罗克韦尔(AB)PLC讲解，运动控制讲解（6）轴的测试和调整

A、连接诊断。

B、自动处理过程（自整定过程）。

C、动态调整。

D、增益调整。

E、输出调整。

A、偏移量调整。

伺服驱动器（伺服放大器）模块7段液晶显示代码与含义。

7段液晶显示指示灯

状态

执行如下操作

动态循环（相位0）

驱动器正在寻找一个闭合的SERCOS环网，等待相位1或采取纠正措施，直到到达相位1

检查光纤连接端

显示固定的1（相位1）

驱动器正在寻找活动（激活的）节点，等待相位2，或采取纠正措施，直到到达相位2

检查节点地址

显示固定的2（相位2）

驱动器正在配置（组态）通信的节点，等待相位3，或采取纠正措施，直到到达相位3

针对安装的硬件，检查电机程序和驱动器配置

显示固定的3（相位3）

驱动器正在配置（组态）设备（电机）相关参数，等待相位4，或采取纠正措施，直到到达相位4

根据选型检查电机产品目录号

显示固定的4（相位4）

驱动器配置（组态）完成，当前处于活动状态

状态指示灯参见出版号2094-um001-zh-p（Kinetix6000多轴伺服驱动器）169页“IAM/AM模块状态指示灯”

闪烁显示E，后面显示两个数字。

驱动器发生故障，处于故障状态

故障代码请参见出版号2094-um001-zh-p（Kinetix6000多轴伺服驱动器）165-168页“Kinetix6000驱动器系统故障代码”

伺服驱动器（伺服放大器）模块状态指示灯含义。

驱动器状态指示灯

变频器状态

可能的解决办法

灭

正常，无故障

无

红色常亮

驱动器发生故障，处于故障状态

故障代码请参见出版号2094-um001-zh-p（Kinetix6000多轴伺服驱动器）165-168页“Kinetix6000驱动器系统故障代码

伺服驱动器（伺服放大器）模块通信状态指示灯含义。

通信状态指示灯

变频器状态

可能的原因

可能的解决办法

灭

无通信

光纤连接松脱

确认光纤电缆的连接适当

光纤电缆破损

更换光纤电缆

接收光纤电缆接到了SERCOS发送连接器，反之亦然

检查SERCOS光纤电缆的连接是否正确

绿色闪烁

正在建立通信

系统仍处于建立SERCOS通信的过程中

等待指示灯变为绿色常亮

驱动器模块上的节点地址设置与控制器中的配置不相符

确认节点地址开关设置是否正确

绿色常亮

通信就绪

无故障或失效

无

伺服驱动器（伺服放大器）模块母线状态指示灯含义。

母线状态指示灯

母线状态

状况

灭

无电源或直流母线不存在

1、当母线电源未接通时，为正常现象

2、存在故障

从IAM存在母线电缆

1、在Logix5000应用程序中，没有将IAM模块配置为CommonBusFollow（公关母线从动）

2、施加直流母线电压后，在正常情况下，指示灯开始闪烁绿色之前有2.5秒的延时，从而使公共母线主模块有时间进行预充电

绿色闪烁

存在母线电源，轴禁用。

无故障

下列情况下为正常：

1、没有向硬件使能输入（IOD-2）端施加24V电压

2、Logix5000程序中未下达MSO指令

绿色常亮

存在母线电源，轴启用。

无故障

下列情况下为正常：

1、向硬件使能输入（IOD-2）端施加了24V电压

2、Logix5000程序中下达了MSO指令

A、连接诊断。

要测试的是：

在进行连接测试之前

如果伺服放大器是Ultra3000，要检验其如下状态：

--7段数字显示器显示4（表示驱动器配置完毕，并处于活动状态）

--ModuleStatus（模块状态）指示灯为绿色闪烁（表示伺服环未闭合=0）

--NetworksStatus（网络状态）指示灯保持绿色

如果伺服放大器是Ultra6000，要检验其如下状态：

--数字显示器显示4（表示驱动器配置完毕，并处于活动状态）

--Bus（总线）指示灯绿色闪烁（表示伺服环未闭合=0）

--Comm（通讯）指示灯保持绿色

在“AxisProperties–Axis0”对话框中的“Hookup”（Hookup[hʊkʌp]连接，接线图）选项卡。如下图所示。

TestIncrement：测试增量。（Test[test]：测试；考验。Increment[ɪŋkrəmənt]：增长，增量；增额）。输入测试时轴所需移动的距离。此处输入360度。

