A. 電路實物圖怎麼畫
電路實物圖畫法如下:
一、看實物畫電路圖
從電源正極出發,沿電流方向找到分叉點,並標出中文「分」字,(遇到電壓表不理它,當斷開沒有處理)用兩支鉛筆從分點開始沿電流方向前進,直至兩支筆尖匯合,這個點就是匯合點。並標出中文「合」字。
首先要清楚有幾條支路,每條支路中有幾個元件,分別是什麼。特別要注意分點到電源正極之間為幹路,分點到電源負極之間也是幹路,看一看幹路中分別有哪些元件,在都明確的基礎上開始作電路圖, 具體步驟如下:
1、標出分、合點,清楚幹路、支路中各有什麼元件;
2、畫電池組,從電源正極開始,沿電流方向找出電流流經的電路元件,直到第一個分支點;
3、先選取其中一條支路分析,直到另一個分支點,再分別將另外的路徑連上;
4、匯集到第二個分支點後,再連向電源的負極;
5、將電壓表畫到被測電路的兩端。
6、檢查有無遺漏、短路、斷路和錯誤。
B. 怎樣看懂電氣原理圖
問題一:如何看懂電氣控制原理圖?詳細描述一下 1.電路的結構形式和所能完成的任務是多種多樣的,就構成電路的目的來說一般有兩個:一
是進行電能的傳輸、分配與轉換;二是進行信息的傳遞和處理。
2.電氣圖的布局要求重點突出信息流及各功能單元間的功能關系,因此圖線的布置應有利於識別各種過程及信息流向,並且圖中的各部分之間的間隔要均勻。對於因果關系清楚的電氣圖,其布局順序應使信息的基本流向為自左至右或從上到下。在電子線路中,輸入在左邊,輸出在右邊。
3.電器元件工作狀態的表示方法所有電器元件均按自然狀態表示。所謂「自然狀態」或「自然位置」是指電器元件或設備的可動部分處於未得電、未受外力或不工作的狀態或位置。
就像前面幾位所說的,先了解基本的電氣符號元件圖,電氣原理,才能看的透徹! 推薦你到OFweek儀器儀表網的技術欄目去看看,有很多這方面的技巧知識!
問題二:怎麼才能迅速看懂電氣系統圖 電氣圖的識別步驟和方法
一、看電氣圖的一般步驟
1.詳看圖紙說明
拿到圖紙後,首先要仔細閱讀圖紙的主標題欄和有關說明,如圖紙目錄、技術說明、電器元件明細表、施工說明書等,結合已有的電工知識,對該電氣圖的類型、性質、作用有一個明確的認識,從整體上理解圖紙的概況和所要表述的重點。
2.看概略圖和框圖
由於概略圖和框圖只是概略表示系統或分系統的基本組成、相互關系及其主要特徵,因此緊接著就要詳細看電路圖,才能搞清它們的工作原理。概略圖和框圖多採用單線圖,只有某些380/220V低壓配電系統概略圖才部分地採用多線圖表示。
3.看電路圖是看圖的重點和難點
電路圖是電氣圖的核心,也是內容最豐富、最難讀懂的電氣圖紙。
看電路圖首先要看有哪些圖形符號和文字元號,了解電路圖各組成部分的作用、分清主電路和輔助電路,交流迴路和直流迴路。其次,按照先看主電路,再看輔助電路的順序進行看圖。
看主電路時,通常要從下往上看,即先從用電設備開始,經控制電器元件,順次往電源端看。看輔助電路時,則自上而下、從左至右看,即先看主電源,再順次看各條支路,分析各條支路電器元件的工作情況及其對主電路的控制關系,注意電氣與機械機構的連接關系。
通過看主電路,要搞清負載是怎樣取得電源的,電源線都經過哪些電器元件到達負載和為什麼要通過這些電器元件。通過看輔助電路,則應搞清輔助電路的構成,各電器元件之間的相互聯系和控制關系及其動作情況等。同時還要了解輔助電路和主電路之間的相互關系,進而搞清楚整個電路的工作原理和來龍去脈。
