在使用西门子SMART 200 PLC(如ST40CPU)控制带刹车的台达ASDA-A2系列伺服时,若出现定位完成后延时断掉刹车后PLC报警(ERROR红灯亮),而不断刹车电则无故障的情况,核心问题在于刹车控制逻辑与伺服驱动器使能信号的联动机制存在冲突,需通过调整PLC程序中的刹车释放时序、优化伺服驱动器参数设置,并确保硬件接线符合安全规范来解决。以下是具体分析与解决方案:
问题原因分析
刹车控制逻辑冲突
伺服驱动器的刹车通常由驱动器自身的DO针脚控制,当伺服使能信号激活时,驱动器自动释放刹车;当伺服断使能时,驱动器自动抱闸。若PLC程序在定位完成后直接断掉刹车电源,而未确保伺服驱动器仍处于使能状态,会导致电机在刹车未释放时突然受力,触发驱动器保护机制,进而引发PLC报警。伺服驱动器响应延迟
部分伺服驱动器(如V90的PN版本)对使能信号的响应存在延迟。若PLC程序未考虑此延迟,在伺服驱动器尚未完全释放刹车时即断掉刹车电源,同样会引发报警。硬件接线问题
若刹车线圈的接线未通过驱动器的DI信号联动,而是直接由PLC输出点控制,当伺服异常时,刹车可能无法自动锁死,存在安全隐患。此外,刹车回路若未加续流二极管,继电器触点分断时易烧毁输出模块。
解决方案
优化PLC程序中的刹车释放时序
确保伺服使能信号持续有效:在定位完成后延时断掉刹车前,需确认伺服驱动器仍处于使能状态。可通过PLC程序监控伺服驱动器的就绪信号(如
Axis_1.Status.Ready
),仅当该信号为真时,才执行刹车释放操作。增加延时时间:根据伺服驱动器的响应延迟特性,适当增加刹车释放后的延时时间(如从100ms延长至500ms),确保刹车完全释放后再断掉电源。
示例程序逻辑:
plaintext// 定位完成且伺服就绪时,释放刹车IF "定位完成" AND "Axis_1.Status.Ready" THENQ0.3 := TRUE; // 释放刹车TON(IN := TRUE, PT := T#500MS); // 延时500msIF TON.Q THENQ0.3 := FALSE; // 断掉刹车电源END_IF;END_IF;
调整伺服驱动器参数设置
启用刹车联动功能:在伺服驱动器参数中,确保刹车控制模式设置为“由驱动器自动控制”,而非“由外部信号控制”。
优化使能响应时间:若伺服驱动器支持参数调整,可适当缩短使能响应时间(如从默认的200ms调整为100ms),减少刹车释放与伺服使能之间的时间差。
设置刹车释放延时:部分伺服驱动器支持设置刹车释放延时参数(如
P1-08
),可根据实际需求调整该参数,确保刹车在伺服使能后释放。检查硬件接线与安全规范
刹车线圈接线:刹车线圈应通过驱动器的DI信号联动,而非直接由PLC输出点控制。具体接线方式为:PLC输出点控制驱动器的使能信号(如SON+),驱动器根据使能状态自动控制刹车线圈的通断。
添加续流二极管:在刹车回路中添加续流二极管(如1N4007),防止继电器触点分断时产生反电动势,烧毁输出模块。
安全功能配置:在PLC程序中配置安全功能(如急停信号需同时切断三个轴使能),确保在突发情况下刹车能自动锁死,保障设备安全。
利用PLC运动控制向导与库文件
使用运动控制向导:西门子SMART 200 PLC提供了运动控制向导,可简化轴配置与程序编写。通过向导设置轴参数(如电子齿轮比、单位换算等),确保PLC与伺服驱动器的参数匹配。
调用库文件指令:利用PLC库文件中的运动控制指令(如
MC_Power
、MC_MoveRelative
等),实现伺服电机的精准控制。同时,通过HMI界面实时显示轴状态(如Power_Status
、ActualVelocity
等),便于故障排查。