運(yùn)動控制系統(tǒng)應(yīng)用及實(shí)例解析
定 價(jià):109 元
叢書名:西門子工業(yè)自動化技術(shù)叢書
- 作者:顧和祥
- 出版時間:2022/2/1
- ISBN:9787111695127
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP24
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
本書分為四部分,第壹部分為運(yùn)動控制概述,主要講解了運(yùn)動控制基本知識、系統(tǒng)組成、類型、特點(diǎn)以及常用名詞。第二部分為運(yùn)動控制功能與應(yīng)用,介紹了如速度控制、位置控制、轉(zhuǎn)矩平衡、卷曲、飛剪、橫切和位置同步等典型應(yīng)用。第三部分為實(shí)例應(yīng)用解析,涉及印刷、包裝、物流、金屬加工、汽車和起重等眾多行業(yè),每個實(shí)例均包括設(shè)備概述、系統(tǒng)配置、解決方案及技術(shù)要點(diǎn)分析。第四部分為運(yùn)動控制虛擬調(diào)試,通過實(shí)例重點(diǎn)介紹了如何運(yùn)用TIA博途軟件、SIMIT軟件和NX MCD軟件進(jìn)行產(chǎn)品的選型及虛擬調(diào)試。
本書可供從事與運(yùn)動控制相關(guān)的系統(tǒng)集成商、設(shè)備制造商、電氣工程師以及相關(guān)的電氣工程技術(shù)人員閱讀,也可以作為大專院校、高等院校相關(guān)專業(yè)學(xué)生和教師的參考用書。
隨著科技、電力電子及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,尤其是近年來網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展,為運(yùn)動控制的高速發(fā)展提供了非常有利的條件,運(yùn)動控制將以前的半自動化完全變成全自動化,由單一控制變成多軸多任務(wù)控制,產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率由依賴于人變成了依賴于機(jī)器,運(yùn)動控制越來越受到人們的重視。
無論是傳統(tǒng)的制造業(yè),如冶金行業(yè)的開卷線及飛剪、造紙行業(yè)的張力控制、印刷行業(yè)的位置同步及色標(biāo)追蹤、包裝行業(yè)的紙張及薄膜的分切和復(fù)卷等,還是新興行業(yè),如太陽能行業(yè)多晶硅切割的線鋸、電池行業(yè)的方形卷繞及疊片、物流行業(yè)的堆垛機(jī)及環(huán)穿車等,這些應(yīng)用中運(yùn)用了大量的運(yùn)動控制,運(yùn)動控制為產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率提供了保障。
運(yùn)動控制是對產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中各個環(huán)節(jié)更精細(xì)、更精準(zhǔn)的控制,運(yùn)動控制的特點(diǎn)是注重系統(tǒng)的響應(yīng)速度、控制精度、動態(tài)反應(yīng)、同步性及一致性,而且絕大多數(shù)產(chǎn)品有多軸控制的需求,需要多個傳動軸之間相互配合來完成,而運(yùn)動控制系統(tǒng)能夠很好地協(xié)調(diào)各軸之間的關(guān)系,保證軸與軸之間的同步性,即使出現(xiàn)由于外界負(fù)載的變化而產(chǎn)生的系統(tǒng)擾動,運(yùn)動控制系統(tǒng)也能快速地做出響應(yīng),從而保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性,而所有的控制指令都是通過軟件程序來完成的,非常靈活,為產(chǎn)品的質(zhì)量、定制化生產(chǎn)以及生產(chǎn)效率等提供了必要的條件。隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷融合,數(shù)字化及大數(shù)據(jù)將運(yùn)動控制提升到一個新的高度。