4.電路圖與接線圖對照起來看
接線圖和電路圖互相對照看圖,可幫助看清楚接線圖。讀接線圖時,要根據端子標志、迴路標號從電源端順次查下去,搞清楚線路走向和電路的連接方法,搞清每條支路是怎樣通過各個電器元件構成閉合迴路的。
配電盤(屏)內、外電路相互連接必須通過接線端子板。一般來說,配電盤內有幾號線,端子板上就有幾號線的接點,外部電路的幾號線只要在端子板的同號接點上接出即可。因此,看接線圖時,要把配電盤(屏)內、外的電路走向功清楚,就必須注意搞清端子板的接線情況。
二、看電氣控制電路圖的方法
看電氣控制電路圖一般方法是先看主電路,再看輔助電路,並用輔助電路的迴路去研究主電路的控製程序。
1.看主電路的步驟
第一步:看清主電路中用電設備。用電設備指消耗電能的用電器具或電氣設備,看圖首先要看清楚有幾個用電器,它們的類別、用途、接線方式及一些不同要求等。
第二步:要弄清楚用電設備是用什麼電器元件控制的。控制電氣設備的方法很多,有的直接用開關控制,有的用各種啟動器控制,有的用接觸器控制。
第三步:了解主電路中所用的控制電器及保護電器。前者是指除常規接觸器以外的其他控制元件,如電源開關(轉換開關及空氣斷路器)、萬能轉換開關。後者是指短路保護器件及過載保護器件,如空氣斷路器中電磁脫扣器及熱過載脫扣器的規格、熔斷器、熱繼電器及過電流繼電器等元件的用途及規格。一般來說,對主電路作如上內容的分析以後,即可分析輔助電路。
第四步:看電源。要了解電源電壓等級,是380V還是220V,是從母線匯流排供電還是配電屏供電,還是從發電機組接出來的。
2.看輔助電路的步驟
輔助電路包含控制電路、信號電路和照明電路。
分析控制電路。根據主電路中各電動機和執行電器的控制要求,逐一找出控制電路中的其他控制環節,將控制線路「化整為零」,按功能不同劃分成若干個局部控制線路來進行分析。如果控制線路較復雜,則可先排除照明、顯示等與控制關系不密切的電路,以便集中精力進行分析。
第一步:看電源。首先看清電源的種類.是......>>
問題三:電氣圖紙怎麼看 1、找出控制電路的電源線:L、N(220V),L1、L2(380V),其他還有24V、~24V的。
2、從控制電源的L 或L1端開始看起,看各支路電流經過哪個按鈕,再經過哪些接觸器、繼電器的常開常閉觸點,接著到哪個線圈,最後到N或L2,形成閉合迴路。
3、要明白同一個接觸器或繼電器,它的線圈和各常開常閉觸點是分開畫的。當一個支路中接觸器、繼電器的線圈通電時,它的常開、常閉觸點會控制所在支路線圈的通、斷電(即接通或分斷所在的支路)。
4、將一條支路中所有按鈕觸點、接觸器、中間繼電器、熱繼電器的常開常閉觸點結合起來作整體分析,看在按動按鈕的時刻,看各常開常閉觸點通斷狀態的組合能否將此支路構成通路,線圈能否通電。
5、將其餘的支路逐條分析,看在同一時刻,此支路中各常開常閉觸點的通電狀態組合能否將本支路接通,能否使線圈通電。
6、將所有支路的接觸器、中間繼電器線圈的通斷電狀態結合起來整體分析,並找出它們所控制的電機或其他設備,就能確定在同一時刻哪些電機或設備在運行,哪些不運行了。
按以上方法可輕松看懂電氣線路圖,祝你成功!!!
