ST 系列驱动器需要ST Configurator 软件用来配置参数。驱动器的设定分为以下四个部分:

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Open 用于打开以前保存的配置文件,Save 和Save As 保存当前配置文件,Print 用于打印配置文件。Exit 菜单退出ST Configurator 软件。

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Alarm History(报警历史纪录)”,你可以浏览最近的8 次警告和错误记录。当驱动器出现问题需要查找原因的时候这个功能是很有用的。如果驱动器正在显示警告或者错误信息,你可以点击“Clear Alarm(清除报警)”将其清除。

Restore Factory Defaults(恢复出厂设置)”将驱动器重置到出厂时的原始设置。

SCL Terminal(SCL 终端)”,你可以键入SCL 指令并观察驱动器的响应。

Self Test(自测)”功能使电机以0.25rps 的速度循环正转半圈再反转半圈,这样就可以检查电机的连线和功能是否正常。

Status Monitor(状态监测)”,打开状态监测器

Set Quick Decel Rate(设定快速减速速率)”设定当电机运动至限位或驱动器错误时的电机减速速率。

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状态监测器显示驱动器的实时状态,包括:

▪所有输入端口的状态(断开或接通)

▪输出端口状态(点击HI/LO 按钮使输出为高/低)

▪电机转速

▪模拟输入端口电压

▪报警或错误信息

▪运行状态(使能、运转、点动等)

您也可以在状态监测器中使能电机。

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Help 菜单可以进入帮助界面。

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Drive/Revision

对话框显示的是驱动器的型号及固件的版本。打开电源后,驱动器会和上位机有一次“握手”,驱动器的型号及固件的版本也会自动识别并被显示在这个对话框内。

注意事项使用时,请务必先打开软件,后打开电源,待驱动器被自动识别后再进行下面的操作,自行选择驱动器的型号并下载配置将有可能造成驱动器固件的损坏。

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Motor

Motor 对话框用于从配置当前使用电机的运行参数,如果你使用的电机不在标准电机列表中,请你定义你的电机型号并输入规格参数。

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ST 驱动器与推荐的标准电机配合使用时性能最好。在标准电机下拉列表框中选择相应的电机之后需要设置电流。选择某个电机,电机的额定电流会显示在右侧的“Motor Specs(电机规格)”中,通常情况下根据这个额定电流值设定运行电流。如果你的应用场合对发热比较敏感,而且电机出力相对负载余量很大,你可以通过降低电流来减少电机发热。如果你的工作周期较短,因此在运转中给电机提供一定的冷却时间,你可以将电流设定得比电机额定电流高以增加扭矩。在运行于比额定电流大的情况下时,电机运行会不够平滑,而且如果连续使用的话,会导致过热。

待机电流缩减特性会自动地减少电机空闲时的电流来降低电机的发热。大多数情况下默认减流值为50%。你可以通过降低空闲时电流的百分比来减少电机的发热。减少空闲电流的同时也会减少电机空闲时的保持力,请根据实际需要选择合适的空闲电流。

另外还可以调节空闲电流延时时间(电机停止转动到实际电流减半之间的时间)让电机在进入减流状态前延时,这通常是很有好处的。电机规格中的额定电流为有效值,而运行电流的单位为峰值,因此运行电流不得超过电机额定电流的1.5 倍。

如果负载惯性设置准确的话,抑制共振特性就会很明显。如果你可以确定这个值,点击第一个选项按钮,在框体中输入惯性值并在列表里选择单位(oz-in-sec2, g-cm2,等)。如果无法确定负载的惯量,可以试试选择第二个选项按钮,在框体中输入负载与电机的惯量比。“Motor”对话框右下方的“Electronic Damping/Anti-resonance(电子阻尼/抗共振)”和“Waveform Smoothing(低速力矩波形平滑)”功能可选。系统默认选择“抗共振”如上图所示。

