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余姚优质工业机器人生产厂家

发布时间:2022-08-04 01:15:20
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一、PLC的系统结构PLC系统结构二、PLC各部分的功能1、CPU(中央微处理器)CPU由控制器和运算器组成,它是PLC的运算和控制中枢,起着主导核心作用。CPU的主要任务是:①诊断电源、 PLC内部工作状态及编程的语法错误。②接收并存储用户程序和数据。③接收输入信号,送入数据寄存器并保存。④执行监控程序和用户程序,完成数据和信息的逻辑运算,产生相应的控制信号,完成用户指令规定的各种操作。⑤响应各种外部设备(如编程器、上位机、打印机等)的工作请求。2、存储器可分为系统程序存储器和用户程序存储器,用户程序存储器又包括用户程序存储区和用户数据存储区。①系统程序存储器:用于存放PLC生产厂商久存储的程序和指令,称为监控程序。监控程序与PLC硬件组成和专用部件属性有关,用户不能访问和修改该存储器的内容。②用户程序存储区:主要存放用户已编制好的程序或正在调试的应用程序。用户可擦除重新编程。③用户数据存储区:用于PLC工作过程中经常变化,需要随机存储存取的一些数据。3、输入、输出接口3.1 输入接口:接收和采集两种类型的输入信号,一类是由按钮、选择开关、行程开关、继电器触头、接近开关、光电开关、数字拨码开关传送来的开关量输入信号。一类是由电位器、测速发电机和各种变送器等传送来的模拟量输入信号。3.2 输出接口:连接被控对象中各种执行元件,如接触器、电磁阀、指示灯、调节阀(模拟量)、调速装置。3.3 输入、输出接口有数字量(开关量)输入、输出和模拟量输入、输出两种形式。数字量输入、输出接口的作用是将外部控制现场的数字信号与PLC内部信号的电平相互转换。模拟量输入、输出接口的作用是将外部控制现场的模拟信号与PLC内部的数字信号相互转换。输入、输出接口一般具有光电隔离和滤波,其作用是把PLC与外部电路隔离开,以提高PLC的抗干扰能力。3.4 PLC的开关量输入接口按使用的电源不同有三个类型:(1)直流12~24V输入接口;(2)交流100~120V或200~240V输入接口;(3)交直流12~24V输入接口。输入电路的电源可由外部供给,有的也可由PLC内部提供。3.5 PLC的输出接口类型有三种,继电器输出接口电路、晶体管输出接口电路和晶闸管输出接口电路。 继电器输出接口为有触点输出方式,适用于接通或断开开关频率较低的交流或直流负载回路,其带载能力较强,但寿命较短。晶体管输出接口和晶闸管输出接口为无触点输出方式,信号响应迅速、寿命长,可用于接通或断开开关频率较高的负载回路,晶体管常用于直流电源负载控制回路,晶闸管常用于交流电源负载控制回路。4、编程器作用是供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视。有简易编器、图形编程器和计算机编程器。简易编程器(又称手持编程器),优点是:价格便宜、携带方便。缺点是:只能联机编程,且一般只能用助记符指令编程。多用于小型PLC。图形编程器可以是联机编程,也可以是脱机编程;可以是梯形图编程也可以是用助记符编程。可以与打印机、绘图仪等设备相连,并具有较强的监控功能,但其价格较高,通常用于大、中型PLC系统的编程。通用计算机编程,采用通用计算机,通过PLC的RS232串行外设通讯口(或RS422接口配以适配器)与计算机相连,利用PLC厂家提供的专用编程软件,使用户可以直接在计算机上采用梯形图或助记符指令编程,并有较强的监控能力。5、 电源PLC一般使用220V单相交流电源,电源部件将交流电转换成中央处理器、存储器等电路工作所需的直流电,保证PLC正常工作。整体机PLC内部有一个开关稳压电源,此电源一方面可为CPU、I/O单元及扩展单元提供直流5V工作电源,另一方面可为外部输入元件提供直流24V电源。对于整体机结构的PLC,电源通常封装在机箱内部;对于组合式PLC,有的采用单独电源模块,有的将电源与CPU封装到一个模块中。6、扩展接口扩展接口用于将扩展单元与基本单元相连,使PLC的配置更加灵活,以满足不同控制系统的需求。若PLC主机板(又称基本单元)的I/O点数不能满足输入输出设备的需要时,可用扩展电缆将I/O扩展单元与基本单元相连,达到灵活配置,增加I/O点数的目的。