越來越多的人需要對運(yùn)動控制的應(yīng)用有一個更系統(tǒng)化的了解,運(yùn)動控制通常分為通用運(yùn)動控制和專用運(yùn)動控制,本書將重點(diǎn)介紹通用運(yùn)動控制,從實(shí)際應(yīng)用的角度講述通用運(yùn)動控制,理論和實(shí)際相結(jié)合,既有運(yùn)動控制基本知識,又有運(yùn)動控制常見的功能分析,還有一些運(yùn)動控制數(shù)字化的內(nèi)容,并結(jié)合大量的實(shí)例解析運(yùn)動控制。本書深入淺出,既能讓讀者充分了解運(yùn)動控制的基礎(chǔ)知識及典型應(yīng)用,又能很好地了解各行業(yè)生產(chǎn)機(jī)械中的運(yùn)動控制,是一本將運(yùn)動控制基本知識和實(shí)例分析相結(jié)合的工程應(yīng)用類參考書。本書非常適合從事與運(yùn)動控制相關(guān)的系統(tǒng)集成商、設(shè)備制造商、電氣工程師和其他相關(guān)的電氣工程技術(shù)人員,以及自動控制、電氣工程及自動化等相關(guān)專業(yè)的高等院校師生閱讀參考。
本書共分為四部分:部分是運(yùn)動控制概述,主要介紹了運(yùn)動控制基本知識及系統(tǒng)組成,理解什么是運(yùn)動控制、運(yùn)動控制的類型和各自的特點(diǎn)以及一些常用名詞。
第二部分是運(yùn)動控制功能與應(yīng)用,如速度控制、定位、位置同步、轉(zhuǎn)矩平衡、卷曲、飛剪、橫切等常見的功能,從原理分析到實(shí)例操作,具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
第三部分是實(shí)例應(yīng)用解析,實(shí)例非常典型,涉及印刷、包裝、物流、金屬加工等眾多行業(yè),每個實(shí)例都包括設(shè)備概述、系統(tǒng)配置、解決方案以及技術(shù)要點(diǎn)分析,內(nèi)容深入淺出,讓讀者全面地了解實(shí)例解析思路和實(shí)現(xiàn)的過程,具有極高的參考價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。
第四部分是運(yùn)動控制虛擬調(diào)試,以西門子數(shù)字化機(jī)電概念設(shè)計(jì)軟件NX MCD為例,通過實(shí)例重點(diǎn)介紹了如何運(yùn)用TIA博途軟件、SIMIT軟件和NX MCD軟件進(jìn)行產(chǎn)品的選型及運(yùn)動控制模擬仿真。
本書在編寫過程中,對運(yùn)動控制的基本知識、常見運(yùn)動控制的功能以及大量實(shí)際案例進(jìn)行了梳理、研究、歸納和總結(jié)。
本書主編為顧和祥、副主編為曾斌、閆磊,參加本書編寫的還有唐驥宇、高爭華、張貴年、明軍、許逸舟、鄭磊、張軍、王智濤、賴天生、王碩。在此衷心地感謝西門子公司運(yùn)動控制部通用運(yùn)動控制應(yīng)用技術(shù)團(tuán)隊(duì),感謝通用運(yùn)動控制管理層對本書出版的大力支持,感謝為本書出版付出辛勤勞動的所有人。
本書是集運(yùn)動控制基本知識、功能應(yīng)用及實(shí)際案例分析于一體的應(yīng)用類參考書,涉及的知識面比較廣,由于編寫者經(jīng)驗(yàn)不足,難免會存在錯誤和不妥之處,敬請讀者批評指正。
作者 顧和祥
2021年9月
序
前言
第1章 運(yùn)動控制概述1
1.1 運(yùn)動控制的定義1
1.2 描述運(yùn)動控制的三個維度2
1.2.1 運(yùn)動學(xué)維度2
1.2.2 運(yùn)動特征維度2
1.2.3 運(yùn)動軸維度3
1.3 運(yùn)動控制常用名詞3
1.4 運(yùn)動控制類型及特點(diǎn)11
1.4.1 風(fēng)機(jī)泵類控制11
1.4.2 傳送及進(jìn)給類控制12
1.4.3 物料加工及處理類控制13
1.5 運(yùn)動控制的發(fā)展14
1.5.1 硬件及軟件的發(fā)展14
