資料介紹
此用法通過485通訊實現(xiàn)對電機的控制操作。485通訊控制的接法如圖 4.57所示。485主站(主站可以是PLC、單片機或PC機等)的485兩信號線按照A-A、B-B的方式與驅(qū)動器的485接口相連。485主站通過Modbus-RTU通訊協(xié)議操作驅(qū)動器的相關(guān)寄存器對電機進行調(diào)速、方向控制、位置控制等操作。在485通訊控制方式下,驅(qū)動器支持占空比調(diào)速、速度閉環(huán)控制和位置閉環(huán)控制。
使用RS485與驅(qū)動器通訊時,通訊參數(shù)及設(shè)備地址應(yīng)與驅(qū)動器一致。通訊參數(shù)包括波特率、奇偶效驗方式和停止位。驅(qū)動器默認的通訊參數(shù)為,波特率9600bps,偶校驗,1停止位。驅(qū)動器的波特率可通過0x0090和0x0091寄存器進行配置,驅(qū)動器支持的波特率范圍為1200~115200bps;校驗方式和停止位通過0x0092寄存器進行配置,驅(qū)動器支持偶校驗+1停止位、奇校驗+1停止位和無校驗+2停止位。通訊參數(shù)相關(guān)寄存器詳見6.3.5小節(jié)系統(tǒng)參數(shù)配置寄存器。驅(qū)動器的Modbus從站設(shè)備地址通過撥碼開關(guān)第1~7位配置,從站地址譯碼表見表 2.7;第8位為控制方式位,使用485通訊控制時第8位應(yīng)撥到ON;撥碼開關(guān)的配置如圖 4.58所示。
在使用電機前,應(yīng)首先對電機的額定電流和工作電流進行配置??赏ㄟ^0x006a和0x006b寄存器(詳見6.3.4小節(jié))配置電機的額定電流和最大負載電流,配置的電機額定電流應(yīng)與電機實際額定電流一致或略高,最大負載電流可用來配置電機的最大負載/堵轉(zhuǎn)力矩,如無要求,通常與額定電流配置相同,制動電流通過與電機額定電流配置一致。電機額定電流可從電機的銘牌標示或數(shù)據(jù)手冊上獲得。如果無法確定電機額定電流,可用電機額定功率除以額定電壓再除以電機效率估算,對于12V電機,效率可取50%,對于24V及以上電壓電機,效率可取70%。對于初次使用的電機,或電機相線或霍號信號線接線順序調(diào)換,應(yīng)先進行電機學習。如何對電機進行學習詳見3.1.2小節(jié)。
占空比調(diào)速方式下PWM的上升、下降緩沖時間及速度閉環(huán)和位置閉環(huán)方式下的加減速加速度可通過0x0050~0x0053寄存器(詳見6.3.3小節(jié)速度控制存器的描述) 臨時單獨改變;而上電時默認的占空比調(diào)速方式下PWM的上升、下降緩沖時間及速度閉環(huán)和位置閉環(huán)方式下的加減速加速度,以及最大加減速加速度和最大換向頻率通過0x0060~0x0067寄存器(詳見6.3.4小節(jié)電機控制參數(shù)配置寄存器的描述)進行配置。
通過寫0x0042寄存器設(shè)定輸出占空比進行占空比調(diào)速;通過寫0x0043寄存器設(shè)定電機轉(zhuǎn)動的換向頻率(對應(yīng)轉(zhuǎn)速)進行閉環(huán)調(diào)速;通過0x0044設(shè)定位置控制的換向頻率(對應(yīng)轉(zhuǎn)速),0x0045寄存器設(shè)定位置控制方式為絕對位置還是相對位置,0x0046和0x0047兩個寄存器寫入四字節(jié)整型的目標位置數(shù)值來進行位置閉環(huán)控制;通過0x0040寄存器對電機進行制動操作。占空比調(diào)速、閉環(huán)調(diào)速、位置控制三種調(diào)速方式間可直接切換,寫各調(diào)速方式對應(yīng)的輸出量寄存器(如0x0042、0x0043、0x0047寄存器等)即可切換為相應(yīng)的調(diào)速方式。對于位置控制調(diào)速方式,可以只操作0x0046和0x0047寄存器或在對0x0046寄存器單次寫0后只操作0x0047寄存器來進行位置控制。0x0040~0x0047寄存器的描述詳見6.3.3小節(jié)。
