6.3.7状态指示
控制模式
1:轮廓位置控制
3:轮廓速度模式
4:轮廓转矩模式
6:回零模式
8:周期同步位置模式
9:周期同步速度模式
A:周期同步转矩模式
端口1连接指示
8808
端口0 通信状态: 伺服状态:
连接指示 0:无意义\* ry:ready准备好1:初始状态 rn:run运行2:预运行状态4:安全运行状态8:运行状态
图6-5状态指示示意图
島提示
如果左起第3位显示0,则 0 { { x } 6 0 6 0 } 未写入值,或被写入0.
(1)通信连接状态
ESS200N使用面板的5位LED指示灯中的左起第一位数码管的上下“-”反映2个RJ45端口的连接状态:上“-”(X3),下“-”(X4)
长暗:物理层未监测到通信连接长亮:物理层已建立通信连接
(2)通信运行状态
C-00 默认显示伺服状态,通信与伺服状态及通信连接状态于同一界面显示,面板的5位LED指示灯中的左起第2位数码管以字符形式显示从站的EtherCAT状态机状态。
| 状态 | SDO | RPDO | TPDO | 描述 | 面板显示 |
| 初始化 | No | No | No | 通信初始化 | 1,长亮 |
| 预运行 | Yes | No | No | 初始化网络配置 可使用SDO | 2,以400ms的周期闪烁 |
| 安全运行 | Yes | No | Yes | 可使用SDO和TPDO,可使用 分布式时钟模式 | 4,以1200ms的周期闪烁, 亮200ms,暗1000ms |
| 运行 | Yes | Yes | Yes | 正常运行状态 | 8,长亮 |
(3)伺服模式显示
C-00 默认显示伺服状态,通信与伺服状态及通信连接状态于同一界面显示,面板的5位LED指示灯中的左起第3位数码管以十六进制数字形式显示伺服当前的运行模式,不闪烁。伺服运行模式包含如下:
| 伺服运行模式显示6060h | 面板显示 |
| 1:轮廓位置模式(PT) | 1 |
| 3:轮廓速度模式(PV) | 3 |
| 4:轮廓转矩模式(PT) | 4 |
| 6:原点回归模式(Hm) | 6 |
| 8:周期同步位置模式(CSP) | 8 |
| 9:周期同步速度模式(CSV) | 9 |
| 10:周期同步转矩模式CST) | A |
(4)伺服状态显示
C-00 默认显示伺服状态,通信与伺服状态及通信连接状态于同一界面显示,面板的5位LED指示灯中的左起第4位至第5位数码管以字符形式显示从站的伺服状态。伺服状态包含以下:
| 状态 | 描述 | 面板显示 | |
| 复位 | 初始化 | 8.8.8.8.8. | |
| 未准备好 | 初始化已完成,控制电已接通,动 Notready | 8.8.88.8 | |
| 准备好 | 动力电已接通,伺服使能无效 Ready | 88888 电机转速不为0时,字符“y”闪烁 | |
| 运行 | 伺服使能有效,电机通电Run | 88.888 电机转速不为0时,字符“n”闪烁 |
6.3.8CiA402控制介绍
使用ESS200N驱动器必须按照标准402协议规定的流程引导伺服驱动器,伺服驱动器才可运行于指定的状态。
| 状态 | 描述 |
| 初始化 | 驱动器初始化、内部自检已经完成。 驱动器的参数不能设置,也不能执行驱动功能。 |
| 伺服无故障 | 伺服驱动器无故障或错误已排除。 驱动器参数可以设置。 |
| 伺服准备好 | 伺服驱动器已准备好。 驱动器参数可以设置。 |
| 等待打开伺服使能 | 伺服驱动器等待打开伺服使能。 驱动器参数可以设置。 |
| 伺服运行 | 驱动器正常运行,已使能某一伺服运行模式,电机已通电,指令不为 0时,电机旋转。 驱动器参数属性为“运行更改”的可以设置,否则不可以设置。 |
| 快速停机 | 快速停机功能被激活,驱动器正在执行快速停机功能。 驱动器参数属性为“运行更改”的可以设置,否则不可以设置。 |
| 故障停机 | 驱动器发生故障,正在执行故障停机功能。 驱动器参数属性为“运行更改”的可以设置,否则不可以设置。 |
| 故障 | 故障停机完成,所有驱动功能均被禁止,同时允许更改驱动器参数以 便排除故障。 |
6.3.9基本特性
(1)接口信息
EtherCAT网络电缆连接到带金属屏蔽层的网口端子上,分别有输入(X4)和输出(X3)接口。电气特性符合IEE802.3、IS08877标准。
| 针脚 | 定义 | 描述 |
| 1 | TX+ | 数据发送+ |
| 2 | TX- | 数据发送 |
| 3 | RX+ | 数据接收+ |
| 4 | NULL | 空脚 |
| 5 | NULL | 空脚 |
| 6 | RX- | 数据接收- |
| 7 | NULL | 空脚 |
| 8 | NULL | 空脚 |
(2)拓扑连接
EtherCAT通信拓扑结构连接灵活,基本没有任何的限制,本伺服带有IN(X4)、OUT(X3)接口,拓扑连接如下。
线性连接:
主站
冗余环形连接:
(3)通信电缆
EtherCAT通信线缆使用的是EthernetCategory 5(100BASE-TX)网络线或者高强度的带屏蔽的网络线。在使用本伺服驱动器时,也需要使用带屏蔽的网络线,长度不超过 1 0 0 { { M } } 。屏蔽网络线会增强系统的抗干扰能力。
(4)EMC标准
本伺服驱动器执行的是最新国际 EMC 标准:IEC/EN61800-3:2004(Adjustable speedelectrical power drive systems-part 3:EMC requirements and specific test methods),以及国家标准GB/T12668.3
第7章控制模式
伺服系统由伺服驱动器、伺服电机和编码器三大主要部分构成。
伺服驱动器是伺服系统的控制核心,通过对输入信号和反馈信号的处理,伺服驱动器可以对伺服电机进行精确的位置、速度和转矩控制,即位置、速度、转矩以及混合控制模式。其中,位置控制是伺服系统最重要、最常用的控制模式。
各控制运行模式简介如下:
位置控制运行模式是指通过位置指令控制电机的位置。以位置指令总数确定电机目标位置,位置指令频率决定电机转动速度。位置指令可以通过外部脉冲输入、内部给定位置指令总数和速度限制组合给定。通过内部编码器(伺服电机自带编码器)或者外部编码器(全闭环控制),伺服驱动器能够对机械的位置和速度实现快速、精确的控制。因此,位置控制模式主要用于需要定位控制的场合,比如机械手、贴片机、雕铣雕刻(脉冲序列指令)、数控机床等。 ?