1.5.2 運(yùn)動控制功能的發(fā)展15
第2章 運(yùn)動控制的解決方案16
2.1 運(yùn)動控制系統(tǒng)的組成16
2.2 運(yùn)動控制的典型應(yīng)用17
2.2.1 卷曲應(yīng)用17
2.2.2 追同步應(yīng)用17
2.2.3 角同步應(yīng)用18
2.3 運(yùn)動控制的功能實(shí)現(xiàn)18
2.3.1 驅(qū)動器集成運(yùn)動控制功能19
2.3.2 控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動控制功能19
第3章 基于驅(qū)動器的控制功能20
3.1 V/F控制20
3.1.1 V/F控制概述20
3.1.2 控制要點(diǎn)21
3.1.3 V/F控制調(diào)試示例23
3.2 開環(huán)速度矢量控制27
3.2.1 開環(huán)速度矢量控制概述27
3.2.2 開環(huán)速度矢量控制控制要點(diǎn)28
3.2.3 開環(huán)速度矢量控制調(diào)試示例29
3.3 閉環(huán)速度矢量控制36
3.3.1 閉環(huán)速度矢量控制概述36
3.3.2 閉環(huán)速度矢量控制控制要點(diǎn)36
3.3.3 閉環(huán)速度矢量控制調(diào)試示例36
3.4 定位控制42
3.4.1 定位控制概述42
3.4.2 定位控制要點(diǎn)42
3.4.3 定位控制調(diào)試示例43
3.5 驅(qū)動器集成的常用功能55
3.5.1 Vdc控制器55
3.5.2 PID工藝控制器58
3.5.3 摩擦特性曲線61
3.6 驅(qū)動器集成的軟件編程功能63
3.6.1 自由功能塊63
3.6.2 驅(qū)動控制圖表(DCC)功能66
3.6.3 通過SINAMICS DCB Studio軟件創(chuàng)建DCC功能塊庫74
第4章 基于系統(tǒng)的運(yùn)動控制功能81
4.1 定位功能81
4.1.1 驅(qū)動器內(nèi)集成的定位功能81
4.1.2 示例:西門子S7-1200 PLC控制SINAMICS V90伺服驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)基本定位86
4.1.3 控制器通過工藝對象TO實(shí)現(xiàn)定位功能95
4.1.4 示例:西門子S7-1500 PLC通過工藝對象與SINAMICS V90伺服驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)定位功能99
4.2 電子齒輪(Gear)同步106
4.2.1 應(yīng)用場合106
4.2.2 示例:西門子S7-1500T PLC與SINAMICS S210伺服驅(qū)動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電子齒輪同步107
4.3 電子凸輪(CAM)同步113
4.3.1 定義及基本概念113
4.3.2 示例:西門子S7-1500 PLC和SINAMICS V90伺服驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)凸輪同步118
4.4 轉(zhuǎn)矩同步122
4.4.1 應(yīng)用場合122
4.4.2 控制方案123
4.4.3 示例:西門子S7-1500 PLC與SINAMICS S120伺服驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩同步127
4.5 夾緊功能132
4.5.1 功能概述132
4.5.2 示例:西門子S7-1500 PLC和SINAMICS V90伺服驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)夾緊工藝133
4.6 卷曲功能142
4.6.1 系統(tǒng)組成142
4.6.2 卷曲常用的三種張力控制方式144
4.6.3 卷曲功能的實(shí)時卷徑計(jì)算148
4.7 橫切和飛剪150
4.7.1 系統(tǒng)組成與工藝151