閉環(huán)調(diào)速的算法可通過0x0070寄存器配置為速度閉環(huán)控制或時間-位置閉環(huán)控制。前者具有超調(diào)量小及在高速時調(diào)速平穩(wěn)的特點,但在低速時調(diào)速可能不均勻;后者可實現(xiàn)多驅(qū)動器對多個電機轉(zhuǎn)動角度的同步控制,以及在低速時調(diào)速也平穩(wěn),可滿足極低速控制的要求,但在調(diào)速過程中有一定超調(diào)。
當閉環(huán)調(diào)速算法為速度閉環(huán)控制時,通過0x00c0~0x00c5寄存器配置閉環(huán)調(diào)速的PID參數(shù);當閉環(huán)調(diào)速算法為時間-位置閉環(huán)控制時,通過0x00c6~0x00cb寄存器配置閉環(huán)調(diào)速電機轉(zhuǎn)動時的PID參數(shù),通過0x00ba~0x00bf寄存器配置閉環(huán)調(diào)速電機自鎖時的PID參數(shù);當為位置閉環(huán)控制,也通過0x00c6~0x00cb 寄存器配置位置閉環(huán)控制電機轉(zhuǎn)動時的PID參數(shù),0x00ba~0x00bf配置電機自鎖時的PID參數(shù)。PID各參數(shù)配置過大,可能導致調(diào)速或位置控制超調(diào)嚴重甚至出現(xiàn)震蕩,PID各參數(shù)配置過小可能導致調(diào)節(jié)緩慢,跟隨性差,應(yīng)合理配置PID參數(shù)以使調(diào)節(jié)效果最佳。PID參數(shù)配置相關(guān)寄存器詳見的6.3.8介紹。
通過0x0080~0x0099寄存器(詳見6.3.5小節(jié)系統(tǒng)參數(shù)配置寄存器的描述)可配置485通訊控制方式下限位開關(guān)觸發(fā)極性、通訊參數(shù)、通訊中斷保護時間和堵轉(zhuǎn)停止時間等。我們通過0x0095寄存器設(shè)置通訊中斷保護時間,當在設(shè)置的時間內(nèi)沒有對驅(qū)動器進行通訊訪問時,驅(qū)動器便會進行制動操作,這樣可解決機械裝置運動過程中,通訊線路出現(xiàn)故障導致機械裝置不受主站控制問題,我們可以將實時狀態(tài)寄存器(詳見6.3.2小節(jié))作為周期性查詢訪問的寄存器。我們通過0x008e寄存器設(shè)置堵轉(zhuǎn)停止時間,當電機堵轉(zhuǎn)時電流達到配置的最大負載電流且電機轉(zhuǎn)速為0,當這種狀態(tài)持續(xù)時間達到配置的堵轉(zhuǎn)停止時間后,驅(qū)動器將進行制動,堵轉(zhuǎn)停止的狀態(tài)可通過0x0032寄存器讀取,我們可以通過制動或反轉(zhuǎn)操作清除堵轉(zhuǎn)停止標志。
通過0x0020~0x0034寄存器(詳見6.3.2小節(jié)實時狀態(tài)寄存器的描述)我們可讀取輸出PWM值、電機換向頻率、電機相電流、電機轉(zhuǎn)動位置、電機轉(zhuǎn)速等電機相關(guān)實時狀態(tài)值以及各輸入信號的實時數(shù)值。通過0x0020寄存器讀取PWM輸出值,PWM輸出值可反映驅(qū)動器輸出加在電機相線上的電壓,相電壓約等于電源電壓乘以占空比。通過0x0022寄存器讀取電機換向頻率,電機換向頻率為電機轉(zhuǎn)動時霍爾傳感器輸出的霍爾信號改變的頻率,單位為Hz。電機相電流為電機U、V、W三相線中電流的平均值,單位為A。通過0x0024和0x0025寄存器讀取電機轉(zhuǎn)動位置為電機朝著某一方向轉(zhuǎn)動的換向次數(shù)(或霍爾脈沖數(shù)),電機位置控制的預計完成時間可通過0x0026和0x0027寄存器讀取,完成狀態(tài)通過0x0023寄存器讀取。電機轉(zhuǎn)速通過0x0034寄存器讀取,電機轉(zhuǎn)速為測量的電機實時轉(zhuǎn)速,單位為RPM,要使讀取的電機實時轉(zhuǎn)速與電機真實轉(zhuǎn)速一致,那么應(yīng)先通過0x0073和0x0074寄存器配置電機極個數(shù)和減速比。
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