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伺服產品簡介

    伺服系統在機電設備產品中的應用越來越多，其控制精度往往反映了機電設備的控制質量。施耐德電氣運動控制部的產品分為兩個系列，TWINLINE和LEXIUM，面對OEM客戶時，我們主推TWINLINE系列的產品。TWINLINE系列中的驅動器部分又分為4種，分別是TLD：一般驅動；TLC4：具有特殊輸入輸出功能定義的數據設置型定位控制器；TLC5：通過現場總線控制的定位控制器；TLC6：可自由編程的定位控制器。

    根據客戶對伺服系統功能的不同需要，我們選擇不同的驅動器類型。本文以常州恒力的塑膜剪切機為例說明TWINLINE產品的運用。

機器及工藝

    圖1即為該剪切機。該機器分成3個部分，左側頭部是放卷部分。左側中部是伺服定位及剪切，其余部分為輸送及縫織。

    本系統是單伺服系統，而且需要與PLC的輸入輸出配合使用，所以我們選擇了具有特殊輸入輸出功能定義的數據設置型定位控制器TLC4。

    關于伺服定位及剪切，客戶的基本要求包括兩個部分，第一功能稱為無色標模式，要求為每分鐘剪切600MM－1000MM長的塑料編織袋35個，切刀在編織袋定位完成后進行剪切，具體到單次的時間，剪切動作需要0.5秒左右，伺服定位的時間約為1.2秒。第二功能稱為色標模式，要求為當塑料編織袋上印有色標時，需要根據色標來進行剪切。通常是距離色標位置300MM處。

系統配置：

    系統配置見圖2所示！

伺服系統的功能說明：

    TLC4中有DATASET功能區，它可以存儲50個定位的工作任務，而這50個任務可以通過外部的6個地址輸入點來進行選擇。輸入輸出端子可以提供相關的功能如：使能驅動器，自動手動選擇，啟動任務，任務完成，錯誤復位，緊急停車等。借助于這些端子，我們可以很容易的實現配合切刀動作的定位過程。一般的，我們把定位長度，速度等參數存在DATASET的0號任務中。6個地址輸入點除了選擇50個定位任務，還可以選擇如尋原點的預置功能。在本機器的色標模式中，需要選擇地址為63的正向運動尋找參考限位開關的尋原點方式。在此功能下，馬達開始的時候進行正向運轉，當接收到參考限位開關信號之后，馬達再運轉已經設定的長度。

    用戶可以在HMI上進行參數設定，PLC將設定的參數通過MODBUS通訊傳送到伺服控制器。用戶首先選擇機器自動運行模式，然后選擇功能模式，有色標或是無色標。然后用戶按下啟動鍵，PLC程序根據用戶的選擇控制TLC4的運動模式：DATASET運動任務0或63號尋原點方式。從而達到用戶的功能要求。

伺服系統應用的關鍵點：

    伺服系統在進行選型的時候有其特殊的要求，通常的來說，我們在傳動相關的場合總是把功率放在首位進行考慮，在選用伺服系統時，不僅要考慮功率，還要考慮扭矩和負載系統的慣量，具體的分析就是不能因為馬達的最大速度滿足用戶的需求就認為馬達的選擇是正確的，一定要注意在需求的速度下的扭矩是否滿足負載的需求；此外，伺服馬達對于負載慣量有專業的要求。因此必須準確地了解負載的機械尺寸及材料構成，從而進行正確的慣量計算。

    在恒力的剪切機上，經計算，負載的慣量是490KGCM2,馬達自身的慣量為11.3 KGCM2，從慣量的角度看，直接驅動是不可行的，最終勸說客戶通過1：3的同步帶進行驅動，經實踐檢驗滿足要求。

總結

    事實上，本文所說的應用案例是伺服系統比較簡單的應用，伺服系統所能提供的功能要豐富的多，各位同事如果有具體的應用案例，盡管與我們聯系，歡迎各位批評指正。