問題四:如何看懂電路系統圖 不管強電、弱電、模擬、數字 首先要明白各單位元器件的符號新、舊國標都要熟記熟練掌握各種單位元器件的工作原理和特性以及作用熟練掌握各種基本單元電路的工作原理,分析方法水利水電出版社的《實用電工典型線路圖例》,內有各種電工基本單元圖例詳解,和一些典型的整機、配電等方面的原理圖解析,對初、中級的學習者很有好處配備一本集成電路手冊(內有常用集成電路方框圖、各引腳作用)各大書店均能買到。初學者不宜先看整機電路圖,應該循序漸進整機電路圖由於有許多單元電路的存在,有的單元電路中的元器件就比較散亂,或者離本單元較遠,初學者識圖時,很有難度。從方框圖開始-單元電路圖、等效電路圖-整機電路圖電路圖包含很廣,要想迅速看懂一張整機電路,需要長期的積累,這里是講不清的。循序漸進的學習非常重要,電氣理論基礎非常重要俗話說,專業好學,亥礎難打一開始的急功近利,不久就會遇到瓶頸如果你已有初步的電氣基礎推薦先學習 高等教育出版社的《電工學》數字電路是電路圖中的一個難點,我稍微講一下要學數字電路以下知識必不可少,可按順序逐步學習1、二進制和二進制編碼,以及和十進制的轉換關系2、脈沖電路(脈沖信號的產生、整形、交變。包括,微分電路、積分電路、限幅電路、多諧振振盪電路、單穩態和雙穩態電路等)3、邏輯門電路(與、或、非、與非、或非門)4、觸發器電路(RS觸發器、JK觸發器、D和T觸發器是必學的)5、組合邏輯電路(基本運算器、比較器、判奇偶電路、編碼、解碼器、數據選擇器)數字電路的很多功能是通過軟體來實現的,這已經超出了電子技術分析的范疇,識圖中,雖然不需要對軟體相當熟悉,但必須了解軟體處理信號的過程、目的、處理結果單片機也是其中一個難點,具備系統的數字電路基本知識後,必須加以熟悉數字電路的信號由於是各種脈沖串的數碼信號,這些數據流信號的波形不可能像模擬電路那樣,對電路的理解有太多幫助,這點要有心理准備。
問題五:如何看電氣原理圖 作為剛開始從事電工要知道的事作為剛剛從事電工工作的人,總是會覺得這也難,那也難,這是正常的。要從哪入手,是每個電工都要經歷的,我在此介紹我從事電工工作及我所帶的電工工作情況,謹供參考。1、要熟悉電工符號,明白電工的基本線圖(自鎖、互鎖、正/反轉、星/三角等基礎線路)2、要熟悉電工元氣件(接觸器、繼電器、按鈕、空開、限位等)構造的原理,要進行實物拆裝,加深對其的了解4、結合工作單位的電氣設備進行相對應的分析,一般的線路都是由這些基本線路組合成的。5、要學一些電子電氣知識6、在熟悉了以上知識後,可以慢慢加深,再去學習變頻器的使用,PLC的應用。作為從事電工工作的人員是應該看懂電氣原理圖的,其實,電工線路圖就是應該看作與我們小的時候玩的積木一樣,都是由一件件相關聯的電氣設備元件組成的。1、常用的有自鎖、互鎖、正/反轉、星/三角、串自耦變壓器、串電阻等,在條件允許下,盡可能用實物進行安裝、調試。加強對線路的了解,有時間最好對線路進行分析、改進。2、一般設備中用到的元件種類不是很多,在了解了元件的功能後,可以根據元件的特點進行對線路的完善。從主迴路可以分析出該線路是做啥用的:1、自鎖一般就一個接觸器;2、互鎖就採用二個及二個以上的接觸器;3、正/反轉採用二個,同時,在接觸器上有調線的,也就是其中二相有對換的;4、星/三角一般都採用三個接觸器,其中有一個接觸器一側短接的是星形接法的接觸器,另外一個有頭尾相接的是三角形接觸器;5、串自耦變壓器是用三個接觸器的,在線路上有一個自耦變壓器的;6、串電阻器是有多個接觸器的,一般有二個以上,線路中有電阻器串接於轉中的比較多,常見於起動設備。要想記住電氣原理圖,不是對圖死記硬背,應該要靈活去琢磨其中的原理,才會事半功倍。就與我們小時候玩積木一樣,記住相關的元件就可以了解電氣原理圖了。
