התהליך המפורט של בחירת כונן סרוו

Servo הוא התקן העברת כוח המספק שליטה על פעולת התנועה הנדרשת על ידי ציוד אלקטרומכני.לכן, תכנון ובחירת מערכת הסרוו הוא למעשה תהליך בחירת רכיבי הספק ובקרה מתאימים למערכת בקרת התנועה האלקטרו-מכאנית של הציוד.זה כולל המוצרים שהתקבלו כוללים בעיקר:

הבקר האוטומטי המשמש לשליטה בתנוחת התנועה של כל ציר במערכת;

כונן סרוו הממיר מתח AC או DC עם מתח ותדר קבועים לאספקת החשמל המבוקרת הנדרשת על ידי מנוע הסרוו;

מנוע סרוו הממיר את תפוקת הכוח המתחלפת מהנהג לאנרגיה מכנית;

מנגנון ההולכה המכני המעביר את האנרגיה הקינטית המכנית לעומס הסופי;

…

בהתחשב בכך שישנן סדרות רבות של אומנויות לחימה של מוצרי סרוו תעשייתיים בשוק, לפני שנכנסים למבחר המוצר הספציפי, אנחנו עדיין צריכים קודם כל לפי הצרכים הבסיסיים של אפליקציית בקרת התנועה של הציוד שלמדנו, כולל בקרים, כוננים, מנועים. ההקרנה מתבצעת עם מוצרי סרוו כגון מפחיתים וכו'.

מצד אחד, בדיקה זו מבוססת על תכונות התעשייה, הרגלי היישום והמאפיינים הפונקציונליים של הציוד כדי למצוא כמה סדרות מוצרים זמינות ושילובי תוכניות של מותגים רבים.לדוגמה, הסרוו ביישום ה-Pitch משתנה של כוח הרוח הוא בעיקר בקרת המיקום של זווית הלהב, אך המוצרים המשמשים צריכים להיות מסוגלים להתאים את עצמם לסביבת העבודה הקשה והקשה;אפליקציית הסרוו בציוד ההדפסה משתמשת בבקרת סנכרון פאזה בין צירים מרובים. במקביל, היא נוטה יותר להשתמש במערכת בקרת תנועה עם פונקציית רישום דיוק גבוהה;ציוד הצמיגים נותן תשומת לב רבה יותר ליישום המקיף של מגוון בקרת תנועה היברידית ומערכות אוטומציה כלליות;ציוד מכונות פלסטיק דורש שימוש במערכת בתהליך עיבוד המוצר.בקרת מומנט ומיקום מספקים אפשרויות פונקציות מיוחדות ואלגוריתמים של פרמטרים...

מצד שני, מנקודת המבט של מיקום הציוד, לפי רמת הביצועים והדרישות הכלכליות של הציוד, בחר את סדרת המוצרים של הציוד המתאים מכל מותג.לדוגמא: אם אין לכם דרישות גבוהות מדי לביצועי הציוד, ואתם רוצים לחסוך בתקציב שלכם, תוכלו לבחור במוצרים חסכוניים;לעומת זאת, אם יש לך דרישות ביצועים גבוהות לתפעול הציוד במונחים של דיוק, מהירות, תגובה דינמית וכו', אז מטבע הדברים יש צורך להגדיל את התקציב עבורו.

בנוסף, יש צורך לקחת בחשבון גם את גורמי סביבת היישום לרבות טמפרטורה ולחות, אבק, רמת הגנה, תנאי פיזור חום, תקני חשמל, רמות בטיחות ותאימות לקווי/מערכות ייצור קיימים... וכו'.

ניתן לראות שהמבחר העיקרי של מוצרי בקרת תנועה מבוסס במידה רבה על הביצועים של כל סדרת מותגים בתעשייה.יחד עם זאת, גם לשדרוג האיטרטיבי של דרישות האפליקציה, כניסת מותגים חדשים ומוצרים חדשים תהיה השפעה מסוימת עליה..לכן, כדי לעשות עבודה טובה בתכנון ובחירת מערכות בקרת תנועה, עתודות מידע טכני יומי בתעשייה עדיין נחוצות מאוד.

