前面第二篇讲的是安川伺服主回路接线。
主回路解决的是:
电源有没有。
电机能不能带电。
编码器能不能反馈。
接地是否可靠。
再生电阻和抱闸是否安全。
这一篇开始讲控制端子。
控制端子解决的是:
PLC 怎么让伺服使能。
伺服报警怎么反馈给 PLC。
定位完成怎么告诉 PLC。
正负限位怎么保护机械。
报警复位怎么接。
原点和减速开关怎么参与回零。
简单说:
主回路让伺服“有电能动”,控制端子让伺服“听得懂 PLC 的话,也能把状态反馈给 PLC”。
安川 Sigma-7 SGD7S 模拟量 / 脉冲型产品手册中,CN1 控制 I/O 接线图列出了 P-OT、N-OT、/ALM-RST、/COIN 等输入输出信号;手册也说明 SGD7S Analog / Pulse Train 型用于模拟量或脉冲列控制接口。
安川伺服控制端子,不要一开始就死背针脚号。
先按功能分成几类。
比如:
S-ON,伺服使能。
ALM-RST,报警复位。
P-OT,正向超程 / 正向禁止。
N-OT,负向超程 / 负向禁止。
PULS,脉冲输入。
SIGN,方向输入。
DEC,原点回归减速开关。
外部锁存输入。
控制模式切换输入。
这些信号是 PLC 或外部开关告诉 SERVOPACK:
可以使能。
可以复位。
不能再往正方向走。
不能再往负方向走。
现在有脉冲指令。
现在是什么方向。
回原点时已经到减速位置。
比如:
ALM,伺服报警。
COIN,定位完成。
S-RDY,伺服准备好。
BK,抱闸互锁 / 抱闸释放相关输出。
TGON,电机旋转中。
V-CMP,速度一致。
ZSP,零速。
这些信号是 SERVOPACK 告诉 PLC:
我报警了。
我准备好了。
我到位了。
我可以释放抱闸了。
电机正在转。
速度到达了。
电机已经接近零速。
普通 PLC 脉冲控制时,最核心的是:
PULS。
SIGN。
PULS 决定走多少。
PULS 频率决定走多快。
SIGN 决定正反方向。
最重要的是:
P-OT。
N-OT。
急停。
安全门。
STO。
硬限位。
这些信号关系到机械安全,不能只在程序里随便写一下就算完成。
亲,这一点一定要先说清楚。
安川不同 SERVOPACK 型号,CN1 端子定义、针脚号、功能分配可能不同。
比如:
SGD7S Analog / Pulse Train。
SGD7S EtherCAT。
SGD7S MECHATROLINK-III。
SGD7W 双轴驱动器。
SGDXS。
SGDXT。
这些不能随便混用端子号。
本文讲的是“功能逻辑”,不是让你把某个针脚号当成所有安川伺服都通用。
现场必须按当前 SERVOPACK 完整型号,查对应产品手册的 CN1 接线图和 I/O 分配表。
安川官方资料里,SGD7S Analog、SGD7S EtherCAT、SGD7S MECHATROLINK-III、SGD7W 等产品都有不同手册入口,这也说明实际接线必须以对应型号资料为准。
S-ON,就是 Servo ON。
可以理解为:
伺服使能信号。
PLC 给出 S-ON 后,SERVOPACK 才进入伺服使能状态,电机才会建立保持力,后面才谈得上 JOG、脉冲定位、回原点和自动运行。
如果 S-ON 没有效,常见现象是:
PLC 发脉冲,电机不动。
SigmaWin+ 里看不到伺服使能。
电机没有保持力。
手推电机或机构有松动感。
PLC 程序显示在运行,但实际轴不动。
所以安川伺服不转,第一步不是查电子齿轮,而是查:
S-ON 到底有没有真正进入 SERVOPACK。
S-ON 通常由 PLC 输出控制。
但现场不能只看 PLC 输出灯。
要确认:
PLC 输出类型。
NPN / PNP。
外部 24V 电源。
输入公共端。
CN1 端子号。
输入逻辑。
