智慧型伺服驅動器

智慧型伺服驅動器又稱“可程式伺服驅動器”，是集伺服驅動技術、PLC技術、運動控制技術於一體的全數位化驅動器。其內部可進行梯形圖編程，完成PLC的邏輯、數據運算，通過特有的運動控制指令，來實現多軸電機同步控制功能。智慧型伺服驅動器屬於伺服系統中的一部分，主要套用於高端裝備、智慧型機器的核心控制部件。智慧型伺服驅動器能廣泛套用於紡織機械、木工機械等領域。

基本介紹

• 中文名：智慧型伺服驅動器
• 外文名：Intelligent Servo Driver
• 別名：可程式伺服驅動器
• 類別：集伺服驅動技術、PLC技術、運動控制技術於一體的全數位化驅動器

功能配置

智慧型伺服驅動器採用數位訊號處理器（DSP）作為控制核心，包含運動控制算法，PLC算法、伺服控制算法等。功率板通過橋式整流電路將交流電轉為直流電，再經過三相正弦PWM逆變來驅動三相同步交流伺服電機，驅動板則以DSP為核心，對伺服各模組狀態負責信號採集、AD轉換、信號監控、數據處理、數據輸出。通過核心程式對不同等級任務進行調度來完成通信、PLC、PWM脈寬調製、AD轉換、脈衝輸入採集等功能。

智慧型伺服系統功能框圖

產品分類

智慧型伺服驅動器分為：

（1）無刷智慧型伺服驅動器

（2）DC智慧型伺服驅動器

（3）有刷電機智慧型伺服驅動器

（4）步進電機智慧型伺服驅動器

（5）感應電機智慧型伺服驅動器

（6）永磁同步電機伺服驅動器

（7）智慧型電機智慧型伺服驅動器

產品特色

智慧型伺服驅動器是集伺服驅動技術、PLC技術、運動控制技術於一體的全數位化驅動器。其功能也結合了PLC、運動控制器以及伺服驅動器三者的優勢。

（1）智慧型伺服驅動器將傳統PLC功能集成到伺服驅動器中，擁有完整的通用PLC指令，使用獨立的編程軟體進行編程，整個系統更加高效簡潔。

（2）智慧型伺服驅動器內置的運動指令，支持一軸閉環，三軸開環同步運動，開環軸滯後1ms；即“四軸同步”。

（3）智慧型伺服驅動器驅動支持瞬時最大3倍過載，速度環400HZ，剛性10倍。位置環調節周期1ms，動態跟隨誤差小於4個脈衝。

（4）在系統設計中，要用到三環切換時，智慧型伺服驅動器能做到三環無擾數字切換。在梯形圖環境下重構伺服電流環、速度環、位置環結構參數，實現多模式動態切換工作。

（5）在梯形圖的條件下可以完成數控插補運算，自動生成曲線簇算法，集成G代碼運動功能（如S曲線、多項式曲線等）。例如：在背心袋制袋機中的加減速控制採用指數函式作為加速部分曲線和採用加速度平滑、柔性較好的四次多項式位移曲線作為減速部分曲線，從而使得機器更加快速、平穩。

（6）擁有完善的硬體保護和軟體報警，可以方便的判斷故障和避免危險。

發展趨勢

數位化

採用新型調整微處理器和專用數位訊號處理器（DSP）的伺服控制系統將全面代替模擬電子器件為主的伺服控制單元，從而實現全數位化的伺服系統。全數位化的伺服系統通過人工編程實現系統的軟體化，具有很強的靈活性和開放性。只需要改變軟體就可以實現不同的控制功能，也可以用不同的軟體模組對相同的硬體模組進行不同功能的控制，這在很大程度上提高了開發效率，縮短了開發周期。

智慧型化

控制策略的不斷改進是智慧型化的一個重要方面。除了矢量控制方法之外，已經湧現出來很多新的高性能、高智慧型化的控制策略。神經網路控制、自適應控制、滑模變結構控制、模糊控制等控制策略的發展將主要解決以下幾個問題：①參數變化、系統擾動和不確定因素對系統動態性能的影響；②系統數學模型複雜，智慧型最佳化算法與經典控制算法的結合；③感測器對控制精度影響效果的矛盾。

集成化

由於高速、高性能 DSP 晶片的套用，伺服系統的位置伺服單元和速度伺服單元不再是獨立分開的模組，而是通過軟體高度集中在處理器算法中，使得兩種控制方式可以靈活切換，並且通過參數的設定，可以根據不同的需要採用不同的控制系統。隨著大功率、高頻化的電力電子元件的飛速發展，積體電路廣泛被人所接受，這都提高了伺服系統開發板的集成度。可重配置、重利用、標準化、模組化的分散式系統硬體結構的發展，克服了傳統電力電子系統的不足，將各個模組變得更加靈活。

網路化

將現場匯流排和工業乙太網技術，甚至無線網路技術集成到伺服控制系統當中，已經成為工業已開發國家伺服廠商的常用做法。當今伺服電機控制系統都配置了專用區域網路接口和標準的串列通訊接口，使控制系統可以在很大的空間完成控制目的。通過電纜對數據的高速傳輸，使系統實現了一體化管理和分散式控制。倫茨的 System Bus 和 RS485、羅克韋爾的 SERCOS、DeviceNet、Interbus、Profibus 等在交流永磁同步電機伺服控制系統中得到廣泛套用。