双优先编码器_SPS主轴双闭环应用(增量编码器)

一、双闭环方案说明

所谓双闭环控制，就是使用光栅尺或主轴PG直接检测控制对象的设备位置，进行信息反馈位置控制的控制模式，可不受传动环节、机械误差以及温度对位置变动产生影响进行控制。构建双闭环控制系统，可以实现超微指令的高精度定位。

电机轴编码器(PG1)和主轴编码器(PG2)都接到主轴伺服驱动器，两个编码器器都是增量式编码器。针对主轴跟电机轴之间是皮带传动，齿轮传动，传动比非1:1，要求主轴分度控制精度高，主轴准停位置精确的场合，优先选用此方案。

目前SPS双闭环型号：SPS-4T**-DCL02，软件版本P98.00=5.00，P98.03=5.01

二、接线定义(新代系统)

CN2管脚接线定义			新代GTA-E系统管脚定义
定义	管脚	备注	I/O板
24V	22	24V和XCOM要求短接。
XCOM	48	24V和XCOM要求短接。
DI1	9	正转
DI3	11	主轴准停(需要驱动器自身执行回零的焊接此端子，不需要的不用焊接)
DI2	10	系统回零使能，需要短接。(需要系统回零的选择焊接此端子)
DI4	12	系统回零使能，需要短接。(需要系统回零的选择焊接此端子)
COM	33	数字量输入0V公共端
DO3+	38	故障输出+
DO3-	39	故障输出—
			P4(15针插头)
PA+	25	脉冲输入PA+	CW+ (11脚)
PA-	24	脉冲输入PA-	CW— (12脚)
PB+	50	脉冲输入PB+	CCW+(13脚)
PB-	49	脉冲输入PB-	CCW—(14脚)
PAO+	17	脉冲分频输出A+	A+ (1脚)
PAO-	42	脉冲分频输出A-	A— (2脚)
PBO+	18	脉冲分频输出B+	B+ (3脚)
PBO-	43	脉冲分频输出B-	B— (4脚)
PZO+	19	脉冲分频输出Z+	Z+ (5脚)
PZO-	44	脉冲分频输出Z-	Z— (6脚)
外置编码器接法
驱动器CN2侧			外置编码器信号
+5V	4	5V	5V
GND	29	0V	0V
HPA+	20	A+	A+
HPA-	21	A-	A-
HPB+	45	B+	B+
HPB-	46	B-	B-
驱动器CN3测
Z+	5		Z+
Z-	6		Z-
电机测编码器接法
驱动器CN3测			电机编码器信号
+5V	7		+5V
GND	8		GND
A+	1		A+
A-	2		A-
B+	3		B+
B-	4		B-

三、新机器调试步骤：

1、电机参数自学习

设置P00.05=2变频器初始化。

设置电机参数：(以7.5KW举例)

P03.00	7.5	电机额定功率
P03.01	300	电机额定电压
P03.02	19.4	电机额定电流
P03.03	50	电机额定频率
P03.04	1500	电机额定转速
P02.15	266.7	最大输出频率(根据系统最高转速需求计算得到)
P02.16	266.7	上限频率

设置编码器的参数：

P04.05

2048(根据现场的编码器设置)

编码器线数

判断编码器反馈是否正常的步骤(采用开环控制，监测编码器反馈值)：

设置好以上参数后，设置P02.00=02(V/F模式)，P02.05=10HZ，P02.01=1运行，观察运行是否正常，观察P01.13实测频率。

若P01.13显示值为9~10之间，且显示值稳定，则表示编码器反馈实测频率正常。

若P01.13显示值为负的，也就是显示值前面有“-”号，则需要将P04.06改为1。

若P01.13显示值不是9~10之间，请检查电机额定参数和编码器参数设置是否正确。

若P01.13显示值为0或在0附近，请检查编码器信号接线是否有问题。

旋转自学习方式：

A、请将电机轴脱离负载并仔细确认其安全性，禁止电机带负载进行旋转整定。(车床带主轴学习也可以)