如果你使用的电机不在推荐列表之中,你需要从制造商那里获得一些细节信息,包括电气特性(保持转矩,额定电流以及转子惯量)和配线图。

掌握了这些信息之后,选择“custom motor(自定义电机)”选项,点击“Add(定义自定义电机)”按钮。你可以在“Add New Motor(添加新的电机型号)”对话框中输入电流、力矩以及惯量值。若在“Motor”对话框中选择了“Waveform Smoothing”功能,为了得到最平滑的运转,你需要输入波形校正的增益和相位。你也可以通过试验让电机在低速运转(例如1 转/秒),变换不同的增益和相位,确定运行状态最好的那一组。如果你不确定这组数据,也可以将增益和相位都设置成0。“Maximum Voltage(最大电压)”为驱动器内部总线电压与电源输入电压的百分比,推荐设置为100%(即缺省设置)。“Max Lead Angle(required for stall prevention)”为“设定速度下的最大领先角”功能,此设置用于堵转预防功能,主要用于-Q 和-I 系列驱动器,-S 系列驱动器没有此功能。

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Motion

点击Motion 按钮出现Motion 菜单。你可以选择以下运行模式之一:外接脉冲模式、速度(振荡器)模式、SCL 模式、Hub 模式。

外接脉冲模式

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脉冲输入模式适用于电机运行位置取决于外部装置输入的数字脉冲个数的系统。

提供的三种脉冲模式如下:

Pulse and Direction: 驱动器接收例如步进电机控制器发来的脉冲信号和方向信号。在该模式下,运动的速度和距离取决于脉冲的频率和数目,旋转的方向取决于方向信号。

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Pulse & Direction数字信号输入示意图

CW and CCW Pulse: 在该模式下,驱动器可接收两路脉冲信号,其中一路指示顺时针方向旋转,另一路指示逆时针方向旋转。运动的速度和距离取决于该路接收的脉冲频率和数目。

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CW&CCW Pulse数字信号输入示意图

A & B Quadrature: 有些时候称作“从模式”。电机将根据从主编码器输出到驱动器的信号运行。这个编码器可以安装在机器的一个轴上或者是系统中的另一个电机上。使用该模式入时很多个电机可以组成一个“链状”系统,每个驱动器都接受上一级电机编码器输出信号。

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A&B Quadrature编码器脉冲信号输入示意图

通常在较高的步/转下电机会运转的比较平滑、更精确,但是如果分度器频率范围是有限的,你可能需要减少Steps/Rev 来获得需要的速度范围。比如说,如果你的应用需要最大速度20 转/秒,你的分度器脉冲频率最高到100kHz,你就不能将每转的步数设置成高于5000。

Step Smoothing Filter(步进信号平滑滤波)

在有些应用中,限于控制器不能提供高频的脉冲,驱动器必须设置成较低的细分(例如200 步/转或400 步/转),利用此滤波器就能获得比无此滤波器时较平滑和安静的运动。至于滤波器频率大小的设置要根据应用通过实验设定,通常从50Hz 开始。与其他滤波器相同,输出会有一定的延迟,频率越小延迟越大。

Input Noise Filter(输入噪声滤波)

驱动器在接受高频率脉冲输入时会产生电子噪声,以至于会影响定位精度。如果出现这种情况,逐渐减小此滤波器频率直至去处误差。另外,此参数的设置会限制电机的最高转速,不能设置的太小。例如,若此滤波器参数设置为0.2MHz,20000 步/转细分下最大转速为0.2×1000000/20000=10 转/秒,2000 步/转细分下最大转速为0.2×1000000/2000=100 转/秒。

设置其他I/O

使用MSST5/10-S ,可以给输入口EN 和输出口OUT 分配功能。

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EN 功能选项:

▪Enable motor when closed(接通时使能电机)

▪Enable motor when open(断开时使能电机)

▪Reset alarm when closing(接通时解除报警)

▪Reset alarm when opening(断开时解除报警)

▪Not used(不使用)——作为通用输入口,可以被SCL 指令IS、FS 和FY 使用

OUT 功能选项:

▪Closed on fault(报错时接通)

▪Open on fault(报错时断开)

▪Closed to release break(接通时释放制动器)

▪Open to release break(断开释放制动器)

▪Closed when moving(运转时接通)

▪Open when moving(运转时断开)

