实验盘装置的主电路由直接按装在底盘上的断路器开关ZK和两个具有透明有基玻璃外壳的继电器CJ1和CJ2组成(见电路图),图中CNX1即为伺服驱动器的交流供电插口。
主电路是为交流伺服电动机的驱动器提供工频交流供电电源的,而交流伺服电动机本身则由驱动器来驱动。
图中,CJ1控制的是驱动器的交流控制电源,而CJ2控制的才是驱动器的工作电源。按驱动器起动时的时序要求,在电动机起动时,应当先合上CJ1,在经过一段时间的延时之后,才可合上CJ2。
在实验盘装置CJ1和CJ2的线圈电路上,各并联有一个绿色的发光二极管,所以,当继电器合上时,其相应的发光管就会发亮。
交流220V供电电源,这是交流伺服电动机的工作电源和交流控制电源;该电源由交流电网通过实验桌上的交流电插座供电。
CJ1、CJ2的线圈电路受到PCB板上的中间继电器RL1、RL2控制。
单片机通过其P2.6和P2.4口输出开关量信号,控制RE1、RE2,经过IC4驱动和OPT5隔离、T9和T10放大后,能够对于RL1和RL2来控制(见电路图),并最终实现了对于CJ1、CJ2的控制。
220V供电电源,这是交流伺服电动机的工作电源和交流控制电源;该电源由交流电网通过实验桌上的交流电插座供电。3、直流24V供电电源,用作交流伺服电动机驱动器的直流控制信号和接口电路的工作电源。该电源由实验桌上步进驱动器板上的24V开关电源提供。在电路图右侧中部的虚线表示,虚线框上的符号BJQ表示“步进驱动板”的意思。
直流5V供电电源,用作单片机和伺服电动机内编码器的工作电源。该电源也由实验桌上步进驱动器板上的5V稳压电源板通过四芯接插件提供。在电路图的BJQ虚线表示。
4、直流+9V—-9V供电电源,用作交流伺服电动机的转速或转矩控制时的模拟量电平输入或限制输入信号。该电源通过交流伺服电动机实验盘上的稳压电源板提供。在电路图中,用PW3表示。
PC817是常用的线性光藕,常常在各种要求比较精密的功能电路中被当作耦合器件,具有上下级电路完全隔离的作用,相互不产生一定的影响。使之前端与负载完全隔离,目的是增加安全性,减小电路干扰,减化电路设计。当输入端加电信号时,发光器发出光线,照射在受光器上,受光器接受光线后导通,产生光电流从输出端输出,以此来实现了电-光-电的转换。
6、实验盘装置的单片机电路其实就是围绕着伺服驱动器的CNX5插口展开的。
CNX5插口是伺服驱动器的控制与反馈的信息插口,插口内共有50根引脚。电路图左侧、上方和下方有许多带圈的数字符号表示的是与CNX5相对应的PCB板上的J1插口的引脚。由于两个插口的每一个引脚都是一一对应的,因此,圈内的数字符号数则代表了该引脚在J1和CNX5插口内的编号。电路图的6个引脚信号都是伺服驱动器的输出开关量信号,但它们对于单片机电路来说应当属于输入量反馈信号;
电路图8个引脚信号都是伺服驱动器的输入开关量信号,但它们对于单片机电路来说应当属于输出开关量信号。
电路图下方的14、16、18号引脚直接与驱动器的模拟量信号输入口相连接,用作转速控制或转矩控制模拟量的命令输入口。
7、单片机的开关量输出口电路由其P0口的8个端口组成,通过IC3和IC4的驱动,再经过OPT1和OPT2的光电隔离后对由T1—T8组成的8路三极管开关电路来控制,最终实现了对于驱动器的8路输入开关量的通断控制。结合驱动器集成电路2003和光电偶合电路PC817-4的引脚电路来分析,显而易见:单片机输出口电路的P0.0—P0.7端口对应控制了伺服驱动器CNX5插口中的第26—33号引脚与直流24V的地电位之间的通断关系。与伺服驱动器的8个开关量输入口相连的8个LED输出信号灯L1—L8分别对应了8个控制引脚端口。作为标志信号,在实际运行中,若其中某个LED亮了,则表示对应的开关已经闭合。
8、单片机的开关量输入口由P1口的8个端口组成,目的是对于伺服驱动器的6个输出开关量反馈信号以及2个行程开关的信号进行监测。
输入接口电路由光偶OPT3、OPT4、排阻RS8、和6个发光二极管L9—L14组成(见电路图)。现将该电路的工作原理介绍如下。
如电路图所示,CNX5插口中的第11、12、35、37、39、40共计6个引脚是伺服驱动器的输出开关量端口,此类开关量的动作能用某引脚与24V地线之间的通断关系来描述,即:当伺服驱动器内部的某一个输出开关量闭合时,该引脚在内部与24V地线V地线断开。
基于上述认识,我们大家可以很容易地从电路上看出,OPT3和OPT4中的6路光偶,其一次侧发光二极管分别与图中的L9—L14六个用作信号灯的发光二极管是串联连结的,同时串入的还有图中的排阻RS8,它起到了限流的作用。只要6路伺服驱动器的输出引脚中有一路在驱动器内部与24V地线接通,该路的发光二极管LED便会发亮,与此同时,和它串联的光偶电路也会饱和导通,使与其对应的P1口端子呈现低电平。
单片机将通过编程来检测P1口电平的高低,从而获取伺服驱动器发出的开关量反馈信息。
与输出开关量接口电路一样,输入开关量的接口电路中使用光偶的目的是:在传递开关量信号的同时能轻松实现电位的隔离。
与伺服驱动器的CNX5插口中的第8、9号线数码开关的作用是模拟外接行程开关的功能。
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