Понятие «сервопривод» включает в себя не только высокоточный электромотор, но и преобразователь а так же датчик обратной связи. Управляют сервоприводами через числовые программные устройства (ЧПУ) либо программируемые логические контроллеры (ПЛК) с помощью специальных библиотек позиционирования. Управлять можно при помощи аналогового или импульсного сигналов, а также через интерфейсы связи, такие как Can или Ethernet. В данной статье мы предлагаем вам поближе познакомиться с сервоприводами Inovance

Начнем с импульсного сервопреобразователя. Наш тестовый комплект включает в себя сервопреобразователь SV660PS5R5I, серводвигатель MS1 со встроенным абсолютным многоборотным энкодером 23 бита а так же кабели для подключения силового питания и энкодера двигателя.

Для управления сервопреобразователем мы использовали ПЛК Inovance H3U. H3U имеет встроенные высокоскоростные выходы, что позволяет подключить сервопреобразователь SV660PS5R5I к ПЛК напрямую. Для этого был распаян разъем CN1 сервопреобразователя, на котором находятся высокоскоростные импульсные входы и дискретные входы/ выходы сигналов управления/состояния привода.

У ПЛК H3U есть несколько функций для импульсного управления, к примеру функция «DPLSY» позволяет задать частоту и количество импульсов для конкретного выхода. Зная количество импульсов на оборот, можно осуществлять точное позиционирование сервопривода. Также имеется функция «DPLSR» которая позволяет дополнительно задать рампу ускорения/замедления импульсов. С помощью данных функций могут быть написаны необходимые алгоритмы, которые по нажатию программных кнопок задают последовательность вращения привода.

В качестве пример приведём простейший вариант программы управления

А теперь перейдем к более интересной модели — сервоприводу с управлением через современный высокоскоростной протокол EtherCAT. В нашем примере это сервокомплект Inovance c сервопреобразователем SV660NS5R5I-FS. Помимо протокола EtherCAT сервопреобразователи серииSV660N имеют встроенную функцию безопасного отключения момента (STO).

Подключать сервопривод с интерфейсом EtherNet к ПЛК намного быстрее и удобнее, по сравнению с импульсным, так как для подключения используется стандартный патч-корд RJ45, распайка разъёма не требуется. Данное преимущество становится особенно актуальным если необходимо быстро подключить большое число сервопреобразователей

Для управления приводом мы использовали ПЛК Inovance AM401-CPU1608. Данный ПЛК поддерживает протокол EtherCAT, программируется в среде разработки InoProShop (Codesys 3.5 с фирменной оболочкой Inovance),а так же поддерживает библиотеку SoftMotion (SM3_Basic).

Профайл сервопреобразователя CiA402, адаптированный под EtherCAT уже подгружен в среду разработки InoProShop. Если у вас ПЛК другой фирмы, то доступен файл в формате *xml, который можно импортировать в репозиторий устройств вашей среды разработки.

Наш привод сразу определился как ось с названием «Axis», в дальнейшем этот ID можно использовать в функциональных блоках библиотеки SoftMotion. Также можно зайти в Axis и задать основные настройки, например, количество импульсов на оборот, основные единицы измерения движения и отношение их к оборотам. Для примера выберем 16# 8000000 имп/об, поступательное движение в мм и отношение к оборотам — 60 мм на оборот:

Во вкладке Motion Control, в папке Point to Point представлены функции управления сервоосями напрямую с ПЛК, без синхронизации c другими осями в качестве мастер или подчиненной оси

Создадим программный блок POU_Servo и поместим его в цикл EtherCAT Task. Для активации нашей сервооси в программном блоке добавим функцию MC_Power. Для задания движения будем использовать функцию MC_MoveRelative (для относительного позиционирования) и функцию MC_MoveAbsolute (для абсолютного позиционирования). Движение задается в выбранных единицах, в нашем случае это поступательное движение в мм, то есть если мы сделаем уставку 1000, привод будет выполнять 1000 мм поступательного движения, а значит совершит 16,7 оборотов вала.

В режиме онлайн во вкладке «Axis» можно наблюдать заданные и актуальные параметры положения, скорости, ускорения, момента привода:

Особо отметим возможность синхронизация осей и использования CAM таблиц в управлении движением. CAM таблицы это очень мощный инструмент, позволяющий настроить положение ведущей оси относительно ведомой, с помощью графиков и табличных значений координат.

Для наглядной демонстрации данных возможностей сделаем следующее: энкодер назначим на должность Ведущей или Мастер оси, сервопривод назначим ведомой осью. Энкодер подключим через удаленный модуль расширения Inovance GR10-2HCE. Данный модуль соединяется с ПЛК по протоколу EtherCAT и имеет на борту 2 канала дифференциальных/NPN высокоскоростных счетчиков A,B,Z сигналов, а также обычные дискретные входы и выходы.

Добавим в сетевую конфигурацию модуль GR10-2HCE и настроим параметры энкодера (энкодер также автоматически определяется как ось):

В папке «CAM/Gear Instructions» имеются функции позиционирования, с помощью которых можно осуществить связи между осями движения:

Воспользуемся функцией CAM таблиц. В первом графике по оси X — угол поворота ведущей оси, по оси Y — угол поворота ведомой оси. На нашем графике движение настроено так, что при постепенном увеличении угла поворота ведущей оси, ведомая ось то увеличивает угол поворота, то возвращается обратно. В конце концов, ведущая ось поворачивается также на 360 градусов. Ниже графики скорости, ускорения и скорости изменения ускорения ведомого устройства, которые строятся автоматически и зависят от первого графика, но при желании их также можно корректировать. Точки на графике можно добавлять и удалять.

Чтобы осуществить позиционирование с помощью Cam таблиц воспользуемся функциями «MC_CamTableSelect» для выбора нашей Cam таблицы и функцией «MC_CamIn» для конфигурации самого движения. В них необходимо указать ID ведущего (энкодер) и ведомого (сервопривод) устройств, название CAM таблицы и параметры относительного движения. При этом управлять от одного ведущего устройства можно большим количеством сервоосей (функция «MC_CamOut», для каждого из которых можно использовать свою CAM таблицу).

Как видим, современные методы позиционирования становятся намного удобнее и понятнее для разработчика, благодаря развитию программных пакетов разработки. Большая часть операций интуитивно понятна для специалиста. Так же отменим наличие полноценной технической документации для сервоприводов и ПЛК Inovancе, что позволяет решать самые сложные технические задачи.

В качестве заключения отметим, что все сервоприводы Inovance отличает высокое качество исполнения, соответствие российским и международным стандартам, наличие технической документации а так же сервисной и гарантийной поддержки. Сервоприводы Inovance — отличный выбор для автоматизации ваших процессов!