關(guān)鍵詞： 運(yùn)動控制器 PID控制 伺服電機(jī) 隨著計算機(jī)電力電子技術(shù)的發(fā)展，各個國家機(jī)電一體化產(chǎn)品層出不窮。機(jī)床、汽車、家用電器、包裝機(jī)械、紡織機(jī)械、印刷機(jī)械等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進(jìn)展。機(jī)電一體化技術(shù)已越來越受到各方面的關(guān)注，它在改善提高工作效率、人民生活、節(jié)約能源、增強(qiáng)企業(yè)競爭力等方面起著極大的作用。 在包裝行業(yè)中，絕大多數(shù)包裝機(jī)采用PLC來實(shí)現(xiàn)對橫封電機(jī)的控制，該方案采用模擬量進(jìn)行速度跟隨主軸運(yùn)動，使用這種控制系統(tǒng)包裝的產(chǎn)品一致性不是特別理想，更重要的是包裝速度很難提高到200袋/分鐘以上的包裝速度，這不符合企業(yè)提高工作效率的迫切要求。為此，筆者基于MPC05運(yùn)動控制器設(shè)計了一套包裝機(jī)控制系統(tǒng)，該套系統(tǒng)具備包裝產(chǎn)品質(zhì)量高和包裝效率高的兩個重要特點(diǎn)，并且還具有色標(biāo)跟蹤功能。 工作原理 如圖1給出包裝機(jī)的示意圖。圖1中8是縱封輥筒,由異步電機(jī)帶動(主軸電機(jī))，9是熱封輥筒,10是冷封輥筒,12是切刀,由伺服電機(jī)帶動(即從軸電機(jī))。從軸電機(jī)要跟隨主軸做跟隨運(yùn)動。其工作原理是MPC05運(yùn)動控制器接收主軸編碼器信號，根據(jù)主軸編碼器的脈沖數(shù)按照一定的運(yùn)動規(guī)律驅(qū)動伺服電機(jī)跟隨主軸作相應(yīng)的跟隨運(yùn)動，該伺服電機(jī)通過鏈傳動同時帶動熱封輥筒、冷封輥筒、切刀運(yùn)動。 圖1 包裝機(jī)示意圖 熱封輥筒軸以1:4的減速比裝有一個編碼器，用作閉環(huán)控制。該編碼器的值與伺服電機(jī)理論上應(yīng)該走的距離進(jìn)行比較進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，使從軸伺服電機(jī)跟隨主軸電機(jī)做全閉環(huán)的位置跟隨。 控制器的設(shè)計 控制系統(tǒng)的控制器采用FPGA+DSP的方案，圖2為控制器的結(jié)構(gòu)圖，F(xiàn)LASH用于存儲DSP程序，多余的空間可以用來存儲配置程序或加工程序以及系統(tǒng)工藝參數(shù)和現(xiàn)場數(shù)據(jù)。NAND FLASH大規(guī)模板上存儲，用于存儲配置數(shù)據(jù)、加工數(shù)據(jù)等?？刂破鞯暮诵氖荄SP和FPGA，DSP實(shí)現(xiàn)CPU功能，F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)控制功能和I/O功能。 該控制器的加工文件可以通過RS-232下載，或通過U盤拷貝，接收主軸編碼器反饋的信號以及從軸編碼器反饋信號，輸出的脈沖方向信號接伺服電機(jī)驅(qū)動器，I/O口接停機(jī)信號或開機(jī)信號等。2個串口，其中，串口A為PC機(jī)接口，采用松下伺服的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議通訊。串口B為人機(jī)界面接口，采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus協(xié)議通訊。 圖2 控制器結(jié)構(gòu)圖
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