SigmaWin+ 监控状态。
安全回路是否允许使能。
P-OT / N-OT 是否正常。
是否有报警未复位。
很多现场问题是:
PLC 输出灯亮了,但 SERVOPACK 里 S-ON 没有 ON。
原因可能是:
公共端接错。
24V 没有形成回路。
NPN / PNP 接法不匹配。
端子接错。
输入逻辑设置反。
I/O 功能分配被改过。
所以判断标准不是 PLC 灯亮,而是:
SigmaWin+ 或数字操作器里能看到 S-ON 输入状态变化。
安川数字操作器资料中也列出 /S-ON、P-OT、N-OT、/ALM-RST 等输入信号监视项目,说明这些输入状态可以通过安川工具进行确认。
S-ON 不建议一上电就无条件给出。
更合理的条件是:
急停正常。
安全门正常。
SERVOPACK 无报警。
主电源正常。
P-OT / N-OT 状态正常。
机械不在危险位置。
操作员允许。
自动或手动模式允许。
满足这些条件后,再输出 S-ON。
如果是垂直轴,还要考虑抱闸时序:
先 S-ON。
电机建立保持力。
再释放抱闸。
运动结束并停稳。
抱闸吸合。
再撤 S-ON。
如果 S-ON 和抱闸时序写反,很容易出现垂直轴下滑、过载、位置偏差或抱闸磨损。
ALM,就是 Alarm。
可以理解为:
伺服报警输出。
当 SERVOPACK 检测到异常,比如:
过载。
过电压。
编码器异常。
位置偏差过大。
过电流。
过热。
振荡。
电源异常。
它会进入报警状态,同时通过 ALM 输出告诉 PLC:
“我报警了,不能继续正常运行。”
安川 SGD7S 资料中把 ALM 作为伺服报警输出,CN1 接线图中也列出了报警输出相关端子;这类信号必须进入 PLC 程序,而不是只接一个指示灯。
ALM 输出应该接 PLC 输入。
PLC 程序收到伺服报警后,应该:
停止当前定位。
禁止下一步动作。
停止自动循环。
撤销运动请求。
提示轴号和报警。
要求人工查看报警代码。
故障处理后再允许复位。
不建议写成:
伺服一报警,PLC 自动不停复位。
这样会掩盖真实故障,甚至导致设备反复冲击。
报警以后正确流程是:
记录报警代码。
记录发生时机。
查看 SigmaWin+ 或数字操作器报警。
处理故障原因。
撤销运动命令。
再做报警复位。
低速试运行确认。
ALM-RST,就是 Alarm Reset。
可以理解为:
报警复位输入。
PLC 输出一个复位信号给 SERVOPACK,让可复位报警清除。
但是亲要注意:
报警复位不是万能的。
如果原因没有消除,复位也没用。
比如:
编码器线没插好。
抱闸没释放。
机械卡住。
主电源异常。
电机线短路。
过电压原因没解决。
这些情况下,复位后还会再报。
安川 SGD7S 脉冲型手册的 CN1 接线图中,/ALM-RST 被列为报警复位输入;同一资料还列出 P-OT、N-OT、COIN 等控制 I/O。
报警复位程序要注意:
复位信号不要长期 ON。
复位前先停止运动命令。
复位前最好撤 S-ON。
严重报警不要自动复位。
复位后确认 ALM 已解除。
复位后确认 S-RDY、S-ON、P-OT、N-OT 正常。
复位后先低速测试,不要直接回自动。
最安全的做法是:
报警发生后,设备进入故障状态。
操作员查看报警原因。
处理故障。
按复位按钮。
PLC 给一个短脉冲 ALM-RST。
伺服恢复正常后,重新允许使能和运动。
COIN 通常理解为:
定位完成信号。
也可以叫到位信号。
当 SERVOPACK 判断当前位置和指令位置之间的偏差进入设定范围时,COIN 输出给 PLC。
它的作用类似:
松下 INP。
三菱 INP。
PLC 发完脉冲,只代表 PLC 认为指令输出结束。
但机械是否真正到位,还要看:
SERVOPACK 位置偏差是否进入范围。
