大功率伺服系统在旋转式定长切割系统中的应用


  
P4=2(PLshe×2.6553-15600)/ΔK- PLshe+P1+P2  
=(5881×2.6553-15600)/ΔK-5881+520  
=15.8193/ΔK-5361,  
当ΔK=0.00295时,P4=0,速度下降段和上升段分别对应的主线脉冲数为:Psha= Pxia=(P3-P4)/2=2680.5。  
l P2段:PLC每接收一个(或N个)主线脉冲,就发送K0个(或N×K0个)脉冲给伺服(或者说,PLC的输出脉冲频率等于输入频率的K0倍)本情形下,可根据下面的计算生成数据表格:  
P为当前周期PLC接收到的主线测速脉冲的总数。  
设定长度大于刀尖轨迹周长,但小于等于1411.2mm时  
当P≤P1时,以主线速度测量脉冲输入至PLC申请中断(根据PLC的中断执行速度,可设置N个脉冲执行一次中断,表格的长度等于Plshe/N),中断后输出以对应伺服最高速度的频率发出N×K0个脉冲。  
当P1<P≤(P1+P3/2)时,每次中断输出脉冲数为:  
N×(K0-(P-P1)×2ΔK/P3)。  
当(P1+3/2)<P≤(PLshe-P2)时,每次中断输出脉冲数为:  
N×(K0-(PLshe-P2-P)×2ΔK/P3)。  
当(PLshe-P2)<P≤PLshe时,每次中断输出脉冲数为:  
N×K0。  
设定长度大于1411.2mm时  
当P≤P1时,以主线速度测量脉冲输入至PLC申请中断(根据PLC的中断执行速度,可设置N个脉冲执行一次中断,表格的长度等于Plshe/N),中断后输出以对应伺服最高速度的频率发出N× K0个脉冲。  
当P1<P≤(P1+5355)时,每次中断输出脉冲数为:  
N×(K0-(P-P1)×K0/5355)  
当(P1+5355)<P≤(PLshe-P2-5355)时,每次中断输出脉冲数为零。  
当(PLshe-P2-5355)<P≤(PLshe-P2)时,每次中断输出脉冲数为:  
N×(P-(PLshe-P2-5355))×K0/5355  
当(PLshe-P2)<P≤PLshe时,每次中断输出脉冲数为:N×K0。  
在以上计算中,如脉冲数为小数,则将小数部分累计到下一周期取整,再将小数递推累计。在切刀信号到达时,将接收到的脉冲数(实际切长)与理想值作比较,根据比较结果对发送给伺服的脉冲数进行调整,继续上述循环。  

实施效果及修正  
在本方案中,由于刀辊及其传动机构惯量比较大,在刀辊每个旋转周期所作的加速、减速运动都需要系统能够提供足够的转矩以产生足够的加速度。在本例500mm的短尺切断中,电机在追赶段从1014r/min升至2000r/min的时间仅约为90ms,这就决定了采用此方案进行定长切断,应根据转动部件的转动惯量选择伺服电机的功率。在诸如瓦楞纸板定长切断设备中,多采用功率在20kW到55kW之间的大功率伺服系统。  
在采用高精度交流伺服系统作为执行机构时,可以直接按照上述方案进行实际设计,但如果采用变频电机等响应速度和精度稍差一些的执行机构,通常需要对速度变化波形进行调整,比如采用S形升降速曲线,在计算上要做相应改变。 

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