產品

2.3 Feedback A端口與編碼器接法

接線子產品如圖4所示。其中紅色線對應着電機編碼器1号引腳,依次往下,共10線,具體對應引腳含義請參考相應的編碼器手冊。接法如下:

電機編碼器端                      Feedback A端

1                                 不接線

2                                  4

3                                  3

4                                 不接線

5                                  5

6                                  6

7                                  14

8                                  15

9                                  7

10                                 8

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                                                                  圖4 編碼器接線子產品

2.4 其餘子產品接法

ELMO驅動器供電子產品:VP+引腳接+24V、PR引腳接0V

電機與驅動器連接配接子產品:M3引腳接電機+、M2引腳接電機-

子產品如圖5所示。

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                  圖5 電源與電機子產品

具體調試部分不做講解,使用PLC監控表實作啟動和脈沖發生器的使能,通過傳遞數值可以改變速度數值大小,不過速度數值每次更新,需要重新使用上升沿重新激活速度控制指令。同時注意速度值為real型,整形需要轉換才行,不然電機不轉動。

*************************************************************可愛的我再次出現***************************************************************

基于西門子PLC1200的模拟量電機控制

PLC模拟輸出需要自己再增加額外的模拟量輸出子產品,這裡拖拽選種的型拖至2号槽口,完成!

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選中2号槽的子產品,右擊屬性,檢視模拟量的通道位址。

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編寫程式,通過修改參數MW3的值改變模拟量輸出的電壓大小。

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上面是模拟量子產品的接線圖,下面是模拟量輸入和輸出的對應關系,實測誤差在0.04V左右,滿足基本需求。

這個電壓的輸出曲線還是挺有意思,一開始随着16#的數字增大而增大,電壓從0V增大至11.759V(16#7EFF)以後,斷電保護,報錯超出範圍,(16#7F00到80FF之間都是這個狀态,除去兩點&16#7FFF和16#8000,兩點為0V),然後8100到FFFF,随着數值的增大,電壓從-11.759V逐漸增大到0V。

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硬體部分:

這裡使用模拟量控制需要修改前面電機調試後的一些參數。驅動器調節完畢後,回到terminal界面時候

驅動器增益調節結束後,在調試界面(如圖1.a),分别輸入RM=1;YA[4]=0的時候修改為YA[4]=4;

如果你按照之前的調試完,也可以再次輸入YA[4]=4。如果不确定,可以直接輸入YA[4],會出現驅動器設定的參數,

(這裡插一句:模拟量控制的好處就是,FeedBackB口可以輸出電機的編碼器值,不需要再加另外的驅動器,PWM控制,實際上使用了兩個編碼器,一個是電機自帶的,一個是外加的。)

然後打開右側的Analog Input的選項欄, Operating Mode 選擇Analog Velocity,下面設定1V電壓對應多少的轉速,這裡需要根據減速器的比例和實際自己需要的最大速度,自行計算。此處使用實驗室經驗資料 477.7r/min。

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利用PLC1200和elmo驅動器對maxon RE40電機的兩種控制方式(PWM(PTO)或者模拟量控制)

下面介紹硬體接線,和PWM不同的主要是FeedBack B 口和 J2口。(PWM使用了feedback B 口 feedback A口和J1口,未使用J2口) 。

模拟量控制時候四個口都使用了,其中Feedback A 和J2使能都是相同的,J1口用于接受模拟量控制,采用驅動器的analog 1口,

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可以從上表看到5針接模拟量+輸出口,10針接模拟量-口。

下面介紹feedback B接口,feedback B 将驅動器從 FeedBack A 采集到編碼器資訊通過轉發值你想要采集的控制器口。

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好了,建議測試前先檢驗PLC的輸出電壓是否合理,以免損壞驅動器,畢竟ELMO驅動器太貴了。。。。

上傳了PTO測試程式在資源處,不過還在稽核中,故沒有貼連結,有需要自行檢視。

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