B、设置P02.00=01(异步电机闭环矢量)，P03.24=2，电机自动旋转并停止则代表学习完成，P03.06至P03.10的值会自动写入。

2、切为双闭环

P33.00=1使能全闭环方式

2.1、传动比学习计算(理论值)：

设置第二编码器参数：P33.02=0(PG2类型)，P33.06(PG2线数)。

若已知传动比N的情况下，正确计算设置P33.08和P33.07：

分母P33.08实际是一个固定的值，其值固定为4*PG2线数，分子P33.07的值按如下计算：传动比N*4*PG1线数

P33.07=N*4*PG1

P33.08=4*PG2

备注：PG1是电机轴编码器线数，PG2是主轴编码器线数

2.2、若不知道准确的传动比的情况下，采用自学习的方式学习得到传动比

设置第二编码器参数：P33.02=0(PG2类型)，P33.06(PG2线数)，之后使能驱动器以15.00HZ运行起来(P02.05=15.00，P02.01=1)，察看P33.11，P33.12(PG1，PG2计数方向)是否同为正值或同为负值，如果不是，说明PG2方向反了，需要把PG2方向取反(P33.01的值取反)；

确认好PG1和PG2的方向一致后，再使能运行(P02.05=15.00，P02.01=1)，然后执行传动比例系数自动学习，设置P33.09=0(默认值为1，改成0使能传动比学习，学习完成后自动变成1；这时查看P33.07，P33.08就是学习到的传动比例系数)，对比通过自学习得到的传动比的值(P33.07和P33.08)和理论计算的是否一致，若偏差不大则以计算的值为准(排除掉学习过程中会存在误差)，若学习到的和理论的值偏差太大，需查找原因。

以上都设置好后，驱动器断电，完全熄灭后再上电。

3、切入系统控制(根据功能需求选择设置参数)

1)脉冲给定频率指令+脉冲分度指令需要设置如下参数：

备注：如果不需要分度功能，只是速度模式运行，则以下参数中，P09.03，P30.00，P30.10，无需设置。

P02.04	10	脉冲给定频率指令
P04.07	2048	电机每转脉冲指令
P04.08	0000	百位设置为1 ，分频脉冲方向取反逻辑设置，根据系统接收到的脉冲方向设置。
P09.03	02	反转使能(DI4)
P09.22	0	设置4：DO3故障输出反逻辑(配合系统故障接收情况设置)
P30.00	1	速度——》位置模式切换
P30.01	0000	个位：脉冲形式 0：:A/B脉冲 1：Plus+Sign脉冲百位：脉冲输入方向 1：正转 2：反转千位：脉冲输入来源 0：PA/PB输入 1：HPA/HPB脉冲输入
P30.10	3	位置环增益切换方式
P31.00	0001	驱动器执行准停使能开关

2)模拟量速度指令+脉冲分度指令需要设置如下参数：

备注：如果不需要分度功能，只是需要模拟量速度运行，则以下参数中P04.07，P30.00，P30.01，无需设置。

P02.04	03	模拟量给定频率指令
P10.01	009	AI1口模拟量单极性
P10.06	99.0	AI1最大给定值，系统给定最大模拟量10V,观察P01.20的值，例：P01.20=9.90,则P10.06设置99.0
P10.08	0.2	AI1最小给定值，系统给定最小模拟量0V,观察P01.20的值，例：P01.20=0.02,则P10.08设置0.2
P10.29	0000	0速矫正，设定0速，监控P01.20的模拟口电压，通过更改P10.29修正P01.20显示为0.00.
P04.07	2048	电机每转脉冲指令
P04.08	0000	百位设置定义：分频脉冲方向取反逻辑设置，根据系统接收到的脉冲方向设置。
P09.03	02	反转使能(DI4)
P09.22	0	设置4：DO3故障输出反逻辑(配合系统故障接收情况设置)
P30.00	1	速度——》位置模式切换
P30.01	0000	个位：脉冲形式 0：:A/B脉冲 1：Plus+Sign脉冲百位：脉冲输入方向 1：正转 2：反转千位：脉冲输入来源 0：PA/PB输入 1：HPA/HPB脉冲输入
P31.00	0001	驱动器执行准停使能开关