COIN 是否输出。
机械是否稳定。
安川 Sigma-7 SGD7S Analog / Pulse Train 手册中,/COIN+ 和 /COIN- 被列为 Positioning Completion 定位完成输出。
正式程序里,不建议只看 PLC 脉冲完成。
推荐到位判断:
PLC 脉冲输出完成。
SERVOPACK 无报警。
COIN 到位输出 ON。
必要时 COIN 保持一段时间。
机械末端稳定。
再执行:
气缸下压。
相机拍照。
切刀动作。
夹爪动作。
点胶开始。
如果只看 PLC Done,不看 COIN,可能出现:
PLC 脉冲发完了,但伺服还没稳定。
同步带末端还在摆。
丝杆还在消除间隙。
负载端还有残余振动。
相机拍照或气缸下压位置偏。
所以 COIN 是非常重要的工艺节拍信号。
COIN 不出来,常见原因有:
COIN 输出没接。
PLC 输入地址错。
输出公共端接错。
输出逻辑写反。
到位范围设得太窄。
位置偏差没有进入范围。
机械抖动。
加减速太急。
刚性或增益不合适。
伺服仍处于报警或未使能状态。
排查顺序:
先看 SigmaWin+ 里 COIN 状态。
再看 PLC 输入是否变化。
再看位置偏差。
再看机械是否还在振动。
再看到位范围参数。
如果 SigmaWin+ 里 COIN 已经 ON,但 PLC 没有看到,查接线和输入地址。
如果 SigmaWin+ 里 COIN 一直不 ON,查位置偏差和到位条件。
P-OT 是 Positive Overtravel。
N-OT 是 Negative Overtravel。
可以理解为:
P-OT:正方向超程 / 正向驱动禁止。
N-OT:负方向超程 / 负向驱动禁止。
它们的作用是防止机械继续往危险方向运行。
安川 SGD7S 脉冲型手册中,P-OT 被列为 Forward Drive Prohibit input,N-OT 被列为 Reverse Drive Prohibit input;资料还说明这些信号在 OFF 时禁止相应方向驱动。
所以 P-OT / N-OT 不是普通开关。
它们关系到行程保护和安全。
现场通常会有正限位、负限位。
可以接到:
PLC 输入。
SERVOPACK 的 P-OT / N-OT。
安全控制回路。
运动控制器输入。
具体接法取决于设备安全设计。
但逻辑必须清楚:
正限位触发后,禁止继续正向运动。
但应该允许反向退出。
负限位触发后,禁止继续负向运动。
但应该允许正向退出。
不要写成:
一碰限位,两个方向全部禁止,结果轴退不出来。
也不要写成:
限位触发后仍然允许继续往危险方向跑。
常见错误有:
P-OT 和 N-OT 接反。
常开 / 常闭逻辑反。
公共端接错。
方向定义和机械方向不一致。
方向参数改了以后没有重测限位。
PLC 程序和伺服端限位逻辑冲突。
限位触发后没有反向退出逻辑。
调试时为了方便把 P-OT / N-OT 短接,最后忘记恢复。
其中最危险的是:
方向改了以后,没有重新测试 P-OT / N-OT。
比如原来正方向是向右,后来改了方向参数,正方向变成向左。
如果限位逻辑没有重新确认,回原点或自动运行时就可能直接撞机。
第一次调试,必须低速测试。
建议流程:
第一,确认机械正方向。
第二,低速正向 JOG。
第三,手动触发正限位。
第四,确认正向运动被禁止。
第五,确认可以负向退出。
第六,低速负向 JOG。
第七,手动触发负限位。
第八,确认负向运动被禁止。
第九,确认可以正向退出。
测试时不要高速。
不要大行程。
不要让设备真的撞机械端。
最好先人工触发限位开关,看逻辑对不对。
如果 P-OT / N-OT 不正常,可能出现:
伺服不能使能。
只能一个方向动。
两个方向都不能动。
回原点越走越远。