【翻译：手动将轴转动足够大的范围以产生一个标记脉冲信号，并等待命令状态由正在执行中的状态改变为完成状态。如果本次测试标记命令失败，请检查错误产生的原因】

在手动转动轴期间，观察“CommandStatus”（命令状态），当显示由“Executing”（正在执行中）最后变为“CommandComplete”（命令完成）。此时“OK”按钮变为可用状态。

【翻译：在线命令会产生运动。在测试执行期间，观察轴运动的方向。执行在线命令吗？】

电机开始旋转，此时注意观察轴运转的方向以及电机运转是否有异常。

在测试期间，约3S后，电机顺时针旋转一周，且旋转一周的同时，伺服驱动器的“ModuleStatus”（模块状态）或者Bus（总线）指示灯由绿色常亮状态变为闪烁状态（表示伺服环已经断开=0）。当“CommandStatus”（命令状态）由“Executing”（正在执行中）变为“CommandComplete”（命令完成）。此时“OK”

按钮变为可用状态。如下图所示。

【翻译：轴的运转方向是正方向（顺时针）吗？】

【翻译：等待命令状态由正在执行中的状态改变为完成状态。如果本次测试命令失败，请检查错误产生的原因】

【翻译：执行测试成功完成，驱动器极性已经被更新】

注意：如果测试失败，即出现下面所示的对话框。

【翻译：测试命令不能完成。命令超时，“TestIncrement”（测试增量值）可能设置的过大】

A、自动处理过程（自整定过程）（自动调试过程）。

自整定过程是为了设置和优化控制环的功能，使控制环获得最匹配的负载惯量，使得系统响应负载的变化时是平稳的。自整定期间，下列参数将被设置：

--比例增益。

--积分增益。

--最大速度、加速度、减速度。

如果在应用期间负载发生改变，必须对轴进行再次自整定测试。自整定测试过程必须在线进行。如果轴在“Limit”（限制）选项卡中设置了“SoftTravelLimit”（软件行程限制），则在自整定测试过程中必须要取消该限制。

在“AxisProperties–Axis0”对话框中的“Dynamic”（[daɪˈnæmɪk]：动态的；动力的，动力学的）选项卡。如下图所示。

记录下轴的“MaximumSpeed”（最大速度）、“MaximumAcceleration”（最大加速度0）、“MaximumDeceleration”（最大减速度）的值，以备下面的步骤使用。

在“AxisProperties–Axis0”对话框中的“Tune”（[tju:n]：曲调，曲子；（使）和谐，调谐；调整语调；心情）选项卡。如下图所示。

TravelLimit：行程限制。表示自整定期间轴能够移动的最大距离，即调节过程中不允许超出的行程范围。实际的调节过程中，电机轴通过传动机构或者直接与负载相连，所以该值的设置要防止调节过程中对机械设备的损坏，即要将该值设定在负载的限程内，但这并不意味着该值越小越好，如果SERCOS模块在轴运动已经超出行程限制之前，还未能完成对轴的调节，则会弹出对话框提示“Servotravellimitfault”（伺服行程限制故障），并终止调节过程。

Speed[spi:d]：速度。表示自整定期间轴可以达到的最大速度。一般应是最大动态速度的40%到80%之间。比如：当“MaximumSpeed”（最大速度）=15300时，则“Speed”（速度）=15300X40%=6120。

Torque/Force：扭矩/力。表示自整定期间传递给轴的最大转矩/力命令值，应该设置为允许的最大的安全转矩级别。一般来说，如果设置为较小的值，则是为了限制轴的重载。若设置为100，表示调节过程中轴的最大转矩/力为100%额定转矩。

Direction：方向。表示调试驱动器时命令的运动曲线的方向。如左图所示。一般设置为“ForwardUni-directional”（单向正向），表示在轴正方向（顺时针）运动时调节增益。

