交流伺服系统的同步驱动在卷烟机中的应用

　　本卷烟机组生产速度为8000支/分钟， 对传动系统的控制精度要求很高。我们取消原传动结构中的齿轮箱，采用交流伺服驱动系统，由伺服系统的中央控制模块和PLC控制各电机的运行，根据需要设置参数，如控制方式设定(位置控制/速度控制/转矩控制)、增益设定(位置环增益、速度环增益、速度环积分时间常数)、速度指令输入增益设定等。

　　伺服系统组成

　　硬件

　　伺服系统由电源模块、中央控制模块、伺服驱动模块和伺服电机组成。选用分辨率为96000p/r的正弦增量编码器。

　　中央控制模块将输入隔离、能耗制动、过温、过压、过流保护及故障诊断等功能全部集成于中央处理器中，它是伺服系统的核心，通过RS485口与上位机通讯;通过伺服系统内部的信号线进行模块间的数字通信。

　　驱动模块对电机编码器反馈信号进行采样，它与伺服电机一起构成了具有自动控制调节功能、高转矩特性和同步跟踪性能的执行单元。模块内部的转换器配有开关频率很高的功率半导体器件(IGBT)，控制器卡内部的微型计算机循环计算每个指定相位的瞬时电流值，相位的实际电流值代表转子的当前位置。系统运转稳定时，被触发的IGBT与来自电机绕组电流呈正弦曲线的8kHz的基础时钟同步。

　　轴编码器是系统的位置检测组件，其输入/输出传动信号决定电机与电机编码器间的传动信号比，比值结果必须为整数，且设定值与电机控制器运算法则相适应。利用编码器获得实际位置值，激活实际位置反馈，即编码器检测到电机的实际脉冲数经4倍频后产生反馈脉冲，它直接影响运行模式的闭环控制。它将各电机输出轴的位置转换成16位二进制码，送给驱动模块。

　　伺服电机在额定转速内，输出额定转矩;达到额定转速时，输出恒功率，实现功率、输出转矩、动态特性和结构要求的统一。

　　软件

　　伺服系统软件采用PID算法编制实时控制程序，设置驱动器所需的转距、速度、位置值，由程序功能块进行参数调整;通过表插补的快速功能产生多轴同步运转。

　　设备加电后，中央控制模块完成初始化。发出信号跟踪命令后，即开始定时，在每个采样周期内，上位机向伺服系统发送输入信号，伺服系统接收上位机返回的系统输出量和控制量，完成相应的控制动作后，将采集到的系统输出数据、当前的控制量和各状态信息送至上位机。程序的参数可调，加/减速时间、最小/最大速度值等参数都需根据现场要求进行设定。调试时根据典型的PID调节原理进行各参数的整定，主要兼顾到系统速度调节特性和位置调节特性中超调量、快速性和稳定性等要素。