一回零就撞限位。
PLC 发脉冲但伺服不执行。
手动 JOG 只能反向不能正向。
限位触发后退不出来。
所以安川伺服不转时,除了看 S-ON,还要看:
P-OT 是否允许正向。
N-OT 是否允许负向。
尤其是手动点动和回零故障,P-OT / N-OT 是重点。
S-RDY 可以理解为 Servo Ready,伺服准备好。
它告诉 PLC:
SERVOPACK 当前基本满足接收伺服使能或运行条件。
但亲要注意:
S-RDY 不等于 S-ON。
S-RDY 不等于 COIN。
S-RDY 不等于没有任何风险。
S-RDY 只是准备状态。
正式运行还要判断:
无报警。
S-ON 有效。
P-OT / N-OT 正常。
急停正常。
限位正常。
轴不忙。
目标位置合法。
SGD7S 手册的 CN1 输出说明中,Servo Ready output 表示 /S-ON 信号可被接收时输出,说明它是运行准备条件之一,不是定位完成条件。
带抱闸电机时,安川系统可能会用抱闸互锁输出控制外部抱闸继电器。
抱闸控制非常关键,尤其是垂直轴。
抱闸不是运行刹车,而是停机保持。
典型时序是:
S-ON 有效。
电机建立保持力。
BK 输出允许释放抱闸。
外部抱闸继电器动作。
抱闸释放后开始运动。
运动结束。
电机停止稳定。
抱闸吸合。
再撤 S-ON。
如果抱闸没释放:
一使能嗡嗡响。
低速爬行。
过载。
位置偏差。
电机发热。
如果抱闸释放过早或吸合过晚:
垂直轴可能下滑。
所以抱闸信号不能随便接,必须结合轴类型和安全要求。
安川控制端子接线,最容易出错的是公共端。
因为 PLC 输出可能是:
NPN。
PNP。
源型。
漏型。
SERVOPACK 输入也有对应接法。
如果公共端错了,可能出现:
PLC 灯亮,伺服没反应。
S-ON 不生效。
ALM-RST 不生效。
P-OT / N-OT 状态异常。
COIN 输出 PLC 看不到。
ALM 输出 PLC 看不到。
所以接线时要画清楚:
24V 从哪里来。
0V 从哪里回。
PLC 输出是拉高还是拉低。
SERVOPACK 输入公共端接哪里。
SERVOPACK 输出是开路集电极还是其它形式。
PLC 输入公共端怎么接。
安川资料中也提醒,24VDC 电源并非由 Yaskawa 提供;这意味着现场外部 I/O 电源和公共端必须由工程接线正确完成。
亲,控制端子不要一上来就跑自动。
建议这样调:
第一步,接好外部 24V。
第二步,确认公共端。
第三步,用 SigmaWin+ 看输入监控。
第四步,手动切换 S-ON,看伺服是否收到。
第五步,手动给 ALM-RST,看输入是否变化。
第六步,手动触发 P-OT,看状态是否变化。
第七步,手动触发 N-OT,看状态是否变化。
第八步,看 ALM 输出到 PLC 是否正常。
第九步,看 S-RDY 输出到 PLC 是否正常。
第十步,看 COIN 输出到 PLC 是否正常。
第十一步,再做低速 JOG。
第十二步,再接 PLC 脉冲。
第十三步,再回原点。
第十四步,最后跑自动。
运动前建议判断:
无 ALM。
S-RDY 正常。
S-ON 已经有效。
P-OT / N-OT 正常。
急停正常。
安全门正常。
轴不忙。
目标位置合法。
回零完成。
运动中监控:
ALM。
P-OT。
N-OT。
急停。
停止按钮。
位置完成。
超时。
运动完成建议判断:
PLC 脉冲输出完成。
COIN 到位。
无 ALM。
必要时 COIN 保持一段时间。
报警后:
停止脉冲。
停止自动流程。
撤销运动请求。
记录报警。
等待人工处理。
再允许 ALM-RST。
PLC 输出灯亮。
S-ON 程序已经置位。
安川伺服没有保持力。
电机不动。
看 SigmaWin+ 输入监控,发现 S-ON 没有变化。
