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                        中國射流管電液伺服閥技術開拓者

                        網站首頁    伺服放大器    P-I伺服控制器
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                        P-I伺服控制器使用說明書

                        P-I伺服控制器

                        P-I伺服控制器使用說明書

                        1、適用范圍

                        本使用說明書僅適用于704所制造P-I伺服控制器。說明書為用戶提供下列方面信息:

                        ①根據實際應用確定閉環控制結構

                        ②根據此說明書確定系統配置

                        ③繪制接線圖

                        ④安裝系統

                        img1

                        圖1 P-I伺服控制器前面板示意圖

                        說明書并不包括液壓設計、執行機構的選擇、反饋傳感器的選擇、性能評估等。如需提供更詳細的幫助,可聯系資深電氣工程師。

                        2、產品概述

                        P-I伺服控制器是一種通用的、用戶可配置的控制器??刂破鲀炔康倪x擇開關可以選擇比例控制、積分控制或者兩者的組合。通過面板上的電位器和內部開關可以選擇多種不同的放大器特性,這樣能使控制器應用在許多不同的場合。

                        3、安裝

                        3.1安裝方式

                        該控制器采用標準DIN軌安裝結構,垂直安裝在工業鋼制外殼的水平DIN導軌上。導軌釋放固定夾應正面朝下,使面板和終端標識符可讀,且便于控制器內部電子元件接受冷卻氣流。

                        該模塊在放置時,需重點考慮附近其他設備的電磁干擾(EMI)。例如,變頻和交流伺服驅動器會產生較高的電磁干擾。所以,在放置控制器之前需檢查附近其他設備的電磁兼容性。

                        3.2冷卻

                        控制器的頂部和底部均留有通風孔,用于內部電路板上元件的散熱。保持通風孔周圍的整潔,并確保設備下方沒有熱源。

                        3.3接線

                        接線時,需留有足夠的電纜長度,一般大于100毫米,以便取下外殼時,控制器電纜仍然連接,并可在系統工作的狀態下調整板上的撥碼開關。

                        所用信號線在0.2 mm2到2.5 mm2均可,從電流負載的角度,0.2 mm2已足夠。圖2為P-I伺服控制器首選接線圖,圖3為P-I伺服控制器替代接線圖。

                        3.4電磁干擾

                        該控制器發射的電磁干擾遠低于CE標準,所以不需要額外的保護措施。接線時應注意防止外部的電磁干擾對它的影響。建議所有電纜均使用屏蔽電纜并在機架端良好接地。如不能,控制器的接線端提供了屏蔽地。另外,線頭應盡可能短。

                        img2
                        img3

                        圖2 P-I伺服控制器首選接線圖              圖3 P-I伺服控制器替代接線圖

                        4、電源

                        輸入電壓:24V (22至28V) ,如果是非穩壓電源輸入,波紋底部波形不應低于22V。

                        輸入電流:無負載時,75mA@24V;100mA負載時,200mA@24V。

                        建議在24V電壓輸入端接一個M205(250mA慢熔保險絲)用來保護電路。

                        5、設置調整

                        為了對電路板進行設置,需將電路板將殼中抽出,具體打開方法見第17節。用于調節的插入式電阻均為1%精度的金屬膜電阻。插入式電阻位置及撥碼開關位置和通斷狀態見圖4和圖5所示。

                        img4

                        圖4 P-I伺服控制器內部選擇開關和可插拔電阻位置示意圖

                        img5

                        圖5 P-I伺服控制器內部開關狀態示意圖

                        該控制器的出廠默認設置如表1、表2所示:

                        表1

                        選擇開關

                        序號

                        功能

                        通斷

                        上板

                        SW1

                        1

                        I lim

                        off

                        2

                        INT

                        off

                        3

                        PROP

                        on

                        4

                        5mA

                        off

                        5

                        10mA

                        off

                        6

                        20mA

                        off

                        7

                        30mA

                        off

                        8

                        50mA

                        on

                        表2

                        選擇開關

                        序號

                        功能

                        通斷

                        上板

                        SW3

                        1

                        4~20mA

                        off

                        2

                        ±10V

                        on

                        3

                        4~20mA

                        off

                        4

                        4~20mA

                        off

                        SW2

                        1

                        CMD LAG

                        off

                        2

                        Iin = E

                        on

                        3

                        Iin = P

                        off

                        4

                        V

                        off

                        5

                        V

                        off

                        6

                        V

                        off

                        7

                        I

                        on

                        8

                        I

                        on

                        下板

                        SW1

                        1

                        spare

                        off

                        2

                        ENABLE

                        on

                        3

                        DITHER

                        off

                        4

                        4~20mA

                        on

                        R17: 100k(比例增益范圍為1至20)

                        R34: 100k(輸入2 至偏差放大器)