問題六:怎樣學習看懂電氣原理圖和接線圖 首先,你要懂得電氣控制迴路、主迴路的基本定義;知道各個元器件的表示符號,參考其標識字母;一般來說,不管圖紙中迴路的繪制是橫向或是縱向,在其上部或者右側都有功能說明。低壓迴路一般沒有說明。此外,控制迴路中各種電氣「點」的圖示狀態都是其正常狀態,即是元器件尚未發生動作的狀態。例如按鈕的常開點,圖示為非閉合狀態,當按下按鈕時即按鈕動作時,其常開點會閉合,根據按鈕類型返回或者閉鎖不返回。
問題七:怎樣看懂電路圖 電路圖分低壓電力電路圖和電子電路圖,一般都由串聯,並聯,混聯等接法
低壓電力電路圖主要分主迴路和控制迴路,控制迴路常用有點動,互鎖,自鎖,順序切換,旁路切換,計時,計數等
電子電路圖一般有整流,濾波,比較,放大,計時,計數,逆變,集成等組成
在看電路圖時,要先明白電源在哪,最後輸出給什麼,中間過程都什麼參與
比如:上圖是一張星三角啟動電路,是電氣元件安裝圖,
主迴路由空氣斷路器經黃,綠,紅色線給熱繼電器,給電源接觸器(左邊接觸器,我們給定為KM1)
中間接觸器是將電機接成星形(我們給定為KM2)
右邊接觸器是將電機接成三角形(我們給定為KM3)
控制迴路是從小型斷路器出來,到停止按鈕(紅色按鈕)給啟動(綠色)按鈕,准備啟動時用;
當按下啟動按鈕時,KM2線圈得電,中間接觸器動作(閉合),電機接成星形
KM2的輔助常開點閉合(這樣的作法,電機必須接星形後,才能啟動運行),KM1線圈得電,電源接觸器閉合並自鎖,電機在星形狀態下啟動運行
同時時間繼電器計時
到時間後,KM2斷開,同時KM3線圈得電,右邊接觸器閉合並自鎖,電機轉為三角接法運行,同時時間繼電器退出工作狀態。
這就是電路如何看,如何分析的步驟。
電子電路一般是分塊進行分析,從電源入手,找出相關的主要元件(比如三極體,晶閘管,集成塊等),根據其所構成的工作狀態進行分析,在這里,我們可以根據基爾霍夫定律(節點電流和迴路電壓)進行分解成等效電路來分析
問題八:怎麼學習看各種電氣原理圖 你好,我估計你現在有一個這樣的機會,所以很急。
但是這事沒有那麼容易,一是要有一定的專業基礎,二是要有一定的實踐。
如果,你是電氣類的專業畢業生,這第一條基本具備了,
第二條實踐可以這樣做:
1、你可以找個懂行的人,帶你去工廠看看常見的電氣設備,並且給你大體講講。
2、你到電工工作的地方,看看常見的電氣元件,也可以到電氣市場去看看。
3、你到書店看看,是否有實踐入門的書籍。
4、先找一些簡單的圖紙看看,學習實踐一下。
5、隨著知識增多,你可以有針對性地上網搜搜相關知識。
如此,你一個月就會有較大提高。
C. 電機自動往返線路圖(主電路和控制電路)
電動機在規定時間范圍內作連續可逆的正反方向運轉的自動控制電路。圖中用時間繼電器KT1、KT2作時間控制元件,中間繼電器KA1、KA2起中間控製作用。合上電源開關Q和旋轉開關S,這時時間繼電器KT1得電,中間繼電器KA1得電吸合。接觸器KM1得電並吸合,電動機作正向限時運轉。
待延時時間到,時間繼電器KT1常閉延時斷開觸點斷開,使中間繼電器KA1斷電,其觸點KA1斷開,接觸器KM1線圈斷電,主觸點KM1斷開,電動機瞬時停止正轉。
在時間繼電器KT1常閉延時斷開觸點斷開的同時,其常開延時閉合觸點KT1閉合,反轉中間繼電器KA2暫時得電吸合,其常開觸點閉合自鎖,並使時間繼電器KT2得電,反轉接觸器KM2得電並吸合,電動機作反向限時運轉。
待延時時間到,時間繼電器KT2的常閉延時斷開觸點斷開,使中間繼電器KA2斷電,接觸器KM2斷電,電動機瞬時停止反轉。由於中間繼電器KA2的斷電,其常閉觸點復位,時間繼電器KT1得電,中間繼電器KA1吸合,KM1得電吸合,電動機又處於正向限時運轉狀態。
