Was ist ein Servo Controller?
Servo Controller sind Steuergeräte, die eine schnelle und hochpräzise Antriebssteuerung verschiedener Industriemaschinen ermöglichen.
Es gibt verschiedene Servo Controller für unterschiedliche Anwendungen, z. B. auf Sequenzer- oder Industrie-PC-Basis. Für jede Steuerungsanwendung muss ein Servo Controller ausgewählt werden.
In den letzten Jahren sind Beispiele bekannt geworden, bei denen Servo Controller und Cloud-basierte Systeme mithilfe der IoT-Technologie integriert und gesteuert werden, um groß angelegte Servosteuerungssysteme aufzubauen.
Anwendungen von Servo Controllern
Servo Controller werden hauptsächlich für die Hochgeschwindigkeits- und Hochpräzisions-Antriebssteuerung verschiedener Industriemaschinen im industriellen Bereich eingesetzt. Servo Controller lassen sich grob in zwei Typen einteilen: Sequenzer-basiert und Industrie-PC-basiert.
Sequenzer-basierte Servo Controller werden für die integrierte Steuerung von Servomotoren verwendet, die an einem einzelnen Gerät oder an mehreren Geräten montiert sind, während Industrie-PC-basierte Servoregler für große Systeme verwendet werden, z. B. für die zentrale Steuerung einer gesamten Produktionslinie. Beispiele für den Einsatz von Servo Controllern sind:
- Magnetdraht-Wickelvorrichtungen in Produktionslinien für Elektromotoren
- Mehrachsige Steuerung in PET-Flaschentransportlinien für Getränke
Funktionsweise von Servo Controllern
Ein Servomotor funktioniert nicht von selbst, sondern benötigt einen Servoverstärker, der den Servomotor antreibt, und einen Servo Controller, der als Kontrollturm fungiert.
Der Servo Controller überträgt Befehlssignale an den Servoverstärker, der wiederum den Servomotor mit Strom versorgt.
1. Befehlssignale
Die Aufgabe des Servo Controllers ist es, Sollwerte für die Position, die Geschwindigkeit und die Drehkraft auszugeben, die den Servomotor als Befehlssignale antreiben.
2. Spannungsversorgung des Servoverstärkers
Der Servoverstärker versorgt den Servomotor auf der Grundlage der vom Servo Controller empfangenen Befehlssignale mit Energie. Es ist nicht immer der Fall, dass sich der Servomotor entsprechend dem Sollwert bewegt. Daher erhält der Servoverstärker Rückmeldungen vom Servomotor, wie im Folgenden beschrieben.
3. Rückmeldung vom Servomotor
Im Servomotor befindet sich ein Encoder, der die aktuelle Drehlage und Drehzahl des Servomotors erfasst und in elektrische Signale umwandelt. Dieses elektrische Signal wird als Rückmeldesignal an den Servoverstärker gesendet.
Der Servoverstärker vergleicht das Rückmeldesignal mit dem vom Servo Controller empfangenen Sollwert und steuert die Stromversorgung des Servomotors so, dass der Fehler reduziert wird.
Weitere Informationen über den Servo Controller
Steuerung von Servomotoren
Servomotoren, einschließlich Servo Controllern, werden durch eine Rückkopplungsregelung gesteuert. Es gibt zwei Arten der Steuerung: die Steuerung mit offenem Regelkreis und die Steuerung mit geschlossenem Regelkreis.
1. Steuerung mit offenem Regelkreis
Bei dieser Steuerung wird ein mathematisches Modell der aktuellen Situation und des Steuerungssystems verwendet, um Berechnungen an den Eingängen durchzuführen. Sie wird für einfache Prozesse verwendet. Ein typisches Beispiel ist die Ablaufsteuerung, bei der jede Stufe der Steuerung nach einer vorgegebenen Reihenfolge abläuft.
Der Vorteil eines offenen Regelkreises ist, dass das System weniger anfällig für Messrauschen und Instabilität ist. Nachteilig ist, dass die Regelung konstruktionsspezifisch ist.
2. Geschlossener Regelkreis
Hierbei handelt es sich um eine Technik, bei der der Ausgang des Systems auf den Eingang zurückgeführt wird und die eine genauere Steuerung als die Steuerung mit offenem Regelkreis ermöglicht. Systeme mit geschlossenem Regelkreis sind robust, haben aber den Nachteil, dass sie ein unkontrolliertes Verhalten des Systems verursachen können.
Ein weiterer Nachteil ist, dass sie anfällig für Messstörungen sind. Bei Motor-Servomotoren wird ein geschlossener Regelkreis verwendet, mit dem präzise Geschwindigkeiten und Drehzahlen erreicht werden können.