速度控制运行模式是指通过速度指令来控制机械的速度。通过数字、模拟电压或者通信给定速度指令,伺服驱动器能够对机械速度实现快速、精确的控制。因此,速度控制模式主要用于控制转速的场合,或者使用上位机实现位置控制,上位机输出作为速度指令输入伺服驱动器的场合,比如模拟量雕铣机等。
转矩控制运行模式是指通过转矩指令来控制电机的输出转矩。可以通过数字、模拟电压或者通信给定转矩指令。转矩控制模式主要用于材料的受力有严格要求的装置中,比如收放卷装置等一些张力控制场合,转矩给定值要确保材料受力不因缠绕半径的变化,受到影响。
伺服电机的电流与转矩呈线性关系,因此,对电流的控制即能实现对转矩的控制。
7.1基本设定
7.1.1运行前检查
伺服驱动器和伺服电机运行之前需进行一下检查:
| 记录 | 序号 | 内容 | |
| 接线 | |||
| □ | 1 | 伺服驱动器的控制回路电源输入端子(L1C、L2C)和主回路电源输入端子(L1、L2、L3)必 须正确连接。 | |
| □ | 2 且正确连接。 | 伺服驱动器主回路输出端子(U、V、W)和伺服电机主电路电缆(U、V、W)必须相位一致, | |
| □ | 3 | 伺服驱动器的主回路电源输入端子(L1、L2、L3)和主回路输出端子(U、V、W)不能短路。 | |
| 4 | 伺服驱动器各控制信号线缆接线正确:抱闸、超程保护等外部信号线已可靠连接。 | ||
| 5 | 伺服驱动器和伺服电机必须可靠接地。 | ||
| 6 | 使用外置制动电阻时,必须去掉驱动器RB、B之间的短接线。 | ||
| □ | 7 8 | 所有电缆的受力在规定范围之内。 | |
| 配线端子已进行绝缘处理。 环境与机械 | |||
| □ | 1 | 伺服驱动器内外部没有会造成信号线、电源线短路的电线头、金属屑等异物。 | |
| 2 | 伺服驱动器和外置制动电阻未放置于可燃物上。 | ||
| 3 | 伺服电机的安装、轴和机械的连接必须可靠。 | ||
| □ | 4 | 伺服电机和所连接的机械必须处于可以运行的状况。 | |
7.1.2接通电源
(1)接通控制回路电源和主回路电源
接通控制回路(L1C、L2C),以及主回路电源(对于单相220V主回路电源端子为L1、L2;对于三相220V或380V主回路电源端子为L1、L2、L3)。
① 接通控制回路电源和主回路电源后,母线电压指示灯显示无异常,且面板显示器依次显示“8.8.8.8.8.” $$ "P.off” $$ “监控状态”,表明伺服驱动器处于可运行的状态,等待上位机给出伺服使能信号。
② 若驱动器面板显示器一直显示“P.off”,请参考“10.1启动时的故障和警告处理”关于启动时的故障处理。
③ 若驱动器面板显示器显示故障,请参考“10.2.1故障和警告代码表”,分析并排除故障原因。
(2)将伺服使能(S-ON)置为无效(OFF)
相关过程说明请参考“6.3.8CiA402控制介绍”。
7.1.3点动运行
请使用点动运行确认伺服电机是否可以正常旋转,转动时无异常振动和异常声响。可以通过面板、我司驱动调试平台两种方式使用点动运行功能。电机以当前功能码[F05.05]存储值作为点动速度。
(1)面板点动
通过面板操作[F12.03]进入点动运行模式,此时面板显示[F05.05]点动速度默认值,通过UP/DOWN键可实现正反转点动运行。当按MENU键可随时退出点动运行模式。操作与显示请参考“5.5.1点动运行”
| 功能码 | 名称 | 设定范围 | 单位 | 功能 | 设定 方式 | 生效 方式 | 出厂 设定 |
| F05.05 | 点动速度设定值 | 0~6000 | rpm | 对JOG点动形式的速度指令值进 行设置 | 运行 设定 | 立即 生效 | 100 |
(2)DI点动运行
DI点动运行不受伺服控制模式的影响,即:在任何控制模式下,均可以进行DI 点动运行功能。
提示
配置2个外部DI端子,分别置为FunIN.18、FunIN.19功能,设置[F05.05]点动速度值后,打开伺服使能S-ON,通过DI状态点动进行。
| 编码 | 名称 | 功能名 | 功能 |
| FunIN. 18 | JOGCMD+ | 正向点动 | 有效:按照给定指令输入; 无效:运行指令停止输入。 |
| FunIN. 19 | J0GCMD- | 负向点动 | 有效:按照给定指令反向输入; 无效:运行指令停止输入。 |
(3)驱动调试平台点动运行
打开我司驱动调试平台点动运行界面,设置[F05.05]点动速度值,通过界面上正反转按钮实现点动正反转运行功能。当关闭点动运行界面,退出点动运行模式时。
7.1.4输出脉冲相位选择
伺服驱动器的输出脉冲是A相 + { B } 相正交脉冲。通过设置输出脉冲相位[F04.28],可以在电机旋转方向不改变的情况下,改变A相脉冲与B相脉冲间的相位关系。
| 功能码 | 名称 | 设定范围 | 功能 | 方式 | 设定生效 方式 | 出厂 设定 |
| F04.28 | 分频脉冲输出相0:A超前B 位 | 1:A滞后B | 设置输出脉冲的相位关系 A超前B90° A相 B相 A滞后B90° A相 B相 | 停机立即 设定生效 | 0 |
7.1.5抱闸设置
抱闸是在伺服驱动器处于非运行状态时,防止伺服电机轴运动,使电机保持位置锁定,以使机械的运动部分不会因为自重或外力移动的机构。
鸭提示
(1)内置于伺服电机的抱闸机构是非通电动作型的固定专用机构,不可用于制动用途,仅在使伺服电机保持停止状态时使用。
(2)电磁抱闸线圈无极性,采用永磁抱闸时,抱闸线圈有极性。
(3)伺服电机停机后,应关闭伺服使能(S-ON)。
(4)内置抱闸的电机运转时,抱闸可能会发出咔擦声,功能上并无影响。
(5)抱闸线圈通电时(抱闸开放状态),在轴端等部位可能发生磁通泄漏。在电机附近使用磁传感器等仪器时,请注意。
7.1.5.1抱闸接线
抱闸输入需要用户准备24V电源。抱闸信号BK和抱闸电源的标准连线示例如下:
抱闸配线注意事项:
(1)电机抱闸线缆长度需要充分考虑线缆电阻导致的压降,抱闸工作需要保证输入电压至少21.6V。我司电机的抱闸参数表具体见下表:
| 电机基座型号 | 额定力矩 (Nm) | 供电电压(V) ±10% | 供电电流区间 (A) | 脱离时间 (ms) | 吸合时间 (ms) |
| 40基座 | 1 | 24 | 0.23~0.27 | 20 | 8 |
| 60基座 | 2 | 24 | 0.40~0.50 | 30 | 10 |
| 80、90基座 | 4 | 24 | 0.52~0.86 | 55 | 63 |
| 110和130-10N以下电机 | 8 | 24 | 0.68~0.85 | 72 | 87 |
| 130-10N(含)以上电机 | 16 | 24 | 0.85~1.33 | 95 | 110 |
| 180-35N以下电机 | 30 | 24 | 0.85~1.80 | 115 | 130 |
| 180-35N(含)以上电机 | 50 | 24 | 1. 47~1.70 | 120 | 135 |
(2)抱闸最好不要与其他用电器共用电源,防止因为其他用电器的工作导致电压或者电流降低最终导致抱闸误动作。
(3)推荐用 0 . 5 {mm } ^ { 2 } 以上线缆。
7.1.5.2抱闸软件设置
对于带抱闸的伺服电机,必须将伺服驱动器的1个DO端子配置为功能9(FunOUT.9:BK,抱闸输出),并确定DO端子有效逻辑,同时[F01.06]需要设置为1,使能抱闸控制。
| 编码 | 名称 | 功能名 | 功能 |
| FunOUT.9 | BK | 抱闸输出 | 无效:抱闸电源接通,抱闸动作,电机处于位置锁定 状态; 有效:抱闸电源断开,抱闸解除,电机可旋转; |
| F01.06 | 松抱闸控制是否 有效 | 松抱闸控制是0:无效 否有效 | 1:有效 |
7.1.5.3伺服驱动器状态抱闸时序
(1)伺服电机静止时的抱闸时序
島提示
(1)内置于伺服电机的抱闸机构是非通电动作型的固定专用机构,不可用于制动用途,仅在使伺服电机保持停止状态时使用。
(2)电磁抱闸线圈无极性,采用永磁抱闸时,抱闸线圈有极性。
(3)伺服电机停机后,应关闭伺服使能(S-ON)。
(4)内置抱闸的电机运转时,抱闸可能会发出咔擦声,功能上并无影响。
島提示
^ { * 1 } :伺服使能ON时,抱闸输出被置为ON,同时电机进入通电状态。
^ { * 2 } :抱闸解除部动作的延迟时间请参考电机相关规格,详见“2.3.3伺服电机规格。
\ast 3 :从抱闸输出设为ON到输入指令,请间隔[F01.07]时间以上。
^ { * 4 } :伺服电机静止情况(电机转速低于[F01.09])下,伺服使能OFF时,抱闸输出同时被置为OFF,通过[F01.08]可以设定抱闸输出OFF后,电机进入非通电状态的延时。
| 功能码 | 名称 | 设定范围 | 单位 | 功能 | 方式 | 设定生效 方式 | 出厂 设定 |
| F01.07 | 抱闸输出ON至指 令接收延时 | 0~1000 | ms | 设置伺服驱动器开始接收输入指 令距离抱闸输出(BK)ON的延迟 时间; 未分配抱闸输出(BK)时,F01.08 无作用。 | 停机 设定 | 立即 生效 | 250 |
| F01.08 | 抱闸输出OFF至电 机不通电延时 | 1~1000 | ms | 设置电机进入非通电状态距离抱 闸输出(BK)OFF的延迟时间。 F01.06=0时,F01.08无作用 | 运行 设定 | 立即 生效 | 150 |
(2)伺服电机旋转时的抱闸时序
伺服使能由ON转为OFF时,若当前电机速度大于等于 2 0 { r p m } ,则驱动器按旋转抱闸时序动作。
(1)伺服使能由OFF置为ON时,在[F01.07]时间内,请勿输入位置/速度/转矩指令,否则会造成丢失或运行错误;
(2)伺服电机旋转时,发生伺服使能OFF,伺服电机进入零速停机状态,但抱闸输出需电机已减速至[F01.09]才被设为OFF;
(3)抱闸输出由ON变为OFF后,在一定时间内,电机仍然处于通电状态,防止机械运动部由于自重或外力作用移动。
島提示