這樣周而復始重復前面工作過程,使電動機在規定時間內作連續可逆運轉。若需使電動機停止,可扳開旋轉開關S,待KT2延時時間到,電動機停轉。
(3)從站電路圖擴展閱讀
保護
1、電機保護
(1)電機保護就是給電機全面的保護,即在電機出現過載、缺相、堵轉、短路、過壓、欠壓、漏電、三相不平衡、過熱、軸承磨損、定轉子偏心、軸向竄動徑向跳動時,予以報警或保護。
(2)為電動機提供保護的裝置是電機保護器,包括熱繼電器、電子式保護器和智能型保護器,大型和重要電機一般採用智能性保護裝置。
2、差動保護
(1)電動機差動保護具備差動速斷保護及帶或不帶二次諧波制動的復式比率差動保護,最大可用於三側差流輸入的場合(三圈變),具有對一次設備電壓電流模擬量和開關量的完整強大的採集功能。
(2)配備標准RS485和工業CAN通訊口,並通過合理配置實現三圈主變差動保護、兩圈主變差動保護、兩圈配變差動保護、發電機差動保護、電動機差動保護及非電量保護等保護和測控功能;
3、過載保護
(1)微型電動機的線圈通常是由很細的銅絲繞成,耐電流的能力較差。當電機負載較大或電機卡住時,流過線圈的電流會快速增加,同時電機溫度急劇升高,銅絲繞阻極易被燒毀。如
(2)果能夠在電動機線圈中串接高分子PTC熱敏電阻,則會在電機過載時提供及時的保護功能,避免電機被燒毀。通常的保護電路如下圖。熱敏電阻通常被至於線圈的附近,這樣熱敏電阻更易於感受溫度,使保護更加迅速有效。
(3)用於初級保護的熱敏電阻通常選用耐壓等級較高的KT250型熱敏電阻,用於次級保護的熱敏電阻通常選用耐壓等級較低的KT60-B、KT30-B、KT16-B及片狀電機。
電動機的火災危險性
電動機的具體火災原因有以下幾個方面:
1、過載
會造成繞組電流增加,繞組和鐵心溫度上升,嚴重時會引發火災。
2、斷相運行
電動機雖然還能運轉,但繞組電流會增大以致燒毀電動機而引發火災。
3、接觸不良
會造成接觸電阻過大而發熱或者產生電弧,嚴重時可引燃電動機內可燃物進而引發火災。
4、絕緣損壞
形成相間和匝間短路,因而引發火災。
5、機械摩擦
軸承損壞時可造成定子、轉子摩擦或電動機軸被卡,產生高溫或繞組短路而引發火災。
6、選型不當
7、鐵心消耗過大
會使渦流損耗過大造成鐵心發熱和繞組過載,嚴重時引發火災。
8、接地不良
當電動機繞組對發生短路時,如果接地不良,會導致電動機外殼帶電,一方面可引起人身觸電事故,另一方面致使機殼發熱,嚴重時引燃周圍可燃物而引發火災。
D. 多伺服電機同步控制如何實現
在印刷機械行業中,多電機的同步控制是一個非常重要的問題。由於印刷產品的特殊工藝要求,尤其是對於多色印刷,為了保證印刷套印精度(一般≤0.05mm),要求各個電機位置轉差率很高(一般≤0.02%)。在傳統的印刷機械中,以往大都採用以機械長軸作為動力源的同步控制方案,但機械長軸同步控制方案易出現振盪現象,各個機組互相干擾,而且系統中有許多機械零件,不方便系統維護陪伏和使用。隨著機電一體化技術的發展,現場匯流排技術不斷應用到各個領域並得到了廣泛的應用。本文針對機組式印刷機械的同步需求,提出了一種基於CAN現場匯流排的同步控制解決方案,並得以驗證。
無軸傳動印刷機控制系統的同模亂敗步需求
機組式捲筒印刷機一般由給紙機組、印刷機組、張力機組、加工機組和復卷機組等機組組成。在傳統的有軸傳動印刷機中,動力源由非同步電機通過皮帶輪帶動一根機械長軸(約10-20m),然後通過長軸帶動各機組的齒輪、凸輪、連桿等傳動元件,再通過傳動元件帶動設備的執行元件完成設備的輸人、輸出任務。
捲筒印刷機要求印刷速度為300m/min,套印精度≤0.03mm,為了滿足套印精度,要求在各個機組定位精度≤0.03mm。在印刷機印刷過程中,要求各機組軸與機械長軸保持一定的同步運動關系,能否很好的實現各個機組軸的同步關系,將直接影響到印刷速度、套印精度等。其中,給紙機組、印刷機組要求與主軸轉動速度成一定的比例關系,張力機組根據不同的印刷速度調整張力系數,加工機組需要與主軸保持凸輪運動關系,而復卷機組的運動規律,要求隨著紙卷直徑的增大而減小。