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说到伺服电机,很多人都还比较陌生。但是其实它的使用范围广泛,而且在工业自动化设备行业发挥着不可替代的作用。伺服电机被誉为机器的心脏,可见它的地位是非常高的。很多人都不明白伺服电机是什么意思,它主要可以起到什么作用,运用在什么领域。今天小编就来详细讲一下关于伺服电机的相关疑问。一:什么是伺服电机?伺服电机是指是伺服系统中控制机械元件进行运转的发动机。是一种间接的变速装置,它可以让速度,位置精度非常的准确。可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机可以分为直流和交流两种类型,交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上的区别:交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。二:交流伺服电机的使用领域广泛应用于机械手、喷绘机、刻字机、喷涂设备、医疗仪器及设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域。特别适合要求运行平稳、低噪音、响应快、使用寿命长、高输出扭矩的应用场合都是非常推荐的。交流伺服电机的使用范围广泛,得到了很多采购商的认可。以上简单地回答了关于伺服电机的相关疑问,你对伺服电机还有什么疑问,不妨可以分享一下。

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直流伺服电机可应用在是火花机、机械手、精的机器等。可同时配置2500P/R高分析度的标准编码器及测速器,更能加配减速箱、令机械设备带来可靠的准确性及高扭力。 调速性好,单位重量和体积下,输出功率高,大于交流电机,更远远超过步进电机。多级结构的力矩波动小。主要作用服电机在封闭的环里面使用。就是说它随时把信号传给系统,同时把系统给出的信号来修正自己的运转。伺服电机也可用单片机控制。首先我们来看一下伺服电机和其他电机(如步进电机)相比到底有什么优点:1、精度:实现了位置,速度和力矩的闭环控制;克服了步进电机失步的问题;、转速:高速性能好,一般额定转速能达到2000~3000转;3、适应性:抗过载能力强,能承受三倍于额定转矩的负载,对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用;4、稳定:低速运行平稳,低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象。适用于有高速响应要求的场合;5、及时性:电机加减速的动态相应时间短,一般在几十毫秒之内;6、舒适性:发热和噪音明显降低。简单点说就是:平常看到的那种普通的电机,断电后它还会因为自身的惯性再转一会儿,然后停下。而伺服电机和步进电机是说停就停,说走就走,反应极快。但步进电机存在失步现象。伺服电机的应用领域就太多了。只要是要有动力源的,而且对精度有要求的一般都可能涉及到伺服电机。如机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、自动化生产线等对工艺精度、加工效率和工作可靠性等要求相对较高的设备。伺服电机未来发展方向:(一)智能化现代交流伺服驱动器都具备参数记忆、故障自诊断和分析功能,绝大多数进口驱动器都具备负载惯量测定和自动增益调整功能。