4.7.2 示例1:西門子SIMOTION和SINAMICS S120伺服驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)橫切功能154
4.7.3 示例2:西門子S7-1500T和SINAMICS S120伺服驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)橫切功能158
第5章 實(shí)例應(yīng)用1162
5.1 全自動絲網(wǎng)印刷燙金一體機(jī)162
5.1.1 絲網(wǎng)印刷機(jī)設(shè)備概述162
5.1.2 絲網(wǎng)印刷機(jī)電氣系統(tǒng)配置164
5.1.3 絲網(wǎng)印刷機(jī)運(yùn)動控制解決方案165
5.1.4 絲網(wǎng)印刷機(jī)運(yùn)動控制技術(shù)要點(diǎn)解析171
5.2 凹版印刷機(jī)178
5.2.1 凹版印刷機(jī)設(shè)備概述178
5.2.2 凹版印刷機(jī)電氣系統(tǒng)配置179
5.2.3 凹版印刷機(jī)運(yùn)動控制解決方案179
5.2.4 凹版印刷機(jī)運(yùn)動控制技術(shù)要點(diǎn)解析182
5.3 機(jī)組式柔版印刷機(jī)184
5.3.1 柔版印刷機(jī)設(shè)備概述184
5.3.2 柔版印刷機(jī)電氣系統(tǒng)配置185
5.3.3 柔版印刷機(jī)運(yùn)動控制解決方案185
5.3.4 柔版印刷機(jī)運(yùn)動控制技術(shù)要點(diǎn)解析189
第6章 實(shí)例應(yīng)用2191
6.1 枕式包裝機(jī)191
6.1.1 枕式包裝機(jī)設(shè)備概述191
6.1.2 枕式包裝機(jī)電氣系統(tǒng)配置192
6.1.3 枕式包裝機(jī)運(yùn)動控制解決方案192
6.1.4 枕式包裝機(jī)運(yùn)動控制技術(shù)要點(diǎn)解析193
6.2 糖果包裝機(jī)197
6.2.1 糖果包裝機(jī)設(shè)備概述197
6.2.2 糖果包裝機(jī)電氣系統(tǒng)配置198
6.2.3 糖果包裝機(jī)運(yùn)動控制解決方案198
6.2.4 糖果包裝機(jī)運(yùn)動控制技術(shù)要點(diǎn)解析201
6.3 多列立式條狀包裝機(jī)204
6.3.1 多列立式條狀包裝機(jī)設(shè)備概述204
6.3.2 多列立式條狀包裝機(jī)電氣系統(tǒng)配置204
6.3.3 多列立式條狀包裝機(jī)運(yùn)動控制解決
方案204
6.3.4 多列立式條狀包裝機(jī)運(yùn)動控制技術(shù)要點(diǎn)解析210
第7章 實(shí)例應(yīng)用3211
7.1 大型高速薄膜分切機(jī)211
7.1.1 薄膜分切機(jī)設(shè)備概述211
7.1.2 薄膜分切機(jī)電氣系統(tǒng)配置212
7.1.3 薄膜分切機(jī)運(yùn)動控制解決方案212
7.1.4 薄膜分切機(jī)運(yùn)動控制技術(shù)要點(diǎn)解析219
7.2 橫切機(jī)222
7.2.1 橫切機(jī)設(shè)備概述222
7.2.2 橫切機(jī)電氣系統(tǒng)配置223
7.2.3 橫切機(jī)運(yùn)動控制解決方案224
7.2.4 橫切機(jī)技術(shù)要點(diǎn)解析227
7.3 恒張力繞線機(jī)228
7.3.1 恒張力繞線機(jī)設(shè)備概述228
7.3.2 恒張力繞線機(jī)電氣系統(tǒng)配置229
7.3.3 恒張力繞線機(jī)運(yùn)動控制解決方案229
7.3.4 恒張力繞線機(jī)運(yùn)動控制技術(shù)要點(diǎn)解析233
第8章 實(shí)例應(yīng)用4234
8.1 袋裝彈簧機(jī)234
8.1.1 袋裝彈簧機(jī)設(shè)備概述234
8.1.2 袋裝彈簧機(jī)電氣系統(tǒng)配置235
8.1.3 袋裝彈簧機(jī)運(yùn)動控制解決方案235
8.