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1.5.4 单速运行模式分析

1.单速定位运行模式分析

当电动机驱动执行机构以一种运行速度从位置A向位置B移动时,称为单速定位运行模式。单速定位运行模式在执行过程中不是一开始就用运行速度运行的,而是要经历升速、恒速和减速过程。如图1-64(a)所示,单速定位运行时,电动机运行从0或基底速度开始加速至运行速度,然后以运行速度向B点运行,在快到达B点时会自动逐渐减速而停止。

单速运行模式是定位控制中最基本也是最常用的运行模式,一般的定位控制指令都是针对单速运行模式所设计的。在定位控制中,工件的复杂定位实际上就是一段一段单速运行模式的连接。

单速运行模式在运行时又分绝对位置运行和相对位置运行两种方式,绝对位置方式运行时,指令中的目标位置值必须用距原点的绝对位置值给出,而相对位置方式运行时,指令中的目标位置值仅是本次运行的位移值。

图1-64 单速运行控制分析

单速运行模式中,如果运行距离较短而加减速时间较长时会出现工件未加速到运行速度时就已减速至目标位置的情况。如图1-64(b)所示。

2.速度/位置和时间参数

单速运行中涉及的速度/位置和时间参数如下。

1)最高速度V max

不论是步进电动机还是伺服电动机其转速均是有限制的,一般情况下,最大转速不要超过其额定转速,但在采用脉冲信号作为定位控制信号时,最大转速还受到PLC最高输出频率的限制。因此,一般都是把PLC最高输出频率作为其最高速度的。

2)运行速度V

运行速度V为电动机运行时的速度,即定位指令的输出脉冲频率,由指令的操作数设置。

3)基底速度V bia

当使用定位指令控制步进电动机时,步进电动机系统的极限启动频率比较低,而当指定运行频率大于极限启动频率时,如果直接从0启动到运行频率,则会发生失步和振动现象,为此,设置了基底速度。其含义是:当脉冲输出频率达到基底速度时,开始加速到运行速度。基底速度一般应设置为最高速度的1/10以下,如果为该值以上时,就取最高速度的1/10。

对伺服电动机来说,基底速度可设置为0。

4)加速时间T a

加速时间T a 是指电动机从基底速度加速到最高速度所需的时间,如图1-64所示。实际运行时的运行速度一般都小于最高速度。因此,单速运行的实际加速时间t 1 要小于加速时间T a 。但是,在可变速脉冲指令PLSV中,仅当加减速动作标志位M338=ON时,加减速时间才有效。

5)减速时间T b

减速时间T b 是指电动机从最高速度减速到基底速度所需的时间。实际运行时的减速时间t 2 也比减速时间T b 要小,如图1-64所示。

6)加减速时间T

三菱FX系列PLC的机型不同,其加/减速时间设置也稍有差别。对FX 1S 、FX 1N 来说,它们在使用定位指令时的加减速时间是同一数值。不区分是加速还是减速,统一称为加减速时间T。而对FX 3U 系列来说,其加速时间和减速时间是分别设置的,分别为T a 和T b 。T a 和T b 的值可以相同也可以不同。

7)运行位移

运行位移是指工件单速运行时的位移。一般由指令给出,但必须注意,运行模式的位置运行方式是绝对定位方式运行还是相对定位方式运行。这两种运行方式的目标位移值是完全不同的。

3.单速手动(JOG)运行模式分析

手动(JOG)运行模式是单速运行模式的一个特例,手动又叫点动,当按住正转或反转按钮时,电动机做正/反转运行。当松开按钮时,电动机减速停止,即“点一点,动一动,不点不动”。其运行过程如图1-65所示。

图1-65 单速手动(JOG)运行模式分析

手动(JOG)运行是定位控制中不可缺少的运行模式。不管何种定位控制,都要求在程序中编入手动正/反转运行程序,这是因为手动程序起到两个重要的作用。一是当定位控制系统硬件电路及驱动器设置全部完成后,首先要运行的是手动正/反转,通过手动运行可以验证电路连接是否正确,再观察电动机运行情况,对驱动器各项参数进行适当调整。由于手动运行速度V jog 比较低,进行上述验证和调整均不会造成损失。二是在生产过程中需要对位置进行调整(如核准元件、核对位移等),利用手动运行十分方便。手动运行速度V jog 比较低,在最高速度V max 和基底速度V bia 之间选择。 1+Pv33SU2a7lzsInyLuwhSJgqHF4ah1E092HWd3lgL97FQEfADJAr+lHVh3G754c

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