(1)伺服使能ON时,抱闸输出被置为ON,同时电机进入通电状态;
(2)抱闸接触部动作的延迟时间请参考电机相关规格,详见“2.3.3伺服电机规格5)抱闸电机的电气规格”;
(3)从抱闸输出设为ON到输入指令,请间隔[F01.07]时间以上;
(4)伺服电机旋转情况下,伺服使能OFF时,通过[F01.09]和[F01.08]可以设定伺服使能OFF后,抱闸输出OFF的延时,在抱闸输出OFF后再延时[F01.08],电机才进入非通电状态。
| 功能码 | 名称 | 设定范围 | 单位 | 功能 | 设定 方式 | 生效 方式 | 出厂 设定 |
| F01.09 | 旋转状态转闸 | 0~3000 | rpm | 设置电机处于旋转状态时,将抱 度:分配F时电机速 时,F01.09无作用。 | 运行定 | 立 | 30 |
7.1.6制动设置
当电机的转矩和转速方向相反时,能量从电机端传回驱动器内,使得母线电压值升高,当升高到制动点时,能量只能通过制动电阻来消耗。此时,制动能量必须根据制动要求被消耗,否则将损坏伺服驱动器。制动电阻可以内置,也可以外接。内置与外置制动电阻不能同时使用。ESS200N驱动器制动电阻相关规格如下:
| 驱动器型号 | 内置制动电阻规格 | 外接制动电阻 最小允许电阻值(Ω) (F01. 11) | ||
| 电阻值(Ω) | 功率Pr(W) | 可处理功率Pa(W) | ||
| ESS200N-2S101 | - | 1 | 60 | |
| ESS200N-2S201 | - | - | 1 | 60 |
| ESS200N-2S401 | - | 二 | 60 | |
| ESS200N-2S751 | 30 | 60 | 30 | 30 |
| ESS200N-2T102 | 30 | 80 | 40 | 30 |
| ESS200N-2T152 | 30 | 80 | 40 | 20 |
| ESS200N-2T202 | 15 | 120 | 60 | 15 |
| ESS200N-2T302 | 15 | 120 | 60 | 15 |
| ESS200N-4T102 | 60 | 60 | 30 | 60 |
| ESS200N-4T152 | 60 | 60 | 30 | 60 |
| ESS200N-4T202 | 60 | 80 | 40 | 40 |
| ESS200N-4T302 | 60 | 80 | 40 | 30 |
| ESS200N-4T442 | 30 | 120 | 60 | 30 |
| ESS200N-4T552 | 30 | 120 | 60 | 30 |
| ESS200N-4T752 | 1 | 1 | 一 | 30 |
(1)无外部负载转矩
若电机做来回往复动作,刹车时动能将转化为电能回馈到母线电容,待母线电压超过制动电压,制动电阻将消耗多余的回馈能量。以电机空载由 3 0 0 0 { r p m } 到静止为例,电机速度曲线如下:
(2)能量计算数据
220V的电机从空载 3 0 0 0 { r p m } 到静止过程中,所产生的能量数据如下:
| 容量 | 伺服电机型号 | 分类 | 转子惯量J (10-4kgm²) | 空载3000rpm到静 止产生的制动能量 Eo (J) | 电容可吸收的 最大制动能量 Ec (J) |
| 100W | EMS-04101L-30S-xxxA | 小容量,小惯量 | 0.05 | 0.25 | 5 |
| 200W | EMS-06201L-30S-xxxA | 小容量,小惯量 | 0.17 | 0.84 | 10 |
| EMS-06201M-30S-xxxA | 小容量,中惯量 | 0.26 | 1. 28 | 10 | |
| 400W | EMS-06401L-30S-xXxA | 小容量,小惯量 | 0.29 | 1. 43 | 18 |
| EMS-06401M-30S-xXxA | 小容量,中惯量 | 0.40 | 1.98 | 18 | |
| EMS-08401H-30S-xxxA | 小容量,大惯量 | 1. 05 | 5.19 | 18 | |
| 730W | EMS-08731H-20S-xXXA | 小容量,大惯量 | 2.63 | 13.00 | 25 |
| 750W | EMS-08751L-30S-xXXA | 小容量,小惯量 | 1.82 | 9.00 | 25 |
| EMS-09751H-30S-xXXA | 小容量,大惯量 | 2. 45 | 12. 11 | 25 | |
| 1000W | EMS-08102L-25S-xxxA | 小容量,小惯量 | 2.97 | 14.68 | 13 |
| EMS-13102M-25S-xXXA | 小容量,中惯量 | 8.50 | 42.03 | 13 | |
| EMS-13102H-10S-xxxA | 小容量,大惯量 | 19.40 | 95.93 | 13 | |
| 1200W | EMS-08122L-30S-xxxA | 中容量,小惯量 | 2.97 | 14.68 | 13 |
| 1500W | EMS-11152M-30S-xXxA | 中容量,中惯量 | 6.30 | 31.15 | 18 |
| EMS-13152M-25S-xxxA | 中容量,中惯量 | 12.60 | 62.31 | 18 | |
| EMS-13152H-15S-xXXA | 中容量,大惯量 | 19.40 | 95.93 | 18 | |
| 1800W | EMS-11182L-30S-xxxA | 中容量,小惯量 | 7. 60 | 37.58 | 26 |
| 2000W | EMS-13202M-25S-xXxA | 中容量,中惯量 | 15.30 | 75.65 | 26 |
| 2600W | EMS-13262M-25S-xXxA | 中容量,中惯量 | 19.40 | 95.93 | 26 |
| 2900W | EMS-18292H-10S-xxxA | 中容量,大惯量 | 96.40 | 476. 70 | 39 |
| 3000W | EMS-15302M-20S-xXxA | 中容量,中惯量 | 38.80 | 191.87 | 39 |
| EMS-18302H-15S-xxxA | 中容量,大惯量 | 70.70 | 349.61 | 39 |
| 容量 | 伺服电机型号 | 分类 | 转子惯量J (10-4kgm) | 空载3000rpm到静 止产生的制动能量 Eo (J) | 电容可吸收的 最大制动能量 Ec (J) |
| 1000W | EMS-13102M-25T-xxxA | 中容量,中惯量 | 8.50 | 42.03 | 26 |
| EMS-13102H-10T-xXXA | 中容量,大惯量 | 19.40 | 95.93 | 26 | |
| 1200W | EMS-13122L-30T-xxxA | 中容量,小惯量 | 8.50 | 42.03 | 39 |
| 1500W | EMS-13152M-25T-xXXA | 中容量,中惯量 | 12. 6 | 62.31 | 39 |
| EMS-13152M-15T-xXXA | 中容量,中惯量 | 19. 40 | 95.93 | 39 | |
| 2000W | EMS-13202M-25T-xXXA | 中容量,大惯量 | 15.30 | 75. 65 | 52 |
| 2300W | EMS-13232H-15T-xxXA | 中容量,中惯量 | 27.70 | 136.97 | 52 |
| 2600W | EMS-13262M-25T-xXXA | 中容量,中惯量 | 19.40 | 95.93 | 79 |
| 2700W | EMS-18272H-15T-xxXA | 中容量,大惯量 | 65.00 | 321. 42 | 79 |
| 3000W | EMS-18302H-15T-xXXA | 中容量,大惯量 | 70.00 | 346.15 | 79 |
| 3800W | EMS-13382L-25T-xxxA | 中容量,小惯量 | 27.70 | 136.97 | 116 |
| 4300W | EMS-18432M-15T-xXXA | 中容量,中惯量 | 96.40 | 476.70 | 116 |
| 4500W | EMS-18452M-20T-xxxA | 中容量,中惯量 | 79.60 | 393.62 | 116 |
| 5500W | EMS-18552M-15T-xxxA | 中容量,中惯量 | 122.50 | 605.76 | 145 |
| 7500W | EMS-18752M-15T-xXXA | 中容量,中惯量 | 167.20 | 826.80 | 198 |
(3)制动电阻选型流程
这里还是以电机由 3 0 0 0 { r p m } 到静止为例,并假设负载惯量为电机惯量的N倍,则从3 0 0 0 { r p m } 减速到0时,制动能量为( * { N } { + } 1 )\*Eo。除去电容吸收的能量Ec,所需制动电阻需要消耗的能量为( { N } { + } 1 )\*Eo-Ec焦耳。假设往复运动周期为T,则需制动电阻功率为2 * [ { ( N + 1 ) * E o - E c } ] / { T } . 。具体电机对应的Eo和Ec值请参考“7.1.6(2)能量计算数据”。
| 功能码 | 名称 | 设定范围 | 功能 | 设定 方式 | 生效 方式 | 出厂 设定 |
| F01.16 | 制动电阻设置 | 0:使用内置制动电阻 1:使用外接制动电阻 2:不用制动电阻,全靠电容吸方式 收 | 设置吸收和释放制动能量的 | 运行 设定 | 立即 生效 | 0 |
以220V1500W中容量,中惯量电机(EMS-11152M-30S-xxxA)为例,假设往复运动周期{ { T = 2 s } } ,最高转速 3 0 0 0 { r p m } ,负载惯量为电机惯量的0.5倍,则需制动电阻功率:
小于内置制动电阻可处理的容量 { P _ { a } 4 0 W } ,因此,使用内置制动电阻可以满足要求。
若将上述假设条件中的负载惯量由0.5倍改为4倍,其他条件不变,则需制动电阻功率:
大于内置制动电阻可处理的功率 { P _ { a } 4 0 W } 。因此,需要使用外置制动电阻。外置制动电阻功率建议为 { P _ { b } } / \left( 1 { - } 7 0 % \right) { = } 4 5 9 \mathbb { W } 。
(4)制动电阻的连接与设置
① 使用外接制动电阻:
{ P _ { b } > P _ { a } } 时,需连接外接制动电阻。建议外接制动电阻降频 7 0 % 时使用,即: { P _ { r } { = } P _ { b } / \left( 1 { - } 7 0 % \right) } ,并保证其大于驱动器运行的最小电阻值。外接制动电阻的两端分别于“ ( + ) ^ { \dag } 和“B”相连,并拆除端子“B”和“RB”之间的短接线。
使用的导线规格请参见“4.2.3主电路连接电缆推荐型号及规格"中关于“RB”“B”的线缆信息。
| 功能码 | 名称 | 设定范围 | 单位 | 功能 | 设定 方式 | 生效 方式 | 出厂 设定 |
| F01.11 | 驱动器允许的制 动电阻最小阻值 | 1~65535 | Ω | 查看外置制动电阻最小允许 阻值。 | 显示 | 机型 决定 | |
| F01.17 | 外接制动电阻功 率 | 0~65535 | W | 设置实际选用的外置制动电 阻的功率。 注意: 实际选用的外置制动电阻功 率不能小于“制动功率计算 值” | 运行 设定 | 立即 生效 | 0 |
| F01.18 | 外接制动电阻阻 值 | 1~65535 | Ω | 设置实际选用的外置制动电 阻的阻值。 注意: 实际选用的外置制动电阻阻 值(F01.18)不能小于“最小 允许阻值(F01.11)”,否则将 发生Er.403(外置制动电阻 过小) | 运行 设定 | 立即 生效 | 65535 |
島提示
(1)请正确设定外置制动电阻的阻值[F01.18]和功率[F01.17],否则将影响该功能的使用。
(2)若使用外接制动电阻时,请确定电阻值是否满足最小允许电阻值限制条件。
(3)在自然环境下,当制动电阻可处理功率(平均值)在额定容量下使用时,电阻的温度将上升至 1 2 0 ^ { \circ } { C } 以上(在持续制动情况下)。基于安全理由,请采用强制冷却方式来降低制动电阻温度;或使用具有热敏开关的制动电阻。关于制动电阻的负载特性,请向制造商咨询。
(4)最后,使用外接制动电阻时,必须根据电阻的散热条件,设置电阻散热系数。
| 功能码 | 名称 | 设定范围 | 单位 | 功能 | 设定 方式 | 生效 方式 | 出厂 设定 |
| F01.15 | 电阻散热系数 | 10~100 | % | 设置使用外置制动电阻或内 部制动时,电阻散热系数自然 冷却时,散热系数(F01.15) 一般不超过30%; 强迫风冷时,散热系数一般不 超过50%。 | 运行 | 立即 设定生效 | 30 |
电阻散热系数越大,制动的效率越高。
② 使用内置制动电阻:
{ P _ { b } { < } P _ { a } } 、且 { P _ { b } } x { T } > { E _ { c } } 时,需使用内置制动电阻。此时,将[F01.16]置为0。驱动器使用内置制动电阻,需将端子“B”和“RB”之间用短接线直接相连。
| 功能码 | 名称 | 设定范围 | 功能 | 设定生效 方式方式 | 出厂 设定 | |
| F01.12 | 内置制动电阻功率 | 不可设定,由机型决定 | 查看内置制动电阻功率。 | 显示 | 机型 决定 | |
| F01.13 | 内置制动电阻阻值 | 不可设定,由机型决定 | 查看内置制动电阻阻值。 (65535代表无内置电阻) | 显示 | 机型 决定 |
③ 无需使用制动电阻:
1 > { P _ { b } } x { T } { < } { E } _ { { c } } 时,不需要连接制动电阻,仅通过母线电容即可吸收制动能量。此时,将[F01.16]置为2。
2 > 有外部负载扭矩,且电机处于发电状态。
电机转矩方向与转动方向相同,电机向外部输出能量。但某些特殊场合电机转矩输出与转动方向相反,此时电机负功,外部能量通过电机产生电能回灌给驱动器。
3>负载为连续发电状态时,建议采取共直流母线方案。
以 7 5 0 { W } (额定转矩 2 . 3 9 { { N m } } )为例,当外部负载转矩为 6 0 % 额定转矩,转速达 1 5 0 0 { r p m } 时,回馈给驱动器的功率 ( 6 0 % x 2 . 3 9 ) x ( 1 5 0 0 x 2 π / 6 0 ) = 2 2 5 \mathbb { W } ,考虑制动电阻需要降频 7 0 % ,故外接制动电阻功率为 2 2 5 / ( 1 { - } 7 0 % ) \ = 7 5 0 \mathbb { W } ,阻值为 5 0 \Omega 。
7.1.7伺服运行
(1)将伺服使能置为有效
伺服驱动器处于可运行状态,显示器显示“rn”,但由于此时无指令输入,伺服电机不旋转,若未设置伺服模式 6 0 6 0 { h } 或者伺服转矩与转速限制值为0,伺服轴处于自由运行状态,否则,处于锁定状态。
(2)输入指令后,伺服电机旋转。
| 记录 | 序号 | 内容 |
| □ | 1 | 初次运行时,应设置合适的指令,使电机低速旋转,确认电机旋转情况是否正确。 |
| □ | 2 | 观察电机旋转方向是否正确。若发现电机转向与预计的相反,请检查输入指令信号、指令 方向设置信号。 |
| □ | 3 | 若电机旋转方向正,可利用驱动器面板或我司驱动调试平台观察电机的实际速度F10.00、 平均负载率F10.48等参数。 |
| □ | 4 | 以上电机运行状况检查完毕之后,可以调整相关参数使电机工作于预期工况。 |
| □ | 5 | 参考“第9章调整”,对伺服驱动器进行调试。 |
^ { * 1 } :复位时间,由微处理器 + 5 V 电源建立时间决定;
^ { * 2 } :0s以上,是指时间由实际主电源接通动作时刻决定;
\ast 3 :不同功率的驱动的充电时间略微不一致,从主电源接通到伺服准备好时间为1秒左右;
^ { * 4 } :抱闸接触部动作的延迟时间请参考电机相关规格,详见“2.3.3伺服电机规格(5)抱闸电机的电气规格”;
\ast 5 :[F01. 0 6 = 0 ] 时,[F01.07]无作用。
(4)发生警告或故障时停机时序图
① 第1、2类故障:自由停机,保持自由运行状态
② 2类故障非抱闸:自由停机,保持自由运行状态
④ 第3类故障带抱闸:零速停机,保持自由运行状态
島提示
\*1:[F01.06]设置为0时,[F01.08]无作用;
^ { * 2 } :抱闸解除部动作的延迟时间请参考电机相关规格,详见“2.3.3伺服电机规格(5)抱闸电机的电气规格”
伺服发生第4类警告:Er.405(正向超程警告)、Er.406(反向超程警告),将中断伺服当前运行状态,其停机时序如 ⑤ 所示。
⑤ 超程:零速停机,保持位置锁定状态
除以上3种Er.402(DI紧急停机告警)和Er.408(运行限制告警)外,其他警告对伺服当前状态无影响,如图7-18所示。
⑥ 非停机警告
⑦ 故障复位
7.1.8伺服停止
根据停机方式不同,可分为自由停机与零速停机;根据停机状态,可分为自由运行状态与位置保持锁定。具体如下:
| 停机方式 | 自由停机 | 零速停机 |
| 停机描述 | 伺服电机不通电,自由减速到0,减速时间伺服驱动器输出反向制动转矩,电机迅速减 受机械惯量、机械摩擦等影响。 | 速到0。 |
| 停机特点 | 平滑减速,机械冲击小,但减速过程慢。 | 快速减速,存在机械冲击,但减速过程快。 |
| 自由停机 | 零速停机 |
| 电机停止旋转后,电机不通电,电机轴可自由旋转。电机停止旋转后,电机轴被锁定,不可自由旋转。 |
伺服停机情况可分为以下几类:
(1)伺服使能无效停机:
通讯控制伺服时能无效,伺服按照使能OFF的停机方式停机(2)故障停机:根据故障类型不同,伺服停机方式也不同。故障分类请查看“第9章”。
| 功能码 | 名称 | 设定范围 | 功能 | 设定 方式 | 生效 方式 | 出厂 设定 |
| F01.03 | 伺服使能OFF停机 方式选择 | 0:自由停机,保持自由运行 状态 1:零速停机,保持自由运行机停机方式 状态 | 设置伺服使能设为OFF时,电 | 停机 设定 | 立即 生效 | 0 |
| 功能码 | 名称 | 设定范围 | 功能 | 设定 方式 | 生效 方式 | 出厂 设定 |
| F01.04 | 故障NO.3停机方式状态 选择 | 0:自由停机,保持自由运行 1:零速停机,保持自由运行停机方式 状态 | 设置发生第3类故障时,电机 | 停机 设定 | 立即 生效 | 0 |
(3)超程停机:
超程:是指机械运动超出所涉及的安全移动范围。
超程停机:是指当机械的运动部分超出安全移动范围时,限位开关输出电平信号,伺服驱动器使伺服电机强制停止的安全功能。
| 功能码 | 名称 | 设定范围 | 功能 | 方式 | 设定生效 方式 | 出厂 设定 |
| F01.05 | 超程停机方式选择 | 0:自由停机,保持自由运行 状态 1:零速停机,保持位置锁定 状态 2:零速停机,保持自由运行 状态 | 设置发生超程时,电机停机方 式 | 停机 | 立即 设定生效 | 2 |
伺服电机驱动垂直轴时,如果处于超程状态,工作可能会掉落。为防止工作掉落,请务必将超程停机方式选择[F01.05]设为“1:零速停机,位置锁定状态”。在工作直线运动等情况下,请务必连接限位开关,以防止机械损坏。在超程状态下,可通过输入反向指令使电机(工件)反向运动。
使用超程停机功能时,应将伺服驱动器的2个DI端子分别配置为功能14(FunIN.14:{ P - 0 T } ,正向超程开关)和功能15(FunIN.15:N-OT,反向超程开关),以接收限位开关输入电平信号,并设置DI端子有效逻辑。根据DI端子电平是否有效,驱动器将使能或解除超程停机状态。