我們把機械長軸作為主軸(參考軸),各印刷機組軸為從動軸,如圖1,各從動軸與主軸要滿足同步關系θ1=f1(θ) ,θ2=f2(θ) ,θ3=f3(θ) ··· ,其中,θ為主軸位置轉角,θ1、θ2、θ3···為從動軸位置轉角。
圖 1 主從軸同步關系
控制系統設計
考慮到印刷機中同步運動關系復雜,套印精度高、印刷機組點多、分散,多操作子站,印刷生產線長等特點,採用全分散、全數字、全開放的現場匯流排控制系統FCS,匯流排的選擇選用CAN匯流排。
為了實現各個印刷機組的復雜同步關系,將主控制器和各個電機的伺服驅動器都掛接到CAN匯流排上,構成以印刷機控制器為核心的CAN現場匯流排系統,如圖2。
控制器和伺服驅動器都配有CAN匯流排控制器SJA1000和收發器PCA82C250的通訊適配卡,通過連接在印刷機控制器上的CAN通訊適配卡,控制器可以方便、快速的與各伺服驅動器通訊,向各個伺服單元發送控旦顫制指令和位置給定指令,並實時獲得各個伺服電機的狀態信息,按照需要實時地對伺服參數進行修改,各個伺服單元也可以通過CAN匯流排及時的進行數據交換。各個伺服驅動器在獲得自己的位置參考指令後,緊密的跟隨位置指令。由於控制器的位置指令直接輸入到各個伺服驅動器,因此每個伺服驅動器都獲得同步運動控制指令,不受其他因素影響,即任一伺服單元都不受其他伺服單元的擾動影響。在這個系統中,控制器和各個伺服驅動器都作為一個網路節點,形成CAN控制網路。同時,由於採用現場匯流排控制系統,可以根據印刷規模,擴展網路節點個數。
圖2 同步控制系統圖
編碼器和伺服電機的選擇
在大慣量負載印刷系統中,編碼器和伺服系統的選擇尤為重要。以BF4250捲筒紙印刷機為例,其負載轉動慣量很大,其中柔印機組為0.13 kg·m2,膠印機組轉動慣量最大,為0.33 kg·m2。
由於系統定位精度要求≤0.03mm,考慮到負載的大慣量性,把控制周期定為2ms,要求位置環穩態誤差為±1個脈沖。根據定位精度和穩態誤差,可以折算出編碼器線數為17000線,可是考慮到在實際印刷過程中,要不斷調整不同機組的位置,如果編碼器解析度選17000線,在調整印輥時,由於機組轉動慣量很大,將會產生很大的角加速度,進而產生很大的轉矩。例如對於膠印機組,調整角加速度超過700 rad/s2,調整轉矩超過200N·m,一般的電機無法滿足要求。
綜合考慮,選擇編碼器解析度為40000線,這樣在調整過程中,減小了電機的調整加速度,進而減小了調整轉矩。例如在負載慣量最大的膠印機組中,調整角加速度為78.6rad/s2,調整轉矩為26 N·m,凱奇電氣公司的90M系列伺服電機完全可以滿足要求。
時鍾同步機制
在分布式無軸傳動同步控制系統中,需要各個印刷機組之間統一協調地工作,所以各個機組必須要有統一的時間系統,以保證各個印刷機組協調工作,完成印刷任務。
具體的時鍾同步實現方法分為硬體時鍾同步,同步報文授時同步和協議授時同步。
(1)硬體時鍾同步。硬體時鍾同步是指利用一定的硬體設施(如GPS接收機、UTC接收機、專用的時鍾信號線路等)進行的局部時鍾之間的同步,操作對象是計算機的硬體時鍾。硬體同步可以獲得很高的同步精度(通常為10-9 秒至10-6秒)。
(2)同步報文授時同步。在每個通訊周期開始,主站以廣播形式發送一次同步報文。例如在SERCOS協議數據傳輸層中,每個SERCOS的通訊周期開始都以主戰發送的同步報文MST為標志。MST的數據域非常短,只佔1個位元組。MST報文的同步精度很高,如果用光纜做傳輸介質,同步精度可在4微妙之內。
