Автонастройка сервопривода Y7S

Сервопривод модели Y7S является прецизионным комплексным устройством. Оно предназначено для эксплуатации только квалифицированным персоналом.

Вместе с тем, для упрощения работы с данной моделью привода, а также для ускорения процесса ввода в эксплуатацию существуют программные «помощники» инженера.

Одним из таких помощников является автонастройка сервопривода на механику.

Удобнее всего пользоваться автонастройкой при помощи пакета прикладных программ HCServoWorks. В данном ПО возможно прямое изменение всех параметров привода. Eсть возможность задать простую программу позиционирования в наладочных целях. Графическое представление функций управления, тюнинга, анализа и прочего позволяют легко настраивать оборудование. Электронный осциллограф позволяет снимать различные параметры для тонкой настройки привода на механику.

Если при установке HCServoWorks у вас открывается китайская версия, то необходимо переключить язык на английский. Сделать это можно в меню опций. Подробнее про это написано в новости о переключении языка.

Для подключения ПК к приводу можно использовать широко распространённый интерфейс USB Type C. Для этого необходимо установить драйвер связи с приводом.

В диагностических целях может понадобиться работа привода от одной фазы без подключения к элементу питания абсолютного энкодера и концевикам. Чтобы сервоусилитель при этом не выдавал ошибок необходимо установить следующие параметры:

Заводские настройки привода серии Y7S обеспечивают стабильную работу, однако в большинстве случаев можно существенно улучшить производственные показатели. Огромное многообразие приводных механизмов вкупе с разнообразием физических нагрузок не позволяют создать универсальную настройку параметров привода для всех случаев. Наладчик должен оптимизировать параметры регулирования привода под каждое конкретное применение. При этом, для большинства случаев, за исключением ряда задач с особыми требованиями, инженеру достаточно воспользоваться функцией автонастройки.

Для этого сервомотор должен быть соединён с механической частью установки и не иметь препятствий для вращения в рабочих режимах. Сервоусилитель должен быть запитан, подключен к ПК по USB и не иметь препятствий для управления двигателем в рабочих режимах.

Найти функцию Advanced automatic tuning можно в дереве проекта во вкладке Tuning.

В открывшемся поле необходимо указать режим и приемлемые условия тюнинга:

Есть три режима автотюнинга в которых настраиваются:

Automode 1 – Контура регулирования, режекторный фильтр, подавление вибраций А-типа.

Automode 2 – Контура регулирования, модель, режекторный фильтр, подавление вибраций А-типа.

Automode 3 – Контура регулирования, режекторный фильтр, подавление вибраций А-типа и других.

Так как при неконтролируемом движении механизм может повредиться, то для автонастройки необходимо установить пределы безопасного движения Distance setting в оборотах двигателя (Loop).

Также, если известно соотношение приведённых моментов инерции ротора двигателя и механизма, то можно указать и его в процентах в Inertia estimation starting value, так тюнинг пройдёт немного быстрее.

Чтобы тюнинг прошёл без ошибок, на инерционных механизмах можно увеличить диапазон нечувствительности рассогласования по положению Position completion width (в импульсах энкодера).

После указания условий можно запустить автотюнинг.

В процессе автотюнинга сервоусилитель будет посылать управляющие воздействия в указанных безопасных пределах на двигатель и определять показатели работы по обратной связи. Сначала будет определено отношение приведённых инерций двигателя и механизма. Затем, последовательным перебором будут определены оптимальные настройки контуров регулирования и фильтрации управляющего сигнала. При необходимости можно прервать автотюнинг, нажав кнопку «Interrupt tuning».

По окончании автонастройки наладчик может прописать найденные оптимальные коэффициенты в параметры привода для дальнейшей работы. Для этого надо нажать кнопку «Result write»

В случае достижения недопустимых значений каким-либо параметром привода во время автотюнинга HCServoWorks остановит автонастройку и выдаст сообщение «Tuning failure». В этом случае необходимо загрубить условия выполнения (например существенно увеличить Position completion width), после чего тюнинг можно запустить снова для достижения оптимального результата.

Конкретные условия применения диктуют ключевые показатели, которые необходимо достигнуть. Это может быть плавность хода и безударное изменение скорости. Или же наоборот, может быть важна только скорость реакции на сигналы управления. А может быть совокупность этих, или совсем другой фактор.

Например, заводские настройки, предполагают очень плавный отклик на управление, за счёт чего достигается спокойный характер переходных процессов, позволяющий избежать поломок оборудования при наладке. На рисунке ниже находится осциллограмма переходного процесса простого позиционирования с заводскими настройками контуров регулирования.

Синяя кривая показывает задание скорости от контура регулирования положения

Красная кривая – это график физической скорости двигателя

Зелёная кривая – это график задания крутящего момента

На графике виден плавный S-образный характер изменения скорости, с экспоненциальной формой приближения к заданному значению. Из графика также видно, что переходной процесс не успел закончиться за время осциллографирования, но был близок к этому. Это значит, что привод мягко реагирует на изменение нагрузки или задания. Такая настройка может использоваться, например, в конвейерах или других транспортных механизмах.

Если снять осциллограмму с теми же условиями после проведения автонастройки, то мы увидим следующую картину:

При таких настройках контуров регулирования, пиковые значения крутящего момента значительно выше. Это позволило графику физической скорости двигателя приблизиться к заданной форме трапеции. Переходной процесс завершился за 208мс. Это значит, что привод существенно быстрее стал реагировать на управляющие воздействия. Такая настройка подходит для большинства применений, где важно быстрое и точное позиционирование. Это могут быть производящие машины, станки ЧПУ, портовые краны, роботы и многие другие применения.

Несмотря на достаточность такой настройки для большинства применений, в единичных случаях требуется настроить систему ещё жёстче. Для этого можно изменить условия автонастройки или донастроить контура вручную. При этом получим, например, такой график:

Здесь переходной процесс завершился ещё быстрее, за 179мс. Однако при этом наблюдается увеличение осцилляции кривой крутящего момента и физической скорости. Так как осцилляция негативно влияет на механические части привода, дальнейшее увеличение жёсткости настройки может быть нецелесообразно, и остаётся на усмотрение инженера. 

В целом, функция автонастройки сервоприводов серии Y7S это современный удобный наладочный инструмент, позволяющий существенно сэкономить время ввода в эксплуатацию, и исключить возможную порчу имущества путём частичного устранения «человеческого фактора».

Если у Вас возникли вопросы по автонастройке на механику, то обращайтесь в наш сервисный центр.