经过上文分析可知,当伺服驱动器在位置控制模式和速度控制模式下,扭矩给定值是不能人为设定的,只能做限幅操作。因为此时该设定值的来源都是速度环的控制器输出,不能人为干预,但可以根据工艺需求进行幅值的限制。而当伺服驱动器工作在扭矩模式时,扭矩设定值和扭矩限幅值可以人为修改,但位置不可知,速度不可控。
3.1 位置控制模式下实现扭矩限幅
3.1.1 EPOS模式下的扭矩限幅
在 EPOS模式下实现扭矩限幅借助于固定停止点功能实现,该功能可以完成拧紧或夹紧的相关工艺,比如让电机带着螺丝旋转,当扭矩达到限制的紧固扭矩后反馈已到达并且螺丝不再旋转的标志位。此功能包含在EPOS 模式的运行程序段中,具体设置方法如下:
图3.1 EPOS模式下的扭矩限幅设置
3.1.2 工艺对象(TO)模式下的扭矩限幅
工艺对象(TO)模式下进行扭矩限幅时需要根据组态时所选择的报文来确定实现方式。当选择3号报文组态工艺对象(TO)时,需要增加附加750报文完成扭矩限幅,因为3号报文中没有扭矩限幅相关的控制字,而当选择102/105报文组态工艺对象(TO)时,既可以选择102/105报文自带的MOMRED 进行扭矩限幅,也可以选择附加750报文进行扭矩限幅,具体实现方法如下:
注意:S7-1200 系列 PLC 在工艺对象(TO)模式下组态750报文后无专用指令,需要根据下图提供的对应关系直接操作给750报文分配的Q地址。
图3.2 750报文扭矩限幅数据对应关系
S7-1500系列PLC使用102/105报文组态工艺对象时可以使用指令MC_TorqueLimiting指令的模式0进行扭矩限幅,如果组态了750报文,也可以使用MC_TorqueRange指令进行扭矩限幅,需要注意的是这两个指令不能激活,否则会报错。
图3.3 MC_TorqueLimiting指令
图3.4 MC_TorqueRange指令
3.2 速度控制下实现扭矩限幅
速度控制是在位置控制的基础上去掉了Zui外层的位置环,结合上文分析可知,当去掉位置环后基本定位器(EPOS)模式将不存在,参考工艺对象(TO)模式时伺服驱动器本身就是工作在速度模式下,3.1.2所讲解的扭矩限幅方式依然可用,具体实现步骤如下:
2)选择报文:主报文(+750)
3)使用 750 报文或 MOMRED 进行扭矩限幅
图3.5 MOMRED控制字和扭矩限幅对应关系
3.3 扭矩控制模式下的扭矩给定和限幅
V90 伺服驱动器有两个版本,分别是 PTI 脉冲序列版本和 PN 通信版本。其中PTI脉冲序列版本可以直接设置扭矩模式(T),扭矩设定值可以配置为模拟量给定或通信给定。配置实现相对简单,而PN版本伺服驱动器的扭矩控制模式比较隐蔽,在驱动器控制模式配置时只能看到速度模式(S)和基本定位器模式(EPOS),想要配置成扭矩控制模式需要报文控制位的参与。
图3.6 102/105报文第一个控制字
图3.7 750报文扭矩设定数据对应关系