לאחר סינון ראשוני של סדרות המותגים הזמינות, נוכל להמשיך ולבצע עבורם את העיצוב והבחירה של מערכת בקרת התנועה.

בשלב זה, יש צורך לקבוע את פלטפורמת הבקרה והארכיטקטורה הכוללת של המערכת בהתאם למספר צירי התנועה בציוד ולמורכבות הפעולות הפונקציונליות.באופן כללי, מספר הצירים קובע את גודל המערכת.ככל שמספר הצירים גדול יותר, כך הדרישה לקיבולת הבקר גבוהה יותר.במקביל, יש צורך גם להשתמש בטכנולוגיית אוטובוס במערכת כדי לפשט ולהקטין את הבקר והכוננים.מספר החיבורים בין הקווים.המורכבות של פונקציית התנועה תשפיע על בחירת רמת הביצועים של הבקר וסוג האוטובוס.בקרת מהירות ומיקום פשוטה בזמן אמת צריך להשתמש רק בבקר אוטומציה רגיל ובאוטובוס שדה;סנכרון בזמן אמת בעל ביצועים גבוהים בין צירים מרובים (כגון גלגלי שיניים אלקטרוניים ומצלמות אלקטרוניות) דורש גם בקר וגם אפיק שדה. יש לו פונקציית סנכרון שעון דיוק גבוהה, כלומר, הוא צריך להשתמש בבקר ובאוטובוס התעשייתי שיכול לבצע אמיתי -בקרת תנועה בזמן;ואם המכשיר צריך להשלים את אינטרפולציית המישור או החלל בין מספר צירים או אפילו לשלב את בקרת הרובוט, אזי רמת הביצועים של הבקר הדרישות גבוהות עוד יותר.

בהתבסס על העקרונות שלעיל, בעצם הצלחנו לבחור את הבקרים הזמינים מהמוצרים שנבחרו בעבר וליישם אותם בדגמים ספציפיים יותר;לאחר מכן, בהתבסס על התאימות של ה-fieldbus, נוכל לבחור את הבקרים שניתן להשתמש בהם.הדרייבר התואם ואפשרויות מנוע הסרוו המתאימים, אבל זה רק בשלב של סדרת המוצרים.לאחר מכן, עלינו לקבוע עוד יותר את הדגם הספציפי של הכונן והמנוע בהתאם לדרישת ההספק של המערכת.

על פי אינרציית העומס ועקומת התנועה של כל ציר בדרישות היישום, באמצעות נוסחת פיזיקה פשוטה F = m · a או T = J · α, לא קשה לחשב את דרישת המומנט שלהם בכל נקודת זמן במחזור התנועה.נוכל להמיר את דרישות המומנט והמהירות של כל ציר תנועה בקצה העומס לצד המנוע בהתאם ליחס ההעברה שנקבע מראש, ועל בסיס זה להוסיף שוליים מתאימים, לחשב את דגמי ההנעה והמנוע בזה אחר זה, ולשרטט במהירות. טיוטת המערכת עבור לפני כניסה למספר רב של עבודות בחירה קפדניות ומייגעות, בצעו מראש הערכה חסכונית של סדרת המוצרים החלופיים, ובכך צמצמו את מספר החלופות.

עם זאת, איננו יכולים לקחת את התצורה הזו המוערכת על פי מומנט העומס, דרישת המהירות ויחס ההעברה שנקבע מראש כפתרון הסופי עבור מערכת החשמל.מכיוון שדרישות המומנט והמהירות של המנוע יושפעו ממצב ההולכה המכני של מערכת הכוח ויחס יחס המהירות שלה;במקביל, האינרציה של המנוע עצמו היא גם חלק מהעומס של מערכת ההילוכים, והמנוע מונע במהלך פעולת הציוד.זוהי מערכת ההולכה כולה כולל עומס, מנגנון שידור ואינרציה משלה.