注意：“ForwardBi-directional”（双向正向）和“ReverseBi-directional”（双向反向）主要用于调节摩擦补偿（FrictionCompensation）和转矩偏移（TorqueOffset）。

DampingFactor[dæmpiŋˈfæktə]：制动阻尼因子（因数）（系数）。

注意：如果阻尼系数较小，对轴执行阶跃响应时会使轴产生不可控的振动。如果阻尼系数较大，虽然使系统的阶跃响应没有超调并且很稳定，但动态响应会变慢。

Tune：整定。实际使用中，需要根据电机轴所连接的实际负载情况、现场条件等因素，来进行适当的选择，从而使调节后的轴运动更加稳定，响应更加快速。主要由以下几项组成：

--PositionErrorIntegrator：位置误差积分器。决定是否计算位置积分增益。

--VelocityErrorIntegrator：速度误差积分器。决定是否计算速度积分增益。

--velocityFeedforward：速度前馈。决定是否计算速度前馈量。

--AccelerationFeedforward：加速度前馈。决定是否计算加速度前馈量。

--OutputFilter：输出过滤器。决定是否计算输出过滤带宽和是否使用输出低通滤波。

--TorqueOffset：扭矩偏移量。决定是否计算转矩偏移量，此值将在“Offset”（偏移量）页面“Torque/ForceOffset”（扭矩/力偏移量）中被使用。如果此处未选择，则对应的值=0。

--FrictionCompensation：摩擦补偿。（Friction[frɪkʃn]：摩擦（力）；冲突）。决定是否计算摩擦补偿，此值将在“Offset”（偏移量）页面“FrictionCompensation”（摩擦补偿）中被使用。如果此处未选择，则对应的值=0。

单击“StartTuning”（开始整定）按钮开始整定，弹出如下对话框。

【翻译：在线命令可能导致轴的运动，执行在线命令吗？】

PositionLoopBandwidth：位置环带宽。表示运动轴位置给点的相应速度。一般来说，带宽越高响应越快。

LoadInertiaRatio：负载惯量比。（Load[ləʊd]：负载。InertiaRatio[iˈnə:ʃjəˈreiʃiəu]：惯性（量）比）。表示负载惯量和电机惯量之间的比值。

其中“CommandStatus”（命令状态）显示为“CommandComplete”（命令完成）。

【翻译：等待命令状态由正在执行中的状态改变为完成状态。如果本次测试命令失败，请检查错误产生的原因】

【翻译：应用自整定成功完成，自整定相关的属性已被更新，可以参考帮助列表】

如果测试失败，弹出下图所示的对话框。

【翻译：自整定命令不能完成，命令超时】

自整定过程改变的相关属性（参数）：

“Gain”（增益）选项卡

VelocityFeedforwardGain（速度前馈增益）

AccelerationFeedforwardGain（加速度前馈增益）

PositionProportionalGain（位置比例增益）

PositionIntegralGain（位置积分增益）

VelocityProportionalGain（速度比例增益）

VelocityIntegralGain（速度积分增益）

“Dynamic”（动态）选项卡

MaximumVelocity（最大速度）

MaximumAcceleration（最大加速度）

MaximumDeceleration（最大减速度）

“Output”（输出）选项卡

TorqueScaling（转矩缩放）（转矩比例）

VelocityScaling（速度缩放）（速度比例）

LowPassOutputFilter（低通输出滤波器）

“Limit”（限制）选项卡

PositionErrorTolerance（位置偏差容限）

自整定调节过程中可能遇到的普遍故障。

1、”TuneSpeed”（调节速度）设置的过低。如下图所示。检查其值是否为“Dynamic”（动态）选项卡中“MaximumSpeed”（动态最大速度）的40%至80%。

【翻译：调节速度过低，自整定命令不能完成】

2、”TuneSpeed”（调节速度）确实在40%至80%之间，但仍然失败的话，可能是因为机械未能和带负载的电机相匹配。

自整定命令不能完成，伺服行程限制故障。如下图所示。可能存在的原因：

1、“TuneTravelLimit”（调节行程限制）设置的过低。

2、“TuneSpeed”（调节速度）确实在40%至80%之间，所以调节速度没有达到造成限制故障。