Контроллеры управления движением (Motion Controller) компании YASKAWA в настоящее время являются полноценными контроллерами управления машиной\станком (Machine Controller), так как они контроллеры объединяют в себе:
- синхронное управление осями (Axis, приводами);
- управлением дискретной автоматики (пневмораспределителями, контакторами и т.п.);
- контроль процессами таким как нагрев\охлаждение, регулирование давления и т.д.;
- простой и эффективный обмен информацией с системами визуализации и управления производством.
Это достигается в том числе и благодаря поддержки контроллерами нескольких сетевых протоколов:
- специализированных (Mechatrolink-II, Mechatrolink-III, EtherCat) для управления приводами и удаленными модулями входов\выходов;
- общепромышленных (Modbus/TCP (клиент\сервер), Ethernet/IP (master\slave)) для связи с модулями ввода\вывода, другими контроллерами, панелями оператора, SCADA системами.
Среда программирования контроллеров MotionWorks IEC соответствует стандарту IEC 61131-3 и поддерживает языки программирования: IL (Список инструкций), LD (Релейно-Контактные Схемы), FBD (Функциональные блоковые диаграммы), SFC (Последовательные функциональные диаграммы), ST (Структурированный текст). Это снижает затраты на обучение специалистов, создание и отладку программ, а также обслуживание контроллеров и машины.
Но главным назначением любого Motion Controller\Machine Controller является организация многоосевого управления приводами, поэтому рассмотрим основные особенности контроллеров YASKAWA семейства MP и SLIO CPU (MP2600iec, MP2300iec, MP2310iec, MP3200iec, MP3300iec, iMC7).
.jpg "YASKAWA контроллер управления движением MP2300Siec")
В основном для управления приводами в данных контроллерах используются специальные цифровые сети Mechatrolink-II, Mechatrolink-III, EtherCat. Несомненными плюсами такого варианта управления являются:
- высокая скорость передачи информации по сети;
- возможность получения по сети информации по положению, скорости, моменту и состоянию входов/выходов привода;
- оперативное изменение типа управления приводом;
- конфигурирование и диагностика приводов с одного подключения;
- удобный монтаж (нет необходимости тянуть множество кабелей).
Поддерживается управление от 2 до 62 приводов (осей), в зависимости от типа контроллера.
Общие принципы программирования управления приводами соответствует спецификации стандарта PLCopen Function blocks for motion control Part 1 and Part 2 Version 2.0 и дополнено прикладными функциональными блоками YASKAWA.
Контроллеры позволяют управлять позицией (position control), скоростью (speed control), моментом (torque control) приводов (Axis), синхронизировать приводы по позиции (электронный вал) или скорости между собой, с внешним датчиком положения (энкодером) или по КАМ-таблицами (электронный кулачок). Так же имеется возможности экстренного прерывания и возобновления движения.
Рассмотрим основные функциональные блоки управления движением (FB_MC):
- Для выведения требуемых параметров (текущей позиции, скорости, момента, ошибок и т.д.) применяется блок чтения параметров (MC_ReadParameter). Что бы произвести сброс ошибок какой-то оси используется блок сброса ошибок (MC_Reset);
- Синхронизация осей по скорости (MC_GearIn) позволяет получить синхронное вращение двигателей с требуемой скоростью. Различие скоростей зависит от заданного передаточного коэффициента;
- Синхронизация осей по позиции (MC_GearInPos) позволяет получить синхронное перемещение двигателей. Различие в дистанции перемещения двигателей зависимости от заданного передаточного коэффициента;
- Линейная интерполяция (MC_MoveLinear), круговая интерполяция (MC_MoveCircular), линейно-круговая интерполяция (MC_MoveDirect). У всех типов интерполяции есть различные варианты движения: поддержание постоянной скорости, скругления углов с заданным радиусом;
- Электронный редуктор (Electronic Gearing) позволяет без предварительных расчётов начать работу в реальных единицах измерения, привязанных к механике, что позволяет пропустить расчёт и приведение параметров механики к валу двигателя;
- Электронный кулачок (Electronic CAM) позволяет реализовывать технологические циклы высокой сложности. Для этого требуется математическое описание движения, чтобы составить КАМ-таблицу, по которой будет реализовываться движение. Для изменения дистанции, проходимой ведомым, применяется масштабирование (Y_CamScale). Для динамического смещения положения ведущий-ведомый, от первоначально заданной синхронизации, используется блок виртуального сдвига движения ведущей оси (Y_CamShift);
- Для поиска нулевой позиции машины (нулевой импульс, zero pulse, reference pulse or marker) используется блок поиска нуля (Homing, MC_StepRefPulse);
- Для использования щупов используется блок контактного датчика (MC_TouchProbe). При подаче дискретного сигнала на привод будет выдано текущее положение и сигнал готовности;
- Управление моментом осуществляется при помощи блока контроля момента (MC_TorqueControl). Данный блок позволяет поддерживать постоянный момент при изменении внешней нагрузки на двигатель.
Мы продолжим обзор возможностей и применений контроллеров управления движением в следующих публикациях.