במובן זה, הבחירה של מערכת כוח הסרוו אינה מבוססת רק על חישוב המומנט והמהירות של כל ציר תנועה... וכו'.לכל ציר תנועה מותאם יחידת כוח מתאימה.באופן עקרוני, הוא מבוסס למעשה על המסה/אינרציה של העומס, עקומת הפעולה ודגמי שידור מכאני אפשריים, תוך החלפת ערכי האינרציה ופרמטרי הנסיעה (מאפייני רגע-תדר) של מנועים חלופיים שונים לתוכו, והשוואה. המומנט (או הכוח) שלו עם התפוסה של המהירות בעקומה האופיינית, תהליך מציאת השילוב האופטימלי.באופן כללי, אתה צריך לעבור את השלבים הבאים:

בהתבסס על אפשרויות שידור שונות, מפה את עקומת המהירות ואינרציה של העומס וכל רכיב שידור מכני לצד המנוע;

האינרציה של כל מנוע מועמד משולבת עם האינרציה של העומס ומנגנון ההולכה ממופה לצד המנוע, ועקומת דרישת המומנט מתקבלת על ידי שילוב של עקומת המהירות בצד המנוע;

השווה את הפרופורציה והתאמת האינרציה של עקומת מהירות המנוע והמומנט בתנאים שונים, ומצא את השילוב האופטימלי של הנעה, מנוע, מצב הילוכים ויחס מהירות.

מאחר והעבודה בשלבים הנ"ל צריכה להתבצע עבור כל ציר במערכת, עומס העבודה של בחירת הספק של מוצרי סרוו הוא למעשה עצום מאוד, ורוב הזמן בתכנון מערכת בקרת התנועה נצרך כאן בדרך כלל.מקום.כפי שהוזכר קודם, יש צורך להעריך את הדגם באמצעות דרישת מומנט כדי לצמצם את מספר החלופות, וזו המשמעות.

לאחר השלמת חלק זה של העבודה, עלינו לקבוע גם כמה אפשרויות עזר חשובות של הכונן והמנוע לפי הצורך כדי לסיים את הדגמים שלהם.אפשרויות עזר אלה כוללות:

אם נבחר כונן אוטובוס DC נפוץ, יש לקבוע את סוגי יחידות המיישר, המסננים, הכורים ורכיבי חיבור האוטובוס DC (כגון מטוס אחורי) בהתאם לחלוקת הארון;

לצייד ציר/ים מסוימים או את מערכת ההנעה כולה עם נגדי בלימה או יחידות בלימה רגנרטיביות לפי הצורך;

האם ציר המוצא של המנוע המסתובב הוא ציר מפתח או ציר אופטי, והאם יש לו בלם;

המנוע הליניארי צריך לקבוע את מספר מודולי הסטטור בהתאם לאורך המהלך;

פרוטוקול ורזולוציה של משוב סרוו, אינקרמנטלי או מוחלט, סיבוב בודד או רב סיבוב;

…

בשלב זה, קבענו את הפרמטרים המרכזיים של סדרות המותגים האלטרנטיביים השונים במערכת בקרת התנועה מהבקר ועד כונני הסרוו של כל ציר תנועה, דגם המנוע ומנגנון ההילוכים המכני הקשור.

לבסוף, עלינו גם לבחור כמה רכיבים פונקציונליים נחוצים עבור מערכת בקרת התנועה, כגון:

מקודדים עזר (ציר) המסייעים לצירים מסוימים או למערכת כולה להסתנכרן עם רכיבי תנועה אחרים שאינם סרוו;

מודול קלט/פלט מהיר למימוש קלט או פלט מצלמת במהירות גבוהה;

כבלי חיבור חשמליים שונים, לרבות: כבלי חשמל של מנוע סרוו, כבלי משוב ובלם, כבלי תקשורת אפיק בין הנהג לבקר...;

…

בדרך זו, הבחירה של כל מערכת בקרת התנועה הסרוו של הציוד הושלמה בעצם.