| 功能码 | 名称 | 功能名 | 功能 |
| FunIN.14 P-OT | 正向超程开关 | 当机械运动超出可移动范围,进入超程防止功能 无效:允许正向驱动 有效:禁止正向驱动 | |
| FunIN.15N-OT | 反向超程开关 | 当机械运动超出可移动范围,进入超程防止功能 无效:允许反向驱动 有效:禁止反向驱动 |
同时软件限位有效后,绝对位置6064在607D定义的范围之外,也进行限位,限位的动作由F01.05确定。
(4)紧急停机:
伺服有2种紧急停机方式:
① 使用DI功能33:FunIN.33:EmergencyStop,刹车;
② 使用辅助功能:紧急停机[F12.07]。
| 功能码 | 名称 | 功能名 | 功能 |
| FunIN.33 | Emergency Stop | 刹车 | 无效:伺服驱动器保持当前运行状态; 有效:根据F01.03停机方式停机,保持自由状态, 伺服发生警告AL.402(DI紧急刹车)。 |
| 功能码 | 名称 | 设定范围 | 功能 | 设定 方式 | 生效 方式 | 出厂 设定 |
| F12.07 | 紧急停机 | 0:伺服驱动器保持当前运行 状态 1:使能紧急停机,停机方式与伺服使能OFF时相同 由F01.03决定 | 使能紧急停机功能,停机方式 | 运行 设定 | 立即 生效 | 0 |
(5)快速停机
非故障状态下,控制字6040的bit2(Quickstop)为0时,执行快速停机,停机方式通过对象字典605A选择。605A仅支持停机设定生效。快速停机完成后,状态字6041的bit10置1,伺服处于停机状态。
| 索引(1制 | 名称 | 可性 | 射 | 数类据 | 单位 | 数据范围 | 出厂定 | 更改 | 生效式 | 控模制式 | |
| 605AH | 00H | 快速停机方式选择 | RW | NO | Int16 | - | 0~7 | 2 | 运行中 可更改 | 立即 生效 | Al1 |
设置快速停机停机方式,停机生效。
PP/HM:
| 设定值 | 停机方式 |
| 0 | 自由停机,保持自由运行状态 |
| 1 | 以6084h斜坡停机,保持自由运行状态 |
| 2 | 以6085h斜坡停机,保持自由运行状态 |
| 3 | 以60C6h最大减速度停机,保持自由运行状态 |
| 4 | NA |
| 5 | 以6084h斜坡停机,保持位置锁定状态 |
| 6 | 以6085h斜坡停机, 保持位置锁定状态 |
| 7 | 以60C6h最大减速度停机,保持位置锁定状态 |
CSP:
| 设定值 | 停机方式 |
| 0 | 自由停机,保持自由运行状态 |
| 1 | |
| 以60C6h最大减速度停机,保持自由运行状态 2 |
| 3 | |
| 4 NA | |
| 5 6 | 以60C6h最大减速度停机,保持位置锁定状态 |
| 7 |
CSV/PV:
| 设定值 | 停机方式 |
| 0 | 自由停机,保持自由运行状态 |
| 1 | 以6084h斜坡停机,保持自由运行状态 |
| 2 | 以6085h斜坡停机,保持自由运行状态 |
| 3 | 以60C6h最大减速度停机,保持自由运行状态 |
| 4 | NA |
| 5 | 以6084h斜坡停机,保持位置锁定状态 |
| 6 | 以6085h斜坡停机, 保持位置锁定状态 |
| 7 | 以60C6h最大减速度停机,保持位置锁定状态 |
CST/PT:
| 设定值 | 停机方式 |
| 0 | 自由停机,保持自由运行状态 |
| 1 | 以6087h斜坡停机,保持自由运行状态 |
| 2 | |
| 3 | 自由停机,保持自由运行状态 |
| 4 | NA |
| 5 | 以6087h斜坡停机,保持位置锁定状态 自由停机,保持位置锁定状态 |
| 6 7 |
(6)暂停
控制字6040的 { \ b i \ t { 8 = 1 } } (Halt)为暂停功能,此命令输入后,执行暂停,暂停方式通过对象字典605D选择。仅支持停机设定。若暂停过程中发生快速停车,则伺服立刻切换到快速停车停机方式。
| 索引( | 名称 | 可性 | 射 | 数型 | 单位 | 数据范围 | 出定 | 更方式 | 生方 | 控模式 | |
| 605DH | 00H | 暂停停机方式选择 | RW | NO | Int16 | 1 | 1~3 | 1 | 运行中 可更改 | 立即 生效 | Al1 |
设置快速停机停机方式,停机生效。
PP/HM:
| 设定值 | 停机方式 |
| 1 | 以6084h斜坡停机,保持位置锁定状态 |
| 2 | 以6085h斜坡停机,保持位置锁定状态 |
| 3 | 以60C6h最大减速度停机,保持自由运行状态 |
CSP:
| 设定值 | 停机方式 |
| 1 | 以60C6h最大减速度停机,保持位置锁定状态 |
| 2 | |
| 3 |
PV/CSV:
| 设定值 | 停机方式 |
| 1 | 以6084h斜坡停机,保持位置锁定状态 |
| 2 | 以6085h斜坡停机,保持位置锁定状态 |
| 3 | 以60C6h最大减速度停机,保持位置锁定状态 |
PT/CST:
| 设定值 | 停机方式 |
| 1 | 以6087h斜坡停机,保持位置锁定状态 |
| 2 | |
| 3 自由停机,保持位置锁定状态 |
7.1.9转换因子设置
(1)6091h:齿轮比
齿轮比实质意义为:负载轴位移为1个指令单位时,对应的电机位移(单位:编码器单位)。
齿轮比由分子 6 0 9 1 { - } 0 1 { h } 和分母 { 6 0 9 1 - 0 2 h } 组成,通过齿轮比可建立负载轴位移(指令单位)与电机位移(编码器单位)的比例关系:
电机位移 = 负载轴位移 x 齿轮比
电机与负载间通过减速机及其他机械传动机构连接。因此,齿轮比与机械减速比、机械尺寸相关参数、电机分辨率相关。计算方法如下:
| 索引(16进制) | 名称 | 可访 问性 | FD0 映射 | 数据 类型 | 单位 | 数据范围 | 出厂 设定 | 更改 方式 | 生效 方式 | 控制 模式 | |
| 索引子索引 | |||||||||||
| 6091H | 齿轮比 | ||||||||||
| 00H | 子索引个数 | RO | NO | Uint8 | 二 | 2 | 显示 运行中 | 无 立即 | I | ||
| 01H | 电机分辨率 | RW | RPDO | Uint32 | 1~ (2'32-1) | 1 | 可更改 | 生效 | All | ||
| 02H | 负载轴分辨率 | RW | RPDO | Uint32 | 1~ (2'32-1) | 1 | 改 | All | |||
齿轮比用于建立用户指定的负载轴位移与电机轴位移的比例关系。
电子齿轮比设定范围:0 \phantom { - } 0 . 0 0 1 x 编码器分辨率/10000, 4 0 0 0 x 编码器分辨率/10000)
超过此范围,将发生Er.312(电子齿轮比超限故障)
① 电机位置反馈(编码器单位)与负载轴位置反馈(指令单位)的关系:电机位置反馈 \mathbf { \bar { \rho } } = \mathbf { \rho } 负载轴位置反馈 x 齿轮比
② 电机转速(rpm)与负载轴转速(指令单位/S)的关系:负载转速轴 x 齿轮比6091h电机转速(rpm)= ×60编码器分辨率
③ 电机加速度(rpm/ms)与负载轴转速(指令单位/ { ^ { \prime } S ^ { 2 } } )的关系:负载转加速度 x 齿轮比6091h60电机加速度 \ c = #编码器分辨率 1000
齿轮比的范围为: 0 . 0 0 1 x 编码器分辨率/ 1 0 0 0 0 { ~ } 4 0 0 0 x 编码器分辨率/10000
在该范围之外,将发生Er.312(齿轮比设定超限故障)■
(2)以滚珠丝杠为例:
指令最小单位 { f c } { = } 1 {mm }
丝杠导程 { P B } { = } 1 0 {mm / r }
减速比 { n } { = } 5 { : } 1
23bit总线式电机分辨率P=8388608(p/r)
因此,位置因子计算如下:电机分辨率P\*n位置因子=PB8388608×5104194304010= 4 1 9 4 3 0 4
因此,6091-1h=4194304,6091-2h=1.其实质意义为:负载位移为1mm时,电机位移为:4194304个脉冲。
島提示
6091-1h和6091-2h的数值应进行数学约分至没有公约数为止,取最终数值。
(3)607Eh:Polanity指令极性
607Eh用于设置位置指令、速度指令、转矩指令等信号的极性。
| 索引(1制 | 名称 | 可性 | 射 | 数据型 | 单位 | 数据范围 | 出厂定 | 更改 | 生方式 | 控模式 | |
| 607EH | 00H | 指令极性 | RW | RPDO | Uint8 | 1 | 0~255 | 0 | 运行改 | 立 | pp/pv/ ptesp cst |
设置位置指令、速度指令、转矩指令的极性。
| Bit位 | 描述 |
| 0~4 | 未定义 转矩指令极性: |
| 5 | 0:保持现有数值 1:指令×(-1) PT:对目标转矩6071h取反 CST:对目标转矩(6071h+60B2h)取反 |
| 6 | 速度指令极性 0:保持现有数值 1:指令×(-1) PV:对目标速度(60FFh)取反 CSV:对速度指令(60FFh+60B1h)取反 |
| 7 | 位置指令极性 0:保持现有数值 1:指令×(-1) PP:对目标位置607Ah取反 CSP:对位置指令(607Ah+60B0h)取反 |
7.1.10速度相关D0输出功能
速度反馈值经过滤波后,与不同的阈值相比较,可输出DO信号供上位机使用。相应的滤波时间参数由[F05.16]设定。
(1)电机旋转信号DO输出
