如何实现伺服电机的理想控制

Fritsch GmbH是世界的烘焙机器和系统制造商。他们选择使用DC 24V伺服电机来实现系统设置和调整功能。公司选择了WAGO的DC驱动控制器，由于其在生产过程中的工艺标准不同，因此具有较高的精度，从而使弗里茨具有智能和强大的系统控制。

弗里茨的面包机具有质量高、故障安全等明显优势，都是根据客户需求制造的。必须对这些机器进行测试，以确保至少6天每天24小时不间断运行。系统组件，如伺服电机，也应满足同样高的要求。伺服电机用于精确定位和调整两个辊之间的距离(辊缝)，从而始终可以以适当的强度生产面包坯。为了实现辊缝的精确定位和调整，弗里茨公司试图使用各种电机，如交流电机、步进电机等。但终，DC伺服电机是选择。

直流伺服电机的控制

“使用DC驱动电机将机器定位在辊子之间可以经受住考验。它不仅性能强，成本低，经久耐用，”德国电气部门经理格哈德但泽说。如果烘烤方法改变，机器的辊缝需要重新定位和调整。然而，要使辊子之间的定位达到理想的精度并不容易。用DC电机定位简单，功能强大，但精度不够高。过去，DC马达的工作模式是以低于1米/秒的速度向左或向右旋转固定的转数。就定位方法而言，轴线定位是简单的一种，但要实现3/100mm的辊间高精度定位并不容易。对定位过程的时间没有严格的要求，因为烘焙产品的更换往往需要几分钟，而且在这个范围内，电机有足够的时间完成定位工作。用户选择了WAGO的DC驱动控制器作为解决方案。“现在我们设定一个理论值，然后DC马达开始自动旋转到正确的位置。电机到达的实际位置与开始时设定的理论值完全一致。这种电机设计严谨，避免了超调，所以电机的功能非常可靠，”弗里茨电气部门的经理说。

　智能定位控制

750-636系列DC驱动控制器是具有增量位置反馈功能的单通道智能定位控制器，适用于额定电流为5A的24V DC电机。控制器独立于现场总线类型，可以作为总线模块集成到WAGO-I/O-SYSTEM中。三个24V DC输入通道用于收集终端开关和预设信号信息。它还有一个增量编码传感器接口，用于计算来自位置变送器的信号并确定实际值。定位功能会根据需求优化预脱扣定位，充分考虑齿轮啮合间隙的调整和补偿。DC电机的两个旋转方向由带短路保护和温度监控的H桥电路控制。无论是切换方向、软启动/停止还是减小电流，都可以通过脉宽调制(PWM)来实现。脉宽调制控制可以控制一个运行周期的转数或扭矩，而电流和温度监控功能可以避免过载。调试和诊断可以通过WAGO-I/O-CHECK软件工具的接口实现。

控制器可以通过特殊的工艺原理使伺服电机克服自身的局限性，从而达到惊人的精度。因此，伺服电机运行到预设的目标范围，并在按时断电时停止运行。它可以通过测量马达行进的距离来识别目标。公差范围是预设的，并在达到目标的过程中持续监控。如有偏差，会自动调整，使电机的控制过程更具可塑性。这种控制相当于在校准调整范围内发生摩擦或污染时，及时对校准轴实施润滑和维护措施。提前或晚些时候切断电机电源，很容易在下一次调整和校准过程中达到目的。

虽然应用的过程原理只运行几秒钟，但其简单的结构可以节省资金。具有自动刹车功能的齿轮起到刹车的作用。保持扭矩的取消可以节省能量。这时候电源只需要很小的功率，不需要转换就直接把功率传给电机。

弗里茨的大型工业系统(Impressa项目)总共使用了12台伺服电机。“DC驱动控制器外形紧凑，采用模块化结构，宽度只有12毫米，取代了以前的许多重要硬件，如接触器、计数器卡和数字输入通道。”格哈德但泽还谈到了控制器在空间结构上的优势。"现在我们只需要原来安装空间的20% . "