(3)協議授時同步。協議授時也叫軟體授時,指利用網路將主時鍾源,通過網路,發給其他的子系統,以達到整個系統的時間同步性。通過計算從發出主時鍾信息到發送到目標節點接受該信息並產生中斷之間的時間差,可以得出延遲時間。然後通過延時補償來達到時間同步。軟體授時成本低,可由於同步信息在網路上傳輸的延遲大且有很大的不確定性,所以授時精度低(通常為10-6秒到10-3秒)。
綜合考慮,本文的時鍾同步方案採用的是硬體時鍾同步,各節點根據系統中指定的主時鍾來調整它們的時鍾,具體實現方法是:添加硬體時鍾同步信號線CONCLK用來傳輸時間同步信號,同步控制信號周期為2ms,以同步信號的上升沿作為同步點。在控制器中設置同步信號發生器,並在各個驅動器內部設置同步接受單元。驅動器從站的同步接受單元檢測到主戰的CONCLK上升沿後,各從站時鍾同時清零。這樣定期清零不僅保持了各從站時鍾的一致性,同時也避免了同步誤差的累計。為了提高模塊同步信號的抗干擾能力,採用平衡差分驅動方式傳輸同步信號。使用光耦隔離,可以使主站和從站的信號互不幹擾。主、從站同步信號電路如圖3。
圖3 主站、從站同步信號電路圖
上位機同步運動數據的產生
同步運動數據的產生任務放在到北京首科凱奇電氣技術有限公司開發的軟PLC -ComacPLC系統中。該公司的軟PLC系統,硬體系統採用的是工業計算機平台,操作系統採用的是微軟推出的WinCE嵌入式操作系統。在此軟PLC系統中,建立了快邏輯任務和慢邏輯任務,快邏輯用於對時間要求高的場合,如緊急情況處理,高精度采樣等情況,慢邏輯任務主要用於一般對時間要求不高的場合。快邏輯任務是一個需要定時執行的任務(類似於中斷服務程序),該任務必須在一個系統采樣周期內執行完成,慢邏輯任務是一個無限循環,它可以在幾個系統采樣周期內完成[2]。快邏輯任務通過定時控制器8254來完成定時,定時周期為1毫秒。在執行過程中每一次采樣周期都執行一次快邏輯任務,產生成同步運動數據。為了保持各個從動軸相對於主軸的同步關系,建立運動參考數據源來虛擬主軸運動狀態。在每個系統采樣周期中,根據虛擬主軸的運動狀態,以及各個從動軸的同步運動要求,分別計算各個從動軸的位置信息,產生各個從動軸的同步運動數據,放入CAN控制器的發送隊列等待發送,如圖4。把運動數據產生和運算任務放在快邏輯任務中,保證產生運動數據的實時性。
圖4 同步運動數據的產生
同步介面技術協議
本系統匯流排波特率設為1Mbps,位傳輸時間τbit為1×10-6秒。每個數據幀由8個位元組組成,發送報文數據幀長度固定為131位(29位標識符),反饋報文長度為99位。數據幀傳送時間Cm=131μs。把同步控制信號線CONCLK,作為同步周期信號線和報文的基準信號線。同步控制信號周期為2ms,高電平有效,信號電平寬度為10。正常通訊時,一個控制周期內CAN網路可以傳送16個同步數據報文。控制器在CONCLK 上跳沿之後50μs內發出指令報文,驅動器在接受到指令報文後100微秒內發出反饋報文。指令報文內容包括位置指令值、邏輯介面信號輸入,其中位置指令佔用4個位元組(32位),邏輯介面信號輸入佔用一個位元組。邏輯介面信號輸入包括驅動器使能、復位等指令。在反饋報文中,包括伺服運行狀態信息和故障信息,通信時序如圖5。
圖5 通訊時序圖
結束語
本文針對傳統的機械長軸印刷機同步控制系統,提出了以控制器為核心的現場匯流排控制系統,以CAN現場匯流排實現在控制器和伺服之間的通信。此方案不僅克服了傳統機械長軸控制方案的各種機械元件帶來的缺點,而且還具有同步性能好、各伺服單元不互相干擾、控制精度高、維護方便等優點。
這種方法實現同步的特點在於利用了CAN匯流排可靠性高、傳輸時間短、抗干擾能力強,和數字伺服的位置精度高、全閉環的優點。