(二)高效率化尽管这方面的工作早就在进行,但是仍需要继续加强。主要包括电机本身的高效率比如永磁材料性能的改进和更好的磁铁安装结构设计,也包括驱动系统的高效率化,包括逆变器驱动电路的优化,加减速运动的优化,再生制动和能量反馈以及更好的冷却方式等。三)直接驱动直接驱动包括采用盘式电机的转台伺服驱动和采用直线电机的线性伺服驱动,由于消除了中间传递误差,从而实现了高速化和高定位精度。直线电机容易改变形状的特点可以使采用线性直线机构的各种装置实现小型化和轻量化。(四)一体化和集成化电动机、反馈、控制、驱动、通讯的纵向一体化成为当前小功率伺服系统的一个发展方向

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在电机的选择上大多是伺服电机与变频电机。但是要详细的区分伺服电机与变频电机,似乎并不是一件容易的事! 一个概念是交流电机里的变频 伺服。变频器就像是节奏大师手里的那把琴,琴声可千变万化!类似的,变频是将工频的50Hz,60Hz的交流电先整流成直流电,然后通过可控开关器件(IGBT,IGCT等),载波频率和PWM调节逆变为频率可调的波形。简单的变频器只能调节交流电机的速度。但现在很多变频电机已经将交流电机的定子磁场UVW3相转化为可以控制电机转速和转矩两个电流的分量。这样既可以控制电机的速度也可以控制电机的力矩。伺服控制可比作是捕食时的苍鹰。苍鹰捕食动作之快,目标定位之准!同样的伺服控制就是精准定位和快速响应。伺服是将电流环、速度环、位置环都闭合才能进行的控制。交流伺服的本质就是在直流电机的伺服控制的基础上通过变频的PWM方式模仿直流电机的控制方式来实现的,也就是说交流伺服电机必然有变频的这一环节。知道伺服电机的内部构造就可揭开伺服电机的面纱。伺服电机主要由定子和转子构成,定子上有两个绕组,励磁绕组和控制绕组。其内部的转子是永磁铁或者是感应线圈,导磁材料,转子在由励磁绕组产生的旋转磁场的作用下转动。同时伺服电机自带编码器,驱动器实时的接受到编码器的反馈信号,再根据反馈值与目标值进行比较来调整转子转动的角度。由此不难看出,伺服电机的控制精度很大程度决定于编码器的精度。既然有了伺服电机那为何还要变频电机的存在?目前比较通用的交流伺服电机多为永磁同步交流伺服电机,但这种电机受工艺的限制,功率很难做大,十几千瓦以上的同步伺服价格昂贵。于是人们更愿意去选择控制性能略孙一筹的交流异步伺服电机。这时的驱动器就是由高端变频器和带编码器反馈环进行控制的。变频电机在速度控制和力矩控制要求不高的场合应用较多,也有在加有位置反馈信号后构成位置闭环控制的变频电机,但其精度和响应都不高;伺服电机一般应用在有严格控制要求,精度和响应要求高的场合。总得来说,能用变频控制的运动场合几乎都能用伺服控制取代。但伺服电机与变频电机在实际应用中,有两大明显区别。一是伺服电机的价格要远高于变频电机;二是变频器的功率大能做到几百Kw,甚至更高,但伺服大也就到几十Kw。了解下交流电机:交流电机一般分为同步和异步电机。1、交流同步电机:就是转子是由永磁材料构成,所以转动后,随着电机的定子旋转磁场的变化,转子也做响应频率的速度变化,而且转子速度=定子速度,所以称“同步”。2、交流异步电机:转子由感应线圈和材料构成。转动后,定子产生旋转磁场,磁场切割定子的感应线圈,转子线圈产生感应电流,进而转子产生感应磁场,感应磁场追随定子旋转磁场的变化,但转子的磁场变化永远小于定子的变化,一旦等于就没有变化的磁场切割转子的感应线圈,转子线圈中也就没有了感应电流,转子磁场消失,转子失速又与定子产生速度差又重新获得感应电流。。。所以在交流异步电机里有个关键的参数是转差率就是转子与定子的速度差的比率。3、对应交流同步和异步电机变频器就有相映的同步变频器和异步变频器,伺服电机也有交流同步伺服和交流异步伺服,当然变频器里交流异步变频常见,伺服则交流同步伺服常见。新的产品的研发离不开测试,要想对变频电机和伺服电机进行准确参数测试,那必须要满足电机频率带宽的要求。