▪Tach out——输出产生与电机位置相关的脉冲序列

▪Not Used(不使用)——作为通用输出口,可以被SCL 指令SO,FO,IH 和IL 指令使用

速度模式

在速度模式下,电机的转速是由模拟输入或设定的数字输入控制的。

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固定速度模式:

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模拟量调速模式:

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MSST5/10-S 速度对话框允许你设置驱动器的速度模式和配置所有可用的I/O 口。

▪如果要使用开关或者其他电气装置信号控制驱动器启/停时,选中“Use STEP input as Run/Stop”。如果未选中,电机将一直运转(除非你选择了“Speed proportional to analog input”并且模拟输入的电压是0)。

▪DIR 输入控制电机方向

▪驱动器可以设置成恒定的速度运行模式,速度由“Speed”编辑框中的值设定。

▪选中“Speed proportional to analog input”,驱动器将运行在模拟量调速模式。你可以在“Analog Input”对话框中输入对应于+5V 模拟量输入时的最大速度值,例如输入“10rev/sec at +5V”,则+5V 模拟量输入对应于10 转/秒的转速,而+2.5V 对应于5 转/秒。当然加速度和减速度也都可以设定。除此之外,模拟输入也可以改变运转方向,具体参见下面的“高级模拟设置”。

高级模拟设置

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▪偏移:如果想用一个操纵杆在两个运动方向上控制电机运转,那么你就要设置一个的偏移量。若最大模拟量输入是+5V,则偏移量可以设置为+2.5V。在这种情况下,若刚才在“Analog Input”对话框中+5V 模拟量输入对应的最大速度是10 转/秒,则此时+5V 模拟输入对应的转速为5 转/秒,+2.5V 模拟输入对应转速为零,0V 模拟输入对应的转速为-5 转/秒。Auto Offset(自动偏移),点击后会将当前操纵杆(电位计)电压代表的转速设为零。

▪死区:如果你想用模拟信号停止电机,但是这个信号并不能很好的降低到0 或设定的偏移量上(电位计可以做到,但电路往往不能)你就需要设置“死区”。这是一个电压范围,在这个范围内电机是不运转的。这在当你松开操纵杆并使电机停下来的时候是非常有用的。

▪滤波器频率:如果模拟输入干扰较大,你会注意到电机在需要恒定速度运行时速度的变化。通常模拟信号线会产生电气干扰,这样会影响驱动器12 位高分辨率模拟信号输入。在这种情况下,你需要降低模拟滤波器的频率(在“Advanced Settings”对话框中)直到问题解决。如果滤波器频率设置得过低,电机速度的改变会比你在加速和减速框中设置的值慢的多,所以不要降低得太多。

EN 功能选项:

▪Enable motor when closed(接通时使能电机)

▪Enable motor when open(断开时使能电机)

▪Reset alarm when closing(接通时清除警告)

▪Reset alarm when opening(断开时重置警告)

▪Change motor speed to(电机速度切换)——接通时,电机将改变到设定的速度

▪Not used(不使用)——作为通用输入口,可以被SCL 指令IS、FS 和FY 使用

OUT 功能选项:

▪Closed on fault(报错时接通)

▪Open on fault(报错时断开)

▪Closed to release break(接通时释放制动器)

▪Open to release break(断开时释放制动器)

▪Closed when moving(运转时接通)

▪Open when moving(运转时断开)

▪Tach out——输出产生与电机位置相关的脉冲序列

▪Not Used(不使用)——作为通用输出口,可以被SCL 指令SO,FO,IH 和IL 指令使用

(3)SCL 模式

SCL 是一种主机指令语言,用于需要主控装置实时向驱动器发送指令的应用。使用SCL,可以通过RS-232 操作驱动器。

详细信息请参见SCL 手册。

(4)使用MisNetHub 的多轴系统

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如果你准备用MisNetHub 来创建多轴系统,你需要选择这个选项。集线器可以像一个独立的多轴系统一样编程,或者作为一个由主系统使用SCL 指令与各个驱动器通信的路由器。上图分别为支持8 轴和4轴的MisNetHub。