当滤波后电机实际转速的绝对值达到[F05.12](电机旋转速度阈值)时,可认为电机旋转。此时,伺服驱动器可输出电机旋转(FunOUT.2:TGON)信号,用于确认电机已发生旋转。反之,当滤波后电机实际转速绝对值小于[F05.12]时,认为电机未旋转。
电机旋转(FunOUT.2:TGON)信号的判断不受驱动器运行状态和控制模式的影响。
上图中,ON代表电机旋转DO信号有效,OFF代表电机旋转DO信号无效。
| 功能码 | 名称 | 设定范围 | 单位 | 功能 | 设定 方式 | 生效 方式 | 出厂 设定 |
| F05.12 | 电机旋转速度阈值 | 0~1000 | rpm | 设定电机旋转信号判定阈值 | 运行 设定 | 立即 生效 | 20 |
使用电机旋转信号输出功能时,应分配伺服驱动器的一个DO端子为DO功能2(FunOUT.2:TGon,电机旋转),并确定D0端子有效逻辑。
| 编码 | 名称 | 功能名 | 功能 |
| FunOUT.2 | TGon | 电机旋转 | 无效:滤波后电机转速绝对值小于功能码F05.12设定值 有效:滤波后电机转速绝对值达到功能码F05.12设定值 |
(2)速度到达信号D0输出
滤波后伺服电机实际转速绝对值超过一定阈值[F05.14]时,认为伺服电机实际转速达到期望值,此时伺服驱动器可输出速度到达(FunOUT.16:V-Arr)信号。反之,若滤波后伺服电机实际转速绝对值不大于该值,速度到达信号无效。
速度到达(FunOUT.16:V-Arr)信号的判断不受驱动器运行状态和控制模式的影响。
島提示
上图中,ON代表电机旋转DO信号有效,OFF代表电机旋转DO信号无效。
| 功能码 | 名称 | 设定范围 | 单位 | 功能 | 设定 方式 | 生效 方式 | 出厂 设定 |
| F05.14 | 速度到达信号阈值 | 1~6000 | rpm | 设定速度到达信号判定阈值 | 运行 设定 | 立即 生效 | 1000 |
使用电机旋转信号输出功能时,应分配伺服驱动器的一个DO端子为DO功能16(FunOUT.16:V-Arr,速度到达),并确定DO端子有效逻辑。
| 编码 | 名称 | 功能名 | 功能 |
| FunOUT.16 | V-Arr | 速度达到 | 无效:滤波后电机速度反馈绝对值大于功能码F05.14 有效:滤波后电机速度反馈绝对值不大于功能码F05.14 |
(4)零速信号D0输出
伺服电机实际转速绝对值小于一定阈值[F05.15]时,认为伺服电机实际转速接近静止,此时伺服驱动器可输出零速(FunOUT.3:V-Zero)信号。反之,若伺服电机实际转速绝对值不小于该值,则认为电机未处于静止状态,零速信号无效。
零速(FunOUT.3:V-Zero)信号的判断不受驱动器运行状态和控制模式的影响。
当速度反馈存在干扰时,可通过速度反馈DO滤波器除掉,相应的滤波时间参数由F05.16]决定。
上图中,ON代表电机旋转DO信号有效,OFF代表电机旋转DO信号无效。
| 功能码 | 名称 | 设定范围 | 单位 | 功能 | 设定 方式 | 生效 方式 | 出厂 设定 |
| F05.15 | 零速输出信号阈值 | 1~6000 | rpm | 设定零速输出信号判定阈值 | 运行 设定 | 立即 生效 | 10 |
使用电机零速信号输出功能时,应分配伺服驱动器的一个DO段子为DO功能3(FunOUT.3:V-Zero,零速),并确定D0端子有效逻辑。
| 编码 | 名称 | 功能名 | 功能 |
| FunOUT.3 | V-Zero | 零速 | 无效:当电机的速度反馈和给定的差值大于功能码F05.15 设置值时; 有效:当电机的速度反馈和给定的差值不大于功能码 F05.15设置值时。 |
7.2伺服状态设置
使用ESS200N驱动器必须按照标准402协议规定的流程引导伺服驱动器,伺服驱动器才可运行于指定的状态。
| 初始化 | 驱动器初始化、内部自检已将完成。 驱动器的参数不能设置,也不能执行驱动功能。 |
| 伺服无故障 | 伺服驱动器无故障或错误已排除 驱动器参数可以设置 |
| 伺服准备好 | 伺服驱动器已准备好 驱动器参数可以设置 |
| 等待打开伺服使能 | 伺服驱动器等待打开伺服使能 驱动器参数可以设置 |
| 伺服运行 | 驱动器正常运行,已使能某一伺服运行模式,电机已通电,指令不 为0时,电机旋转。 驱动器参数属性为“运行更改”的可以设置,其他不可 |
| 快速停机 | 快速停机功能被激活,驱动器正在执行快速停机功能。 驱动器参数属性为“运行更改”的可以设置,其他不可。 |
| 故障停机 | 驱动器发生故障,正在执行故障停机过程中。 驱动器参数属性为“运行更改”的可以设置,其他不可 |
| 故障 | 故障停机完成,所有驱动功能均被禁止,同时允许更改驱动器参数 以便排除故障。 |
| CiA402状态切换 | 控制字6040h | 状态字6041h的bit0~bit9*1 | |
| 0 | 上电→初始化 | 自然过渡,无需控制指令 | 0x0000 |
| 1 | 初始化→伺服无故障 | 自然过渡,无需控制指令 若初始化中发生错误,直接进入13 | 0x0250 |
| 2 | 伺服无故障→伺服准备好 | 0x0006 | 0x0231 |
| 3 | 伺服准备好→等待打开伺 服使能 | 0x0007 | 0x0233 |
| 4 | 等待打开伺服使能→伺服 运行 | 0x000F | 0x0237 |
| 5 | 伺服运行→等待打开伺服 使能 | 0x0007 | 0x0233 |
| 6 | 等待打开伺服使能→伺服 准备好 | 0x0006 | 0x0231 |
| 7 | 伺服准备好→伺服无故障 | 0x0000 | 0x0250 |
| 8 | 伺服运行→伺服准备好 | 0x0006 | 0x0231 |
| 9 | 伺服运行→伺服无故障 | 0x0000 | 0x0250 |
| 10 | 等待打开伺服使能→伺服 无故障 | 0x0000 | 0x0250 |
| 11 | 伺服运行→快速停机 | 0x0002 | 0x0217 |
| 12 | 快速停机→伺服无故障 | 快速停机方式605A选择为0~3,停 机完成后,自然过渡,无需控制指令 | 0x0250 |
| 13 | →故障停机 | 除“故障”外其他任意状态下,伺服 驱动器一旦发生故障,自动切换到故 障停机状态,无需控制指令 | 0x021F |
| 14 | 故障停机→故障 | 故障停机完成后,自然过渡,无需控 制指令 | 0x0218 |
| 15 | 故障→伺服无故障 | 0x80 Bit7上升沿有效; Bit7保持为1,其他控制指令均无效 | 0x0250 |
| 16 | 快速停机→伺服运行 | 快速停机方式605A选择为5~7,停 机完成后,发送0xOF | 0x0237 |
\*1:因状态字6041h的bit10~bit15(bit14无意义)与各伺服模式运行状态有关,在上表中均以“0”表示,具体的各位状态请查看各伺服运行模式。
7.2.1控制字6040h
| 索引 6040h | 名称 | 控制字 Control word | 设定生效 相关模式 | 运行设定 停机生效 ALL | 数据结构 | VAR | 数据类型 | Uint 16 | ||
| 可访问性 | RW | 能否映射 | RPDO | |||||||
设置控制指令:
| Bit | 名称 | 描述 | |
| 0 | 可以开启伺服运行 | Switch on | 1:有效,0:无效 |
| 1 | 接通主回路电 | Enable voltage | 1:有效,0:无效 |
| 2 | 快速停机 | Quick stop | 0:有效,1:无效 |
| 3 | 伺服运行 | Enable operation | 1:有效,0:无效 |
| 4~6 | 运行模式相关 | Operation mode specific | 与各伺服运行模式相关 |
| 7 | 故障复位 | Fault reset | 对于可复位故障和警告,执行故障复位功能 Bit7上升沿有效; |
| 8 | 暂停 | Halt | Bit保持为1,其他控制指令均无效。 各模式下的暂停方式请查询对象字典605Dh |
| 9 | 运行模式相关 | Operation mode specific | 与各伺服运行模式相关 |
| 10 | 保留 | Reverse | 未定义 |
| 11~15 | 厂家自定义 | Manufacturer-specific | 厂家自定义 |
(1)控制字的每一个bit位单独赋值无意义,必须与其他位共同构成某一控制指令; 1
(2) { { B i t } 0 ~ { { B i t } 3 } } 和Bit7在各伺服模式下意义相同,必须按顺序发送命令,才可将伺服驱动器按照CiA402状态机切换流程引导入预计的状态,每一命令对应一确定的状态;
(3)Bit4~Bit6与各伺服模式相关(请查看不同模式下的控制指令);
(4)Bit9未定义功能。
7.2.2状态字6041h
| 索引(16进制) | 名称 | 可访 问性 | FD0 映射 | 数据 类型 | 单位 | 数据范围 | 出厂 设定 | 更改 方式 | 生效 方式 | 控制 模式 | |
| 索引子索引 | |||||||||||
| 6041H | 00H | 状态字 | RO | TPDO | Uint16 | 0~65535 | 0 | 显示 | 无 | A11 | |
| Bit | 名称 | 描述 | |
| 0 | 伺服准备好 | Ready to switch on | 1:有效,0:无效 |
| 1 | 可以开启伺服运行 | Switch on | 1:有效,0:无效 |
| 2 | 伺服运行 | Operation enabled | 1:有效,0:无效 |
| 3 | 故障 | Fault | 1:有效,0:无效 |
| 4 | 主回路电接通 | Voltageenabled | 1:有效,0:无效 |
| 5 | 快速停机 | Quick stop | 0:有效,1:无效 |
