6ES7223-1PM22-0XA8详细说明

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上位机同步运动数据的产生

同步运动数据的产生任务放在到北京首科凯奇电气技术有限公司开发的软-comacplc系统中。该公司的软plc系统，硬件系统采用的是工业计算机平台,操作系统采用的是微软推出的wince嵌入式操作系统。在此软plc系统中，建立了快逻辑任务和慢逻辑任务，快逻辑用于对时间要求高的场合,如紧急情况处理,高精度采样等情况，慢逻辑任务主要用于一般对时间要求不高的场合。快逻辑任务是一个需要定时执行的任务（类似于中断服务程序），该任务必须在一个系统采样周期内执行完成，慢逻辑任务是一个无限循环，它可以在几个系统采样周期内完成[2]。快逻辑任务通过定时控制器8254来完成定时，定时周期为1毫秒。在执行过程中每一次采样周期都执行一次快逻辑任务，产生成同步运动数据。为了保持各个从动轴相对于主轴的同步关系，建立运动参考数据源来虚拟主轴运动状态。在每个系统采样周期中，根据虚拟主轴的运动状态，以及各个从动轴的同步运动要求，分别计算各个从动轴的位置信息，产生各个从动轴的同步运动数据，放入can控制器的发送队列等待发送，如图4。把运动数据产生和运算任务放在快逻辑任务中，保证产生运动数据的实时性。

同步接口技术协议

本系统总线波特率设为1mbps，位传输时间τbit为1×10-6秒。每个数据帧由8个字节组成，发送报文数据帧长度固定为131位（29位标识符），反馈报文长度为99位。数据帧传送时间cm=131μs。把同步控制信号线conclk，作为同步周期信号线和报文的基准信号线。同步控制信号周期为2ms，高电平有效，信号电平宽度为10。正常通讯时，一个控制周期内can网络可以传送16个同步数据报文。控制器在conclk 上跳沿之后50μs内发出指令报文，驱动器在接受到指令报文后100微秒内发出反馈报文。指令报文内容包括位置指令值、逻辑接口信号输入，其中位置指令占用4个字节（32位），逻辑接口信号输入占用一个字节。逻辑接口信号输入包括驱动器使能、复位等指令。在反馈报文中，包括伺服运行状态信息和故障信息，

为适应复杂的多参数调节的需要，伺服放大器设置由三个输入信号通道和一个位置反馈信号通道。因此，它可以同时输入三个输入信号和一个位置反馈信号。在单参数的简单调节系统中，只使用其中一个输入通道和反馈通道。

在伺服放大器中，前置磁放大器把三个输入信号和一个反馈信号综合为偏差信号，并放大为电压信号u22-21输出。此输出电压同时经触发器1（或2）转换成触发脉冲去控制晶闸管主回路1（或2）的晶闸管导通，从而将交流220v电源加到两相伺服电机绕组上，驱动两相伺服转动。当△1>;0时，u22-21>;0，触发器2和主回路2工作，两相伺服电机正转；当△1<0时，，触发器1和主回路1工作，两相伺服电机反转；两组触发器和两组晶闸管主回路的电路组成及参数完全相同，所以当输入信号和与位置反馈电流if相平衡，前置磁放大器的输出u22-21≈0，两触发器均无触发脉冲输出，主回路1和2中的晶闸管阻断，两相伺服电动机的电源断开，电动机停止转动。

由此可见，伺服放大器相当于一个三位式无触点，并具有很大的功率放大能力。

转动惯量=转动半径*质量

低惯量就是电机做的比较扁长，主轴惯量小，当电机做频率高的反复运动时，惯量小，发热就小。所以低惯量的电机适合高频率的往复运动使用。但是一般力矩相对要小些。高惯量的就比较粗大，力矩大，适合大力矩的但不很快往复运动的场合。因为高速运动到停止，驱动器要产生很大的反向驱动电压来停止这个大惯量，发热就很大了。

惯量就是刚体绕轴转动的惯性的度量，转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量。它与刚体的质量、质量相对于转轴的分布有关。（刚体是指 理想状态下的不会有任何变化的物体）,选择的时候遇到电机惯量，也是伺服电机的一项重要指标。它指的是伺服电机转子本身的惯量，对于电机的加减速来说相当重要。如果不能很好的匹配惯量,电机的动作会很不平稳.

一般来说，小惯量的电机制动性能好，启动，加速停止的反应很快，高速往复性好，适合于一些轻负载，高速定位的场合,如一些直线高速定位机构。中、大惯量的电机适用大负载、平稳要求比较高的场合，如一些圆周运动机构和一些机床行业。

如果负载比较大或是加速特性比较大，而选择了小惯量的电机，可能对电机轴损伤太大，选择应该根据负载的大小，加速度的大小，等等因素来选择，一般的选型手册上有相关的能量计算公式。

伺服电机驱动器对伺服电机的响应控制，*佳值为负载惯量与电机转子惯量之比为一，*大不可超过五倍。通过机械传动装置的设计，可以使负载

惯量与电机转子惯量之比接近一或较小。当负载惯量确实很大，机械设计不可能使负载惯量与电机转子惯量之比小于五倍时，则可使用电机转子惯量较大的电机，即所谓的大惯量电机。使用大惯量的电机，要达到一定的响应，驱动器的容量应要大一些

对于自动化企业的采购和工程技术而言，选型之后，如何给步进电机适配合适的驱动器就成了重中之重。驱动器的质量和寿命固然是选型驱动器的重要因素。那么，步进电机要工作，驱动器的电压和电流就得确定下来。步进电机驱动器的电压和电流应该如何确定呢？如何配用步进电机驱动器？本文针对电压和电流建议两种方案来确定步进电机驱动器配用。

根据电机类型，可通过拨码开关选择运行电流和细分，md2545和md2778有8种细分，8种电流供选择。适用于山社所有的两相步进电机。

1.步进电机驱动器电压的确定

混合式步进电机驱动器的供电电压一般是一个较宽的范围(比如md2522的供电电压为12-48vdc)，电源电压通常根据电机的工作转速和响应要求来选择。

如果电机工作转速较高或响应要求较快，那么电压取值也高，但注意电源电压的纹波不能超过驱动器的*大输入电压，否则可能损坏驱动器。

2.步进电机驱动器电流的确定

供电电源电流一般根据驱动器的输出相电流i来确定。如果采用线性电源，电源电流一般可取i 的1.1～1.3倍;如果采用，电源电流一般可取i 的1.5～2.0倍。例如md2522，驱动电流就是0.3~2.2a/相。

给步进电机适配合适的步进电机驱动器：根据电机的电流，配用大于或等于此电流的驱动器。如果需要低振动或高精度时，可配用细分型驱动器。对于大转矩电机，尽可能用高电压型驱动器，以获得良好的高速性能