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伺服电机的基本概念大家百度随手可得,有多种解释和分类,本文仅介绍交流旋转伺服电机,常见的那种!伺服电机基本概念交流伺服电机一般长这个样子:图1:交流伺服电机普通电机,或三相异步电机一般长这样:图2:三相异步电机伺服电机的小模样是否很精致,条是否很顺?可but,工业圈没有娱乐圈那么乱,颜值控是行不通的,不同电机各有各的特点,只是应用场合不同,请严肃点!回到伺服电机,其应用特点主要是:可进行位置控制,控制精度高,动态响应性好,高速性能好等。吊一下书袋先,交流伺服电机全称:交流永磁同步伺服电机,英文简称PMSM(permanentmagnet synchronous motor),其结构如图3所示:图3:交流伺服电机的结构示意“交流永磁同步伺服电机”的概念分解:交流:伺服电机的定子中通的是三相正弦交流电(PWM调制),用于励磁,产生旋转磁场。永磁:伺服电机的转子表面贴的是永磁磁铁。同步:运转时,转子的转速与定子中产生的旋转磁场的转速相同,即保持同步。这一点不同于感应电机,感应电机运行的条件是转子与定子磁场的回转速度有个差值(转差率),转子依靠此转差切割磁力线产生转矩。伺服:电机后有编码器,其反馈信号与驱动器形成闭环控制,因此称为伺服。电机轴贯穿转子,编码器安装在电机轴末端,编码器码盘与电机轴一起旋转。编码器信号由“编码器接头”引出,把反馈信号输出给伺服驱动器,形成闭环。伺服电机的“动力电源”接口,连接伺服驱动器的“U V W”三相线。驱动器通过此接口,把三相交流电灌入伺服电机的三相定子绕组线圈。伺服电机基本工作原理由以上内容可知,伺服电机的典型组成是一个采用三相分布的绕组的定子,具有永磁磁铁的转子和一个可检测转子位置的位置传感器组成。给定子输入三相交流电流时,在定子中会产生旋转磁场。转子由永磁铁组成,自带转子磁场。转矩由定子磁场和转子磁场之间的吸引和排斥产生。在伺服电机的运行过程中,当这两个磁场互相垂直时,产生的转矩。伺服电机的闭环控制算法,主要是控制注入定子的三相交流电的幅值与频率,使定子磁场与转子磁场垂直,从而实现精的控制(位置、速度或扭矩)。如图4所示,控制回路的输入是控制指令、电流反馈和位置反馈,输出是逆变器的开关逻辑控制信号,从而控制逆变器的电流输出。图4:交流伺服电机的控制是不是很简单,搞销售的也想回来搞伺服?先不要这么乐观,下边先来点理论知识。电磁铁基本理论将导线绕成一个线圈,通入电流即可以构成一个电磁铁。线圈中加入铁心,磁场会变得很强。磁通线产生一个N磁极,一个S磁极。N极和S极的方向由电流方向决定(右手定则,是否忘了?不过不重要,反正不用参加高考了),如图5所示:图5:电磁铁基本原理如果把绕组做到电机定子上,即可在定子上产生磁极。如图6所示:图6:定子绕组示意如果在N极和S极之间插入磁铁棒,如下图所示,磁铁棒受定子磁场的吸引,就有顺时针旋转的趋势。电机转矩就是依靠定子和转子之间的磁力产生,如图7所示:图7:定子驱动转子旋转服电机的定子伺服电机的定子用薄合金片层压制成。层压片用合金片冲压出来,叠压后焊在一起。层压可减小涡流产生的能量损耗。槽中加绝缘材料,嵌入相线圈绕组,扎住线圈头,给绕组上热硬化漆完成装配,如图8所示:图8:电机定子成品图 入线圈前的定子铁心如左图,U、V、W三相绕组按右图插入定子齿槽。UVW三相分别用蓝,黄,红色表示。图9:伺服电机定子铁心及绕组安装示意:三相的所有线圈都串联连接,它们插入时,方向是交替的。例如:如果U相的头一个线圈是顺时针绕在齿上的,下一个插入时将按逆时针绕在齿上。通过这种方式,当电流送入该相线圈时,头一个线圈产生一个N极,第二个线圈产生一个S极…如此,通过控制流入U,V,W三相线圈的电流,即可控制在定子中产生需要的旋转磁场。 伺服电机的转子伺服电机的转子是圆柱形的,用固体或层压铁心和径向磁化的永磁铁构成。电机有6,8,10极的结构。所以,在电机生产线上,经常看到的六棱柱,八棱柱或十棱柱的铁心。其棱柱表面是用于贴永磁体的。