三垦VM05变频器在定位控制中的应用

在控制领域，有以负载的位置或角度等为控制对象，如：

控制方式 用途
运转时的位置控制 机床、机器人、雷达天线等
停止时的位置控制 电梯、起重机械、调节风门、行车等

以前这些场合大都由伺服电机和伺服电机控制器来完成位置控制。随着通用变频器技术的发展，在位置控制中交流变频传动得到了越来越广泛的应用。三垦在这方面做了有益的尝试。

一、位置控制的共同特点：
· 从简单到高级，根据目的有各种控制方式。（开环位置控制、手动决定位置、闭环位置控制）；
· 控制对象的位置以转速积分的形式变化；
· 即使不在负载上直接装设位置传感器，多数场合仅由电机的旋转角也可高精度地推定位置；
· 需要可逆运转


二、闭环位置控制的方法：
下图是具有速度反馈环的位置控制。对变频器不给出直接的位置指令，而是输入脉冲列。此脉冲数的累积值作为位置指令，增大此位置指令时在正转输入加脉冲列，减小时在反转输入加脉冲列。控制此输入脉冲列的累积值和PG的反馈脉冲列的累积值，使他们一致。





以正转为例。将指令输入的脉冲（在计数器内用作加法）和PG的反馈脉冲（在计数器内作减法）在同一计数器内时时刻刻地作计算，以计数器的累加值作为速度指令。因此，一达到目标位置，计数器的累积值就刚好为零，电机就停止在该位置上。另外，计数器的累积值变得很小时，从决定位置判断回路发出决定位置完了信号，通知位置控制结束。

在这种用途中，PG产生两个具有90°相位差的脉冲序列，监视这两个脉冲信号上升的顺序可以判别正反转。还有电机每转一圈，在特定的转子位置上产生显示器脉冲，可以用作位置原点的确定。

ＰＧ的反馈脉冲在进入计数器前要通过递减回路。在递减回路把PG的脉冲列分频为整数分之一，目的是改变对于１个输入脉冲的位置变化量（增益）。所以，如果分频为１／n，对于一个输入脉冲PG要n个脉冲电机才旋转。


三、应用实例：
现使用Samco－VM05的定位控制（Point to Point控制）功能，在江苏某铜管生产企业生产线上代替伺服系统，达到了在满足工艺条件的基础上降低成本的目的。


1、系统构成：

2、编码器（PG）为开路集电极输出，与SB-PG基板接线如下：

3、参数设定如下：
代码 说明 代码 说明
Cd001=2 外部外部端子 Cd053 与电机参数匹配
Cd071=4 位置控制 Cd088=0.5 P增益
Cd089=0.1 I增益 Cd604=1 PG脉冲倍增数
Cd605=2 开路集电极输出 Cd606=2 位置控制增益
Cd609=1 位置控制高速化 Cd610=0 Cd611脉冲数设定
Cd611=10000 指令值 Cd618=500 PG脉冲数
Cd630=56 FR+CCL Cd631=57 RR+CCL
Cd131=10 最短运行时间10s

仅为变更代码.
4、时序图：

四、总结：
１、位置控制很大程度上依赖于反馈脉冲的正确性，必须首先解决脉冲的问题。否则会发生运行中电流大，反馈转速显示波动大，电机运转不平稳等现象。
3、通常先进行闭环速度控制的调节，Cd088、Cd089调整至合适值，再进行位置控制Cd606的调节。
2、电机和变频器都应良好接地，防止干扰。
4、根据工艺要求，也可以由PLC给出指令脉冲序列，进行连续路径控制（Continue Path Control）。