數(shù)控平臺視域下的電力電子論文
時間:2022-10-07 10:22:44
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1.1多功能部件協(xié)作機理
為了實現(xiàn)超長工件這種多軸和多功能部件的互相協(xié)作要求,以840D系統(tǒng)為平臺的控制系統(tǒng)框架下,實現(xiàn)對多功能部件實現(xiàn)協(xié)作控制。之間通過調(diào)用FB2和FB3函數(shù)功能塊,實現(xiàn)參數(shù)交互;而實時的數(shù)據(jù)交互,通過調(diào)用FC21函數(shù)實現(xiàn)。綜合上述協(xié)作原理分析,由于PLC是針對特定機床點的邏輯關(guān)系,開發(fā)對應(yīng)的程序,這樣的開發(fā)應(yīng)用方式已經(jīng)非常廣泛,而NCK中驅(qū)動伺服通過脈沖控制,控制方法由伺服驅(qū)動器完成,這個環(huán)節(jié)只需要編制相關(guān)驅(qū)動的G代碼程序即可實現(xiàn)。因此實現(xiàn)整個機床裝備的功能監(jiān)控,都落實到HMI軟件的研究和開發(fā)上,而軟件的核心主要包括與NCK實時交互數(shù)據(jù)庫和主軸的自動定位方法兩個方面。
1.2監(jiān)控實時庫的構(gòu)建
實時數(shù)據(jù)庫是針對數(shù)據(jù)實時性和事務(wù)實時性,而采取的一種用來實現(xiàn)對實時數(shù)據(jù)進行管理的一種數(shù)據(jù)庫技術(shù)。在超長工件的加工過程中,實時控制功能實現(xiàn)需要如下數(shù)據(jù)管理:對進給軸運行位置的實時規(guī)劃控制、對機床運行狀態(tài)的實時監(jiān)控、報警信息的管理等。在與人機過程交互中,必須響應(yīng)操作人員請求和相關(guān)信息提示。針對這些要求表示實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)來源、參數(shù)數(shù)據(jù)管與數(shù)據(jù)應(yīng)用,其中與NCK交互的實時數(shù)據(jù)庫主要負責(zé)與R寄存器和NCVAR交互數(shù)據(jù)使用,與PLC交互數(shù)據(jù)的實時庫,負責(zé)與PLC的軟元件交互數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)的交互都以連續(xù)內(nèi)存方式交互數(shù)據(jù),具體交互的PLC軟元件再由PLC做二次映像。這兩塊內(nèi)存數(shù)據(jù)的更新采用定時輪詢的方式進行,時間片可以控制在l0ms為更新周期;刀具參數(shù)庫和主軸定位數(shù)據(jù)庫則由參數(shù)組成,該參數(shù)庫由參數(shù)一次載人,參數(shù)修改時以清求方式更新;機床本體狀態(tài)實時庫和加工狀態(tài)庫由系統(tǒng)、交互數(shù)據(jù)及邏輯再運算實時產(chǎn)生,其中實時數(shù)據(jù)分模擬量、開關(guān)量和報警量3種類型;報警實時數(shù)據(jù)由機床本體狀態(tài)實時數(shù)據(jù)和加工狀態(tài)實時數(shù)據(jù)產(chǎn)生,用于與操作人員的直接交互。
2電力電子數(shù)控系統(tǒng)特點與要求
2.1數(shù)控系統(tǒng)特點
電力電子系統(tǒng)是典型的非線性、快過程系統(tǒng)。為了充分發(fā)揮電力電子數(shù)控系統(tǒng)的作用,在進行數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計的過程中,一定要充分考慮電力電子系統(tǒng)的特點,盡量體現(xiàn)出電力電子系統(tǒng)的特點,這樣才能夠增強電力電子數(shù)控系統(tǒng)的作用。電力電子系統(tǒng)的特點主要為:應(yīng)用范圍廣泛、拓撲結(jié)構(gòu)完善。電力電子系統(tǒng)的能量等級較高,在進行能量輸出時最高可達到幾十兆瓦,這擴大了電力電子系統(tǒng)的應(yīng)用范圍,使其靈活的應(yīng)用。
2.2電力電子系統(tǒng)的數(shù)控要求
電力電子數(shù)控系統(tǒng)的作用要想充分發(fā)揮出來,既要滿足電子電力數(shù)控需求,還要保證硬件達標。電力電子數(shù)控需求是要求電力電子數(shù)控系統(tǒng)中所應(yīng)用的變換器和軟件形式都必須要滿足設(shè)計要求,保證變換器和軟件形式能夠在系統(tǒng)中合理的、有效的應(yīng)用。電力電子系統(tǒng)硬件達標是系統(tǒng)可以提供PWM信號輸出,并保證計算速度較快、采樣模數(shù)轉(zhuǎn)化功能較強,以此來支撐系統(tǒng)有效的運作。
2.3數(shù)控平臺設(shè)計
合理的、規(guī)范的進行電力電子數(shù)控平臺設(shè)計,可以保證數(shù)字控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中充分發(fā)揮作用,為提高電力系統(tǒng)安全。高效,穩(wěn)定的運行創(chuàng)造條件。所以。一定要慎重的進行電力電子數(shù)控平臺設(shè)計。在進行電力電子數(shù)控平臺設(shè)計時主要注意以下幾方面。
2.3.1元件布局
在進行電力電子數(shù)控平臺設(shè)計中高頻器件布局是非常重要的一部分,若布局不當將會導(dǎo)致高頻器件的無法有效的控制和變換電能,相應(yīng)的高頻器件的應(yīng)用效果就會就降低。在進行元件布局時需要對DSP、晶振、RAM等高頻器件進行合理的布局,保證高頻器件設(shè)置在板子中間,并且高頻器件之間的連線較短,這樣才能夠使高頻器件有效應(yīng)用。
2.3.2電磁兼容的設(shè)計
在進行電磁兼容設(shè)計時應(yīng)從降低阻抗的角度出發(fā)進行設(shè)計,這樣可以保證電磁兼容效果更好。具體的設(shè)計內(nèi)容是在信號層走地線以外進行地平面模擬地和數(shù)字地分開,再應(yīng)用3uH的電感單點將兩者相連,以此來實現(xiàn)電磁兼容。
2.3.3PCB板層的選擇
電力電子數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計過程中一定要注重合理的選擇PCB板層,只有選擇最佳的PCB板層,才能夠保證不同的地平面不會互相干擾,進而降低抗阻,為提高系統(tǒng)的應(yīng)用性創(chuàng)造條件。從目前的情況來看,四層板是比較適合的,其中間層為地平面和電源平面,不僅可以方便電源的提供,還能降低電源平面、地平面的阻抗,為提高系統(tǒng)的應(yīng)用性創(chuàng)造條件。
3結(jié)束語
在現(xiàn)代化的今天,我國科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展和進步,各種新工藝、新技術(shù)。新設(shè)備的推出,大大的促進了各個行業(yè)發(fā)展。在電力領(lǐng)域中,因數(shù)字控制技術(shù)的應(yīng)用,使得電力系統(tǒng)的控制能力更強,大大提高了電力系統(tǒng)運行的安全性、穩(wěn)定性、有效性。
作者:閆紅華單位:山東迪生電子有限公司