表贴型伺服电机,结构简单,但电机在高速运转时,磁铁有脱落的风险。永磁体除了表面粘贴,还有表面插入的方式。表插式是把永磁体插入到一个不锈钢扁平槽或圆筒中,以固定磁铁,如图10所示,左图是6极伺服电机,右图是8极伺服电机。图10:表插式转子铁心永磁体无论表贴还是表插,因每个永磁体都是径向磁化的,每一个永磁体在转子上代表一个N极或S极。如果仔细查看伺服电机的技术参数表,都会有极数(或极对数)这一参数。比如ABB的ESM系列是8极(4极对)伺服电机。HDS系列伺服电机,除HDS240系列是6极(3极对)外,其他都是10极(5极对)电机。图11:定子和转子装配后示意图(此图片来自网络)伺服电机的转矩转速曲线每一款伺服电机,都有一个转矩转速曲线,此曲线是伺服电机的基本曲线,如图12所示。图12:伺服电机的转矩转速曲线图此图,横轴表示转速,纵轴表示转矩。从此图可得知此款伺服电机的额定转速是3000rpm,额定扭矩大概为12.5Nm,三倍过载。通过公式P=T*n/9550可得出此电机的额定功率大概为4kw。因此,转矩-转速曲线的识读,也是伺服电机学习中,必须要掌握的知识。

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伺服电机是实现智能制造重要的自动化元件,广泛应用于数控机床、机械手、机器人和一些专用精密设备上。伺服电机的选型对伺服系统的精度、稳定性、动态响应、经济性等都有重要的影响,本文主要介绍一下伺服电机的选型。伺服电机选型说明针对伺服电机选型问题,有两种情况,一种是参数选型,一种是设计选型。参数选型:机械机构已确定,且已知转速、扭矩、惯量等选型参数。此时,可根据伺服电机规格表直接选型。设计选型:发生的机械设计阶段,此时需要根据机械末端的位置、速度、精度、动态特性等要求,确定机械机构和减速装置。在机械设计过程中,需计算得出电机的转速、扭矩、惯量比等参数。而后根据伺服电机规格表选型。常见机械机构如图1所示。图1:常见机械机构伺服电机的选型原则·连续工作时的电机转速<电机额定速度连续工作扭矩<伺服电机额定扭矩·瞬时大扭矩<伺服电机大扭矩(加速时)·惯量比:根据设备动态性能要求,确定合适的惯量比综上可得出结论,伺服电机的三个选型参数是:转速、扭矩、惯量。注意,没有将功率作为伺服电机的核心选型参数。有些伺服电机厂家的电机系列中,同样功率的电机分小,中大惯量。如下图所示,两个伺服电机功率相同,其中左图为低惯量高速电机,右图为高惯量低速电机。低惯量电机适用于高动态响应、低扭矩场合,高惯量电机适用于高扭矩输出、转速较低的场合。显然功率相同的两个电机,其应用特点不一样。图2:低惯量和高惯量外观对比大家可以想象博尔特和泰森的对比,两人体重可能差别不大,但其个人特点却大相径庭。伺服电机同理。另:从机械设计的角度,伺服电机是通过扭矩驱动机械机构实现运转的。因此通过扭矩选择伺服电机比通过功率选型更准确。功率可作为一个参考选型参数。动惯量和扭矩转动惯量是刚体转动惯性的量度,由刚体自身的结构(转轴、质量、形状)决定,与外界因素无关,是刚体的固有性质。3:圆柱体惯量 有规则形状的物体,其惯量都有对应的公式,可参考相关资料。如上图所示,质量为m,半径为R的圆柱体沿轴OO‘旋转时,其旋转惯量J=MR2/2。力矩是用来描述力对刚体的转动作用,如图4所示:图4:力矩如图4所示T=F*r*sinθ=Fd (1)T: 力矩F:作用力d: 力臂即:力矩大小等于力的大小乘以参考点到力的作用线的距离。力矩是矢量,有方向性。电机扭矩在设备启动时,产生加速度,在恒速运动时,克服系统的阻力矩,在设备停止时,产生减速度,使设备快速停止。位置、速度、加速度、扭矩的关系如图5所示:图5:位置、速度、加速度和扭矩的关系一般的伺服电机,过载扭矩或大扭矩一般为额定扭矩的3~5倍。即伺服电机启动时,大可输出3~5倍的额定扭矩,以短时间获得足够大的加速度,使电机转速快速达到工作速度。减速时同理。大转矩不能持续输出,持续时间过长时,会触发驱动器过载报警。力矩和转动惯量的关系