力士樂Rexroth控制模塊R911306578 HNL01.1E-0100-N0202-A-480-NNNN
一、工控軟件的結構特點及干擾途徑
在不同的工業控制系統中，工控軟件雖然完成的功能不同，但就其結構來說，一般具有如下特點：
＊ 實時性：工業控制系統中有些事件的發生具有隨機性，要求工控軟件能夠及時地處理隨機事件。
＊ 周期性：工控軟件在完成系統的初始化工作后，隨之進入主程序循環。在執行主程序過程中，如有中斷申請，則在執行完相應的中斷服務程序后，繼續主程序循環。
＊ 相關性：工控軟件由多個任務模塊組成，各模塊配合工作，相互關聯，相互依存。
＊ 人為性：工控軟件允許操作人員干預系統的運行，調整系統的工作參數。在理想情況下，工控軟件可以正常執行。但在工業現場環境的干擾下，工控軟件的周期性、相關性及實時性受到破壞，程序無法正常執行，導致工業控制系統的失控，其表現是：
＊ 程序計數器PC值發生變化，破壞了程序的正常運行。PC值被干擾后的數據是隨機的，因此引起程序執行混亂，在PC值的錯誤引導下，程序執行一系列毫無意義的指令，后常常進入一個毫無意義的“死循環"中，使系統失去控制。
＊ 輸入/輸出接口狀態受到干擾，破壞了工控軟件的相關性和周期性，造成系統資源被某個任務模塊獨占，使系統發生“死鎖"。
＊ 數據采集誤差加大。干擾侵入系統的前向通道，疊加在信號上，導致數據采集誤差加大。特別是當前向通道的傳感器接口是小電壓信號輸入時，此現象更加嚴重。
＊ RAM數據區受到干擾發生變化。根據干擾竄入渠道、受干擾數據性質的不同，系統受損壞的狀況不同，有的造成數值誤差，有的使控制失靈，有的改變程序狀態，有的改變某些部件（如定時器／計數器、串行口等）的工作狀態等。筆者在研制電力遠程抄表系統時就曾遇到因現場強電磁干擾而造成RAM數據經常性被破壞的情況。
＊ 控制狀態失靈。在工業控制系統中，控制狀態的輸出常常是依據某些條件狀態的輸入和條件狀態的邏輯處理結果而定。在這些環節中，由于干擾的侵入，會造成條件狀態錯誤，致使輸出控制誤差加大，甚至控制失常。
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伺服驅動器（servo drives）又稱為“伺服控制器"、“伺服放大器"，是用來控制伺服電機的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達，屬于伺服系統的一部分，主要應用于高精度的定位系統。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對伺服電機進行控制，實現高精度的傳動系統定位，目前是傳動技術產品。
目前主流的伺服驅動器均采用數字信號處理器（DSP）作為控制核心，可以實現比較復雜的控制算法，實現數字化、網絡化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊（IPM）為核心設計的驅動電路，IPM內部集成了驅動電路，同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護電路，在主回路中還加入軟啟動電路，以減小啟動過程對驅動器的沖擊。
功率驅動單元首先通過三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進行整流，得到相應的直流電。經過整流好的三相電或市電，再通過三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來驅動三相永磁式同步交流伺服電機。功率驅動單元的整個過程可以簡單的說就是AC-DC-AC的過程。整流單元（AC-DC）主要的拓撲電路是三相全橋不控整流電路。
隨著伺服系統的大規模應用，伺服驅動器使用、伺服驅動器調試、伺服驅動器維修都是伺服驅動器在當今比較重要的技術課題，越來越多工控技術服務商對伺服驅動器進行了技術深層次研究。
伺服驅動器是現代運動控制的重要組成部分，被廣泛應用于工業機器人及數控加工中心等自動化設備中。尤其是應用于控制交流永磁同步電機的伺服驅動器已經成為國內外研究熱點。當前交流伺服驅動器設計中普遍采用基于矢量控制的電流、速度、位置3閉環控制算法。該算法中速度閉環設計合理與否，對于整個伺服控制系統，特別是速度控制性能的發揮起到關鍵作用。
一般伺服都有三種控制方式：位置控制方式、轉矩控制方式、速度控制方式。
1、位置控制：位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉動速度的大小，通過脈沖的個數來確定轉動的角度，也有些伺服可以通過通訊方式直接對速度和位移進行賦值，由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴格的控制，所以一般應用于定位裝置。
2、轉矩控制：轉矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設定電機軸對外的輸出轉矩的大小，可以通過即時的改變模擬量的設定來改變設定的力矩大小，也可通過通訊方式改變對應的地址的數值來實現。
應用主要在對材質的手里有嚴格要求的纏繞和放卷的裝置中，例如繞線裝置或拉光纖設備，轉矩的設定要根據纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改變。
3、速度模式：通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進行轉動速度的控制，在有上位控制裝置的外環PID控制時速度模式也可以進行定位，但必須把電機的位置信號或直接負載的位置信號給上位反饋以做運算用。位置模式也支持直接負載外環檢測位置信號，此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉速，位置信號就由直接的終負載端的檢測裝置來提供了，這樣的優點在于可以減少中間傳動過程中的誤差，增加了整個系統的定位精度。
如果對電機的速度、位置都沒有要求，只要輸出一個恒轉矩，當然是用轉矩模式。
如果對位置和速度有一定的精度要求，而對實時轉矩不是很關心，用轉矩模式不太方便，用速度或位置模式比較好。
如果上位控制器有比較好的閉環控制功能，用速度控制效果會好一點，如果本身要求不是很高，或者基本沒有實時性的要求，采用位置控制方式。
伺服驅動器對電機的主要控制方式
伺服驅動器對電機的主要控制方式為：位置控制、速度控和轉矩控制。
位置控制：是指驅動器對電機的轉速、轉角和轉矩均于控制，上位機對驅動器發脈沖串進行轉速與轉角的控制，輸入的脈沖頻率控制電機的轉速，輸入的脈沖個數控制電機旋轉的角度。
速度控制：是指驅動器僅對電機的轉速和轉矩進行控制，電機的轉角由CNC取驅動器反饋的A、B、Z編碼器信號進行控制，CNC對驅動器發出的是模擬量（電壓）信號，范圍為+10V～-10V，正電壓控制電機正轉，負電壓控制電機反轉，電壓值的大小決定電機的轉數。
轉矩控制：是指伺服驅動器僅對電機的轉矩進行控制，電機輸出的轉矩不在隨負載變，只聽從于輸入的轉矩命令，上位機對驅動器發出的是模擬量（電壓）信號，范圍為+10V～-10V，正電壓控制電機正轉，負電壓控制電機反轉，電壓值的大小決定電機輸出的轉矩。電機的轉速與轉角由上位機控制