设置好以上参数，系统操作运行即可。

4、相应调整以下刚性增益。

P05.00	50.0	低速环KP
P05.01	0.100	低速环I
P05.04	40	高速KP
P30.08	300	位置环增益1
P30.09	600	位置环增益2

5、重要监控参数

P01.13	编码器反馈频率(用于判断电机编码器的信号有无问题)
P01.18	端子的闭合状态(用于判断多功能端子的输入)
P01.36	脉冲指令输入
P01.07	输出电流
P01.16	直流母线电压
P01.37	电机轴编码器PG1计数值(0—4*P04.05变化)
P01.39	编码器Z相位置，此值在上电后，保持不变，若变化说明Z信号被干扰，会导致准停不准。
P01.40	主轴编码器PG2计数值(0—4*P33.06变化)

针对调试好的机器整理相应参数表

批量生产的机型(配置一致)，按照参数表设置参数即可。

例SPS-4T11-DCL02+7.5KW电机+2048线PG1+2048线PG2
功能码	设置值	功能定义	备注
P02.00	01	闭环矢量控制
P02.04		频率给定源	03：模拟量给定 10：双向脉冲给定
P02.13	3	加速时间
P02.14	3	减速时间
P02.15	266.7	最大输出频率	最大转速8000rpm (根据需求设置)
P02.16	266.7	上限频率	最大转速8000rpm (根据需求设置)
P03.00	7.5	电机额定功率	按照电机名牌设置
P03.01	300	电流额定电压
P03.02	19.4	电机额定电流
P03.03	50	电机额定频率
P03.04	1500	电机额定转速
P03.06	0.410	电机定子电阻	旋转自学习得到
P03.07	5.44	电机漏感
P03.08	0.409	电机转子电阻
P03.09	97.36	电机互感
P03.10	5.5	电机空载电流
P04.05	2048	编码器线数
P04.06	1	编码器方向
P04.07	2048	电机每转脉冲指令	电机每转脉冲指令
P04.08	0000	分频脉冲方向	百位设置定义：分频脉冲方向逻辑设置
P05.00	50	低速KP
P05.01	0.100	低速I
P05.04	40	高速KP
P05.05	0.100	高速I
P05.15	200	转矩限制值
P05.16	200	转矩限制值
P09.03	02	反转使能	DI4定义反转使能， DI2和DI4短接后，配合系统回零
P09.22	0	输出端子逻辑	4：故障输出常闭 0：故障输出常开配合系统设置
P10.01	009	AI1模拟量电压给定
P10.06	99.0		AI1最小给定值，系统给定最高转速, 观察P01.20的值例：P01.20=0.02, 则P10.08设置0.2
P10.08	0.2		AI1最小给定值，系统给定0速观察P01.20的值例：P01.20=0.02, 则P10.08设置0.2
P10.29			0速矫正， AI1口模拟量零偏，监控P01.20的值，通过更改P10.29，修正P01.20为0.00
P30.00	1	速度模式切换
P30.01	0000	脉冲输入选择	普通脉冲输入口， A/B相
P30.08	300	位置增益1
P30.09	600	位置增益2
P30.10	3	位置增益切换
P31.00	0001	主轴准停使能开关	驱动器准停，需要设置
P33.00	1	全闭环使能
P33.01	1	主轴编码器方向	通过双闭环调试过程判断
P33.02	0	主轴编码器类型
P33.06	2048	主轴编码器线数
P33.07			双闭环传动比自学习过程得到
P33.08			双闭环传动比自学习过程得到
P98.01	5.00	软件版本	只读参数
P98.03	5.01	软件版本	只读参数