                        R33: 未接入(輸入2至輸出放大器)

                        R16: 未接入(反饋微分項)

                        反饋增益和調零電位器:4~20mA輸入配置

                        顫振信號發生器電位器:逆時針旋到底

                        輸入1電壓范圍電位器:逆時針旋到底

                        比例增益電位器: 逆時針旋到底

                        積分增益電位器: 順時針旋到底

                        偏差: 0V

                        注意:如反饋放大器輸入4~20mA電流信號,則不需要調節反饋增益和調零電位器,這在出廠時已調好,如需重新調整,請聯系資深電氣工程師。

                        6、輸入配置

                        控制器中三個輸入端均可用于反饋輸入或控制命令輸入。

                        在選擇信號時需注意極性,確保實現整個閉環控制系統的負反饋。由于誤差放大器將輸入信號疊加,傳感器反饋信號必須是與控制命令相反的極性。有以下兩種方式:

                        將一個相反極性的反饋傳感器信號連接到輸入1,輸入2或反饋放大器的正輸入端。

                        若反饋傳感器信號與控制命令極性相同,那只能將反饋傳感器信號連接至反饋放大器的負輸入端。

                        6.1反饋輸入

                        反饋放大器是反饋信號的最佳選擇。理由如下:

                        ①反饋放大器使輸入1也可作為控制命令的輸入。詳見6.2

                        ②反饋放大器能正相或反相輸入。

                        ③反饋放大器設置了調零和增益兩個電位器,可根據具體需要進行調節。

                        ④控制器面板上提供了零偏調節和增益調節兩個測試孔,便于調節和故障維修。

                        ⑤反饋放大器的輸出端設有一個插入式電阻R16,可構成微分控制。

                        系統設定值:

                        反饋放大器的出廠默認設置為:當420mA的電流信號從18接線端流入,17端流出時,反饋放大器輸出為0~-10V。若將兩個接線端的電流信號反相輸入,放大器將不會輸出0+10V。如要輸出0+10V,需另外調節反饋增益和調零電位器。

                        6.2輸入1

                        輸入1為±10V非反相電壓輸入,有兩大功能:

                        ①調節輸入端的電位器,使較大的輸入信號減小,與其他輸入端的小信號相匹配??s小范圍為10至100%。例如,將電位器順時針旋到底,100V的輸入信號就能與其他輸入端的10V信號相匹配。

                        ②輸入1提供了一個滯后55mS的開關選擇,可以消除輸入信號的電壓瞬變,防止輸出漂移。

                        因此,輸入1更適合控制命令的輸入。如果輸入的是反饋信號,必須把滯后開關斷開。電位器后的輸入電阻為94KΩ。

                        6.3輸入2

                        輸入2為非反相輸入??赏ㄟ^撥碼開關選擇420mA電流信號輸入或±10V電壓信號輸入。420mA轉換器可將420mA的電流信號轉換成0+10V的電壓信號。當420mA電流檔合上時,R34將轉換器的輸出和伺服放大器的輸入連接。插入式輸入電阻R34為100KΩ,當開關撥至電壓檔時,輸出010V。輸入2適合控制命令或反饋輸入。如需更大的輸入電壓范圍,可增大R34的阻值。

                        7、輸出配置

                        根據閥的輸入要求選擇輸出檔。電壓檔合上,通過最小負載200歐的電阻,輸出±10V。電流檔合上,通過撥碼開關可選擇±5mA±100mA的不同電流輸出。其中,撥碼開關的選擇可累加。例如,如需要±45mA范圍的電流輸出,可以將30mA、10mA和5mA的開關合上。電流輸出的最大負載為:

                        img6Ω

                        例如:50mA電流輸出時,RL max為181Ω。放大器的輸出不能超過選定的滿量程輸出的105%。如果比例和積分控制都已經飽和,輸出將不再是所選滿量程的兩倍,而仍是滿量程的105%。

                        8、步進按鈕

                        步進按鈕輸入50%閥驅動信號至輸出。按鍵釋放時,閥驅動器恢復原狀。此功能有益于閉環增益的優化。

                        9、比例-積分選擇

                        對于位置閉環系統,只需選擇比例控制。對于壓力或速度閉環系統,先積分,再比例。詳見12。

                        10、積分輸入

                        控制器中,增益輸入偏差放大器后接了比例放大器和積分放大器。這兩個放大器的輸出可通過撥碼開關選擇接入輸出放大器,從而驅動閥。

                        積分輸入有兩種,可通過開關選擇:偏差放大器的輸出或者比例控制的輸出。

                        11、比例控制

                        在位置閉環系統中只需選擇比例控制。通過步進按鈕輸入50%的閥驅動信號。根據實際需要調節比例增益,同時觀察面板上的閥測試孔或者反饋信號。比例運放的增益范圍可通過改變插入式電阻R17的阻值實現。出廠時R17為100K,增益范圍為1至20。R17為200K時,增益范圍則為2至40。R17取值為100K至10M時,電路均能工作正常。