继续查:
公共端接错。
外部 24V 回路没有形成。
PLC 输出类型和接法不匹配。
修正公共端接线。
重新测试 S-ON 输入。
确认 SERVOPACK 收到使能。
PLC 灯亮,不代表 S-ON 真正进入 SERVOPACK。
SERVOPACK 面板显示报警。
PLC 自动流程还在继续。
触摸屏没有显示伺服报警。
ALM 输出没有接入 PLC 程序。
PLC 输入点虽然接了线,但程序没有使用。
把 ALM 作为轴故障条件。
一旦 ALM 动作,立即停止自动流程。
禁止下一步动作。
提示查看报警代码。
ALM 必须进入 PLC 控制逻辑,不能只接指示灯。
PLC 脉冲输出完成。
气缸马上下压。
但工件位置偶尔偏。
PLC 只看脉冲完成,没有看 COIN。
伺服实际位置偏差还没完全进入到位范围。
同步带末端还有轻微摆动。
增加 COIN 判断。
COIN ON 后保持 100ms 再动作。
必要时优化加减速和到位范围。
PLC 脉冲完成不等于安川伺服真正到位。COIN 很重要。
轴碰到正限位后停止。
但按反方向也不动。
PLC 程序写成:只要任意限位触发,就禁止所有运动。
正限位触发,禁止正向,允许负向退出。
负限位触发,禁止负向,允许正向退出。
限位是禁止继续撞,不是禁止所有方向。
调试时发现方向反。
修改方向参数。
没有重新测试 P-OT / N-OT。
回原点时越走越远,最后撞限位。
方向逻辑改了,但限位和回零方向没有重新确认。
重新定义机械正方向。
低速测试正负方向。
重新测试 P-OT。
重新测试 N-OT。
重新测试回零方向。
方向一改,P-OT / N-OT 和回零方向必须重测。
现场接完控制端子后,可以按这个表检查:
S-ON 输入是否进入 SERVOPACK。
ALM-RST 输入是否有效。
P-OT 输入是否正常。
N-OT 输入是否正常。
ALM 输出是否进入 PLC。
S-RDY 输出是否进入 PLC。
COIN 输出是否进入 PLC。
抱闸输出是否按时序动作。
24V 和 0V 是否形成正确回路。
NPN / PNP 是否匹配。
输入输出逻辑是否写反。
方向修改后限位是否重测。
报警后 PLC 是否停机。
定位完成是否等待 COIN。
亲,可以给初学者记住这几句话:
S-ON 管使能,ALM 管报警;
ALM-RST 只复位,不治病;
COIN 管到位,PLC 完成不算完;
P-OT 管正限,N-OT 管负限;
限位触发要能退,方向改了要重测;
PLC 灯亮不算数,SigmaWin+ 监控才算数。
安川伺服控制端子,是 PLC 和 SERVOPACK 之间的桥梁。
这一篇重点要记住:
S-ON 是伺服使能。
ALM 是报警输出。
ALM-RST 是报警复位输入。
COIN 是定位完成输出。
P-OT 是正向驱动禁止。
N-OT 是负向驱动禁止。
S-RDY 是伺服准备好。
抱闸输出要结合外部抱闸回路。
公共端、NPN / PNP、输入输出逻辑非常关键。
PLC 输出灯亮,不代表 SERVOPACK 收到信号。
PLC 脉冲完成,不代表伺服真正到位。
安川 SGD7S 脉冲型手册中,P-OT、N-OT、/ALM-RST、/COIN 等都属于 CN1 位置控制相关 I/O;数字操作器资料也支持对 /S-ON、P-OT、N-OT、/ALM-RST 等信号进行监视。
亲,最后记住一句话:
安川伺服控制端子调试,核心不是把线接上,而是确认 PLC 的每一个命令真的进入 SERVOPACK,SERVOPACK 的每一个状态真的回到 PLC。S-ON、ALM、COIN、P-OT、N-OT 这几个信号看明白,后面脉冲定位和回原点才有基础。
下一篇可以继续写:
安川伺服接线与调试教程第四篇:安川伺服位置控制接线,PLC 脉冲方向怎么接