| 6 | 伺服不可运行 | Switch on disabled | 1:有效,0:无效 |
| 7 | 警告 | Warning | 1:有效,0:无效 |
| 8 | 厂家自定义 | Manufacturer-specific | 未定义功能 |
| 9 | 远程控制 | Remote | 1:有效,控制字生效 0:无效 |
| 10 | 目标到达 | Target reach | 1:有效,0:无效 |
| 11 | 内部限制有效 | Internal limit active | 1:有效,0:无效 |
| 12~13 | 运行模式相关 | Operation mode specific | 与各伺服运行模式相关 |
| 14 | 厂家自定义 | Manufacturer-specific | 未定义功能 |
| 15 | 原点已找到 | Home find | 1:有效,0:无效 |
| 设定值(二进制) | 描述 |
| XXXXXXXX XOXX0000 | 未准备好(Not readyto switch on) |
| XXXXXXXXX1XX0000 | 启动失效(Switchondisabled) |
| XXXXXXXXXO1X0001 | 准备好(Readytoswitchon) |
| XXXX XXXX01X0011 | 启动(Switched on) |
| XXXXXXXXX01X 0111 | 操作使能(Operationenabled) |
| XXXXXXXXXOOX 0111 | 快速停机有效(Quick stopactive) |
| XXXXXXXXXOXX 1111 | 故障反应有效(Faultreactionactive) |
| XXXXXXXXXOXX1000 | 故障(Fault) |
(1)bit0~bit9在各伺服模式下意义相同,控制字6040h按顺序发送命令后,伺服反馈一确定的状态。
(2)bit12~bit13与各伺服模式相关(请查看不同模式下的控制指令)
(3)bit10bit11bit15在各伺服模式下意义相同,反馈伺服执行某伺服模式后的状态。
7.3伺服模式设置
7.3.1伺服模式介绍
ESS200N支持7种伺服模式,对象字典6502h用于显示伺服驱动器支持的伺服模式。
| 索引(16进制) | 名称 | 可访 问性 | FD0 映射 | 数据 类型 | 单位 | 数据范围 | 出厂 设定 | 更改 方式 | 生效 方式 | 控制 模式 | |
| 索引子索引 | |||||||||||
| 6502H | 00H | 支持驱动模式 | RO | NO | Uint32 | 1 | - | 3A1H | 显示 | 无 | 二 |
反映驱动器支持的伺服运行模式。
| Bit | 描述 | 支持与否(0:不支持;1:支持) |
| 0 | 轮廓位置模式(pp) | 1 |
| 1 | 变频调速模式(vl) | 0 |
| 2 | 轮廓速度模式(pv) | 1 |
| 3 | 轮廓转矩模式(tq) | 1 |
| 4 | NA | 0 |
| 5 | 回零模式(hm) | 1 □ |
| 6 | 插补模式(ip) | 0 |
| 7 | 周期同步位置模式(csp) | 1 1 |
| 8 | 周期同步速度模式(csv) | 1 |
| 9 | 周期同步转矩模式(cst) | 1 |
| 10~31 | 保留 |
伺服预运行模式可通过对象字典6060h进行设置。伺服当前运行模式可通过对象字典6061h进行查看。
| 索引 | 名称 | 可 | 射 | 数类据 | 单位 | 数据范围 | 出厂定 | 更改 | 生效式 | 控模制式 | |
| 6060H | 00H | 伺服模式选择 | RW | RPDO | Int8 | 一 | 0~10 | 0 | 运行更改 | 立 | Al1 |
| 设定值 | 伺服模式 | |
| 0 | NA | 预留 |
| 1 | 轮廓位置模式(pp) | 参考“7.7轮廓位置模式(pp)” |
| 2 | NA | 预留 |
| 3 | 轮廓速度模式(pv) | 参考“7.8轮廓速度模式(pv)” |
| 4 | 轮廓转矩模式(pt) | 参考“7.9轮廓转矩模式(pt)” |
| 5 | NA | 预留 |
| 6 | 回零模式(hm) | 参考“7.10原点回归模式(hm)” |
| 7 | 插补模式(ip) | 不支持 |
| 8 | 周期同步位置模式(csp) | 参考“7.4周期同步位置模式(csp)” |
| 9 | 周期同步速度模式(csv) | 参考“7.5周期同步速度模式(csv)” |
| 10 | 周期同步转矩模式(cst) | 参考“7.6周期同步转矩模式(cst)” |
通过 SD0 设置了不支持的伺服模式,将返回 SD0 错误,请参考“10.2.1(5)SDO 传输中止码”;
通过PDO设置了不支持的伺服模式,伺服模式更改无效;
模式切换事项请参考“7.3.2模式切换”。
模式显示6061h:
| 索引(16进制) | 名称 | 可访 问性 | FDO 映射 | 数据 类型 | 单位 | 数据范围 | 出厂 设定 | 更改 方式 | 生效 方式 | 控制 模式 | |
| 索引子索引 | |||||||||||
| 6061H | 00H | 运行模式显示 | RO | TPD0 | Int8 | 0~10 | 0 | 显示 | 无 | Al1 | |
| 设定值 | 伺服模式 | |
| 0 | NA | 预留 |
| 1 | 轮廓位置模式(pp) | 参考“7.7轮廓位置模式(pp)” |
| 2 | NA | 预留 |
| 3 | 轮廓速度模式(pv) | 参考“7.8轮廓速度模式(pv)” |
| 4 | 轮廓转矩模式(pt) | 参考“7.9轮廓转矩模式(pt)” |
| 5 | NA | 预留 |
| 6 | 回零模式(hm) | 参考“7.10原点回归模式(hm)” |
| 7 | 插补模式(ip) | 不支持 |
| 8 | 周期同步位置模式(csp) | 参考“7.4周期同步位置模式(csp)” |
| 9 | 周期同步速度模式(csv) | 参考“7.5周期同步速度模式(csv)” |
| 10 | 周期同步转矩模式(cst) | 参考“7.6周期同步转矩模式(cst)” |
7.3.2模式切换
模式切换使用注意事项:
(1)伺服驱动器处于任何状态下,从轮廓位置模式或周期同步位置模式切入其他模式后,未执行的位置指令将被抛弃。
(2)伺服驱动器处于任何状态下,从轮廓速度模式、轮廓转矩模式、周期同步速度模式、周期同步转矩模式切入其他模式后,首先上位机应执行斜坡停机,停机完成后,再切入其他模式,否则可能发生指令丢失或错误。
(3)伺服处于回零模式,且正在运行时,不可切入其他模式;回零完成或被中断(故障或使能无效)时,可切入其他模式。
(4)伺服运行状态,从其他模式切换到周期同步模式下运行时,请间隔至少1ms再发送指令,否则可能发生指令丢失或错误。
7.3.3各模式支持通信周期
DC同步模式( 1 { { C } } 3 2 - 2 { = } 2 )下各模式支持的最小通信周期为125us,及125us的整数倍,最大通信周期为 5 0 { m s }
SM2同步模式( : 1 { { C } } 3 2 - 2 { { = } } 1 : )下各模式支持的最小通信周期为500us,及125us的整数倍,最大通信周期为 5 0 { m s } ·
设置规格以外的通信周期使用时可能导致运行错误。
7.4周期同步位置模式(csp)
周期同步位置模式下,上位控制器完成位置指令规划,然后将规划好的目标位置607Ah以周期性同步的方式发送给伺服驱动器,位置、速度、转矩控制由伺服驱动器内部完成。
7.4.1控制框图
速度限制:csp模式下,速度限幅只取决于电机最高速度。
7.4.2相关对象
| 控制字6040h | |||
| 位 | 名称 | 描述 | |
| 0 | 伺服准备好Switchon | Bit0~bit3均为1,表示启动运行 | |
| 1 | 接通主回路电Enable voltage | ||
| 2 | 快速停机Quick stop | ||
| 3 | 伺服运行Enable operation | ||
| 8 | 暂停Halt | 0:伺服按Bit0~bit3设置 1:伺服按605Dh设置暂停。 | |
| ESS200N的csp模式,仅支持绝对位置指令。 | |||
| 状态字6041h | |||
| 位 | 名称 | 描述 | |
| 10 | 目标到达Targetreach | 0:目标位置未到达 1:目标位置到达 | |
| 11 | 软件内部位置超Internallimit actice | 0:位置指令和位置反馈均未超限 1:位置指令或位置反馈超限 0:从站未跟随指令 | |
| 12 | 从站跟随指令Drivefollowthe command value | 1:从站跟随指令 从站处于运行状态且开始执行位置指令,该位置1,否为为0 | |
| 13 | 跟随误差Following error | 0:没有位置偏差过大故障 1:发生位置偏差过大故障 | |
| 15 | 原点回零完成HomeFind | 0:原点回零未完成 1:原点回零完成 | |
| 索引 (hex) | 子索引 (hex) | 名称 | 访问 | 数据类型 | 单位 | 设定范围 | 默认值 |
| 603F | 00 | 错误码 | RO | Uint16 | 0~65535 | 0 | |
| 6040 | 00 | 控制字 | RW | Uint16 | 0~65535 | 0 | |
| 6041 | 00 | 状态字 | RO | Uint16 | 二 | 0~65535 | 0 |
| 6060 | 00 | 操作模式 | RW | Int8 | 二 | 0~10 | 0 |
| 6061 | 00 | 模式显示 | RO | Int8 | 二 | 0~10 | 二 |
| 6062 | 00 | 位置指令 | RO | Uint32 | 指令单位 | 1 | |