                        注意:如果比例增益倍數在增加,步進按鈕動作應減慢。

                        12、比例-積分控制

                        積分輸入為偏差放大器的輸出:首先選擇積分控制。按下步進按鈕,增大積分增益直至觀察到反饋信號超調。然后選擇比例-積分控制,增大比例增益來減小超調量。也可先調節比例再積分。

                        若積分輸入為比例控制的輸出,這種情況下只能先積分再比例。

                        13、積分限定

                        通過撥碼開關可選擇積分限定。開關合上時,積分輸出減少至約開關斷開時的15%。積分限定常用于可能需要積分控制確保穩定狀態的準確性的位置閉環系統中。在壓力閉環系統中,如果閥驅動信號飽和,也可通過積分限定來限制過沖。

                        14、顫振

                        顫振頻率為固定的200Hz,對于所有的閥驅動信號,顫振信號的大小均可通過面板上的電位器調至±10%的閥驅動信號。顫振很少用于位置閉環系統中,更適合用于壓力和速度閉環系統中。顫振可能會影響閥的壽命,所以需盡量保持在最小值。

                        15、使能

                        電路板上的繼電器需要通電工作,將控制器輸出端接至接線端和積分器。供電電源24V接至合適的接線端給繼電器上電。電路板上的使能開關可設置成永久給繼電器通電,從而提供永久的使能信號。

                        16、到位

                        當閥門驅動信號低于所選信號滿量程的±10%時,“到位”信號有效,在“+”和“-”接線端之間產生一個光電隔離電流通道,一般連接到PLC作為下一程序的啟動信號。由于是光電隔離的電流通道,其“+”接線端電壓不能超過40V,“-”接線端的負載電流確保不超過20mA。

                        速度閉環系統中,到位信號并不需要。

                        17、將電路板從殼子中取出

                        在設置撥碼開關和操作步進按鈕時需要將電路板從外殼中取出。用一支鋼筆或螺絲刀推一邊的一個接頭,同時輕輕拉動上面的頂蓋,蓋子將釋放約一毫米。對這邊的另外的一個接頭重復同樣的動作,取下蓋子。然后取下電路板直至所有的開關裸露。撥動開關時,連接線可使電路板位置保持不變。

                        18、產品規格

                        功能: P、I或P-I,開關可選
                        輸入1: 最大95V并由開關選擇滯后55ms
                        輸入2:

                        4~20mA電流通過240Ω負載電阻,在R34上產生0~+10V

                        電壓;或R34上直接通0~10V電壓
                        反饋輸入:

                        差分4~20mA電流或±10V,開關可選,最大±15V

                        輸入電阻100K,±10V

                        輸入電阻240Ω,4~20mA
                        反饋放大器

                        ±10V,零偏可調

                        增益,1~10

                        可以通過插入式電阻和固定電容進行微分(速度)反饋。
                        反饋激勵: +10V@最大10mA
                        偏差放大器:

                        單位增益

                                      零偏±1.5V
                        比例放大增益: 1~20
                        積分增益: 每秒1~45
                        積分輸入:

                        開關選擇單位增益偏差放大器的輸出信號或經比例放大器

                        放大后的信號
                        使能 繼電器,+24V@8mA(17~32V)
                        輸出放大器:

                        開關選擇電壓或電流輸出,單端輸出,回地。

                        電壓輸出,±10V,最小負載為200Ω

                        電流輸出,±5,10,20,30,50mA,最大輸出±100mA

                        最大負載=img7Ω
                        步進按鈕: 50%閥驅動信號
                        到位  ±10%閥驅動信號,輸出至PLC20mA,最大40V
                        面板指示

                        Vs 內部電源-綠色

                                      閥驅動 正-紅色,負-綠色

                                      使能-黃色

                                      到位-綠色
                        面板測試端:   

                        閥驅動信號±10V(所有信號類型及范圍)

                        反饋放大輸出

                        信號0V
                        面板調節電位器:

                        輸入1范圍

                                        偏差放大器零偏

                                        比例增益

                                        積分增益

                                        顫振信號幅值

                                        反饋放大器增益

                                        反饋放大器零偏
                        顫振:

                        200Hz固定頻率。

                              ±10%閥驅動信號。

                              用開關可以選擇打開或關閉
                        電源:

                        標稱24V,(22~28V)

                              75mA@24V,無負載

                              200mA@100mA,負載
                        接線尺寸范圍: 0.2mm2~2.5 mm2
                        固定: DIN導軌
                        防護等級: IP20
                        溫度: 0~+40℃
                        尺寸: 100W×108H×45D
                        重量: 180g

                         

                        19、附錄:原理框圖

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