| 6063 | 00 | 位置反馈 | RO | Int32 | 编码器单 | ||
| 6064 | 00 | 位置反馈 | RO | Int32 | 指令单位 | 二 | |
| 6065 | 00 | 位置偏差过大 阈值 | RW | Uint32 | 指令单位 | 1~(2²-1) | 编码器 确定 |
| 6067 | 00 | 位置到达阈值 | RW | Uint32 | 指令单位 | 1~1073741824 | 编码器 确定 |
| 6068 | 00 | 位置到达窗口 时间 | RW | Uint16 | ms | 0~65535 | 1 |
| 606C | 00 | 实际速度 | RO | Int32 | 指令单位 /s | -2'31~ (231-1) | |
| 6072 | 00 | 最大转矩 | RW | Uint16 | 0.1% | 0~3000 | 3000 |
| 6077 | 00 | 实际转矩 | RO | Int16 | 0.1% | -5000~5000 | 1 |
| 607A | 00 | 目标位置 | RW | Int32 | 指令单位 | -2²~(2²-1) | 0 |
| 6091 | 01 | 电机分辨率 | RW | Uint32 | 1~(2²-1) | 1 | |
| 02 | 轴分辨率 | RW | Uint32 | 1~(2-1) | 1 | ||
| 60B0 | 00 | 位置偏置 | RW | Int32 | 指令单位 | -2~(2²-1) | 0 |
| 60B1 | 00 | 速度偏置 | RW | Int32 | 指令单位 | -2~ (2²-1) | 0 |
| 60B2 | 00 | 转矩偏置 | RW | Int32 | 0.1% | -3000~3000 | 0 |
| 60F4 | 00 | 位置偏差 | RO | Int32 | 指令单位 | 1 | 1 |
| 60FC | 00 | 位置指令 | RO | Int32 | 编码器单 位 | ||
| 2007 | 0D | 转矩滤波时间 常数 | RW | Uint16 | 0.01ms | 0~3000 | 0.79 |
| 2007 | 01 | 速度环增益 | RW | Uint16 | 0.1Hz | 1~20000 | 25.0 |
| 02 | 速度环积分时 间 | RW | Uint16 | 0.1ms | 15~51200 | 31.83 | |
| 03 | 位置环增益 | RW | Uint16 | 0.1Hz | 0~20000 | 40.0 | |
| 11 | 速度前馈滤波 | RW | Uint16 | 0.01ms | 0~6400 | 1. 00 | |
| 12 | 速度前馈增益 | RW | Uint16 | 0.1% | 0~1000 | 0.0 | |
| 14 | 转矩前馈滤波 | RW | Uint16 | 0.01ms | 0~6400 | 1.00 | |
| 15 | 转矩前馈增益 | RW | Uint16 | 0.1% | 0~2000 | 0.0 |
相关对象的详细使用说明请参见“第8章对象字典详细说明”。
7.4.3相关功能设置
| 索引 | 子索引 | 名称 | 描述 |
| 6067 | 00 | 定位到达阈值 | 当位置偏差在±6067h区间内,且时间达到6068时,定位 |
| 6068 | 00 | 定位到达窗口时 间 | 完成的D0信号有效,同时6041的bit10=1。不满足两者之 中任一条件,位置到达无效。 |
| 索引 | 子索引 | 名称 | 描述 |
| 6065 | 00 | 位置偏差过大阈 值 | 当位置偏差大于此值时发生位置偏差过大故障,面板显示 Er.310,同时状态字的bit13被置位。 |
7.4.4建议配置
周期同步位置模式(csp),基本配置如下:
| RPDO | TPDO | 备注 |
| 6040:控制字Control word | 6041:状态字 Statusword | 必须 |
| 607A:目标位置Targetposition | 6064:位置反馈Positionactual value | 必须 |
| 6060:模式选择Modes of operation | 6061:运行模式显示Modes of operationdisplay | 可选 |
7.5周期同步速度模式(csv)
周期同步速度模式下,上位控制器将计算好的目标速度60FF周期性同步的发送给伺服驱动器,速度、转矩调节由伺服内部执行。
7.5.1控制框图
速度限制:速度限制由607F和电机最大转速中的较小值决定。
7.5.2相关对象
| 控制字6040h | |||
| 位 | 名称 | 描述 | |
| 0 | 伺服准备好Switchon | Bit0~bit3均为1,表示启动运行 | |
| 1 | 接通主回路电Enable voltage | ||
| 2 | 快速停机Quick stop | ||
| 3 | 伺服运行Enableoperation | ||
| 8 | 暂停Halt | 0:伺服按Bit0~bit3设置 1:伺服按605Dh设置暂停。 | |
| 状态字6041h | |||
| 位 | 名称 | 描述 | |
| 10 | 目标到达TargetReach | 0:目标位置未到达 1:目标位置到达 | |
| 12 | 从站跟随指令Drive follow the command value | 0:从站未跟随指令 1:从站跟随指令 | |
| 13 | 未定义 | ||
| 15 | 原点回零完成Home Find | 0:原点回零未完成 1:原点回零完成 | |
| 索引 (hex) | 子索引 (hex) | 名称 | 访问 | 数据类型 | 单位 | 设定范围 | 默认值 |
| 603F | 00 | 错误码 | RO | Uint16 | 1 | 0~65535 | 0 |
| 6040 | 00 | 控制字 | RW | Uint16 | 0~65535 | 0 | |
| 6041 | 00 | 状态字 | RO | Uint16 | 0~65535 | 0 | |
| 6060 | 00 | 操作模式 | RW | Int8 | 0~10 | 0 | |
| 6061 | 00 | 模式显示 | RO | Int8 | 0~10 | 0 | |
| 6063 | 00 | 位置反馈 | RO | Int32 | 编码器 单位 | 一 | 一 |
| 6064 | 00 | 位置反馈 | RO | Int32 | 指令单位 | 1 | 二 |
| 606C | 00 | 实际速度 | RO | Int32 | 指令单位 /s | 一 | |
| 6077 | 00 | 实际转矩 | RO | Int16 | 0.1% | -5000~5000 | 0 |
| 607F | 00 | 最大速度 | RW | Uint32 | 指令单位 /s | 0~(2²-1) | 编码器 确定 |
| 6083 | 00 | 加速度 | RW | Uint32 | 指令单位 /s² | 0~(2²2-1) | 100 |
| 6084 | 00 | 减速度 | RW | Uint32 | 指令单位 /s | 0~(2²-1) | 100 |
| 60B1 | 00 | 速度偏置 | RW | Int32 | 指令单位 /s | -2²~(2²-1) | 0 |
| 60B2 | 00 | 转矩偏置 | RW | Int32 | 0.1% | -3000~3000 | 0 |
| 60E0 | 00 | 正向转矩限制 | RW | Uint16 | 0.1% | 0~3000 | 3000 |
| 60E1 | 00 | 反向转矩限制 | RW | Uint16 | 0. 1% | 0~3000 | 3000 |
| 60FF | 00 | 目标速度 | RW | Int32 | 指令单位 | -2²~(2³-1) | 0 |
| /s | |||||||
| 2007 | OD | 转矩滤波时间 常数 | RW | Uint16 | 0.01ms | 0~3000 | 0.79 |
| 2007 | 01 | 速度环增益 | RW | Uint16 | 0. 1Hz | 1~20000 | 25.0 |
| 02 | 速度环积分 时间 | RW | Uint16 | 0.1ms | 15~51200 | 31.83 | |
| 14 | 转矩前馈滤波 | RW | Uint16 | 0.01ms | 0~6400 | 1.00 | |
| 15 | 转矩前馈增益 | RW | Uint16 | 0.1% | 0~2000 | 0.0 |
提示
相关对象的详细使用说明请参见“第8章对象字典详细说明”。
7.5.3相关功能设置
(1)速度到达功能
| 索引 | 子索引 | 名称 | 描述 |
| 606Dh | 00 | 速度到达阈值 | 目标速度60FF(转化成电机速度/rpm)与电机实际速度的 差值在±606D以内,且时间达到606E时,认为速度到达, 状态字6041的bit10=1,同时速度到达D0功能有效。 |
| 606Eh | 00 | 速度到达窗口时 间 | 轮廓速度模式与周期同步速度模式下,伺服使能有效时, 此标志位有意义;否则无意义。 |
7.5.4建议配置
周期同步速度模式(csv),基本配置如下
| rpdo | TPDO | 备注 |
| 6040:控制字Controlword | 6041:状态字Statusword | 必须 |
| 60FF:目标速度TargetVelocity | ||
| 6064:位置反馈Position actual value | 可选 | |
| 606C:速度反馈Velocityactual value | 可选 | |
| 6060:模式选择Modes of operation | 6061:运行模式显示Modes of operation display | 可选 |




