伺服现场调试和干扰问题处理办法

随着伺服电动缸在自动化领域中的应用越来越广泛，电磁干扰问题也日益突出。

电磁干扰会影响伺服电动缸的运行稳定性和精度，会导致整个设备的正常运行受到影响，因此，防止电磁干扰对保障自动化生产的稳定运行至关重要，所以对此类电磁干扰方面的问题应该多加重视。

伺服电动缸电磁干扰如何改善：
伺服电动缸在整个运行过程中，当它受到电磁干扰后，很容易让其内部的电子元件受到一定损伤，继而引发其内部脉冲的时钟系统受损，影响到整个电动缸的正常使用。

对于这类情况，可通过从伺服电动缸外部电路控制器中加喷绝缘抗磁化的保护层，就能够有效改善。

使用伺服电动缸要注意哪些问题：
1、日常电动缸应用期间，对于基础的养护、维修工作，务必要做到位，这样更有利于保护整个电动缸设备的性能，同时降低设备运行期间发生意外的可能。

2、客户在选购电动缸设备之前，要注意有效了解具体可诱发电磁干扰的产品，做好对于整个设备防电磁干扰方面的工作，以便更好的维持整个设备的运行性能的稳定性。

3、伺服电动缸本身在整个运行期间，其噪音很低，且运行维护成本也比较低。

但当受到电磁类信号的干扰时，就可能会让其内部的供电电路失常，引发故障。

由此可见，使用电动缸期间做好防电磁干扰工作很重要。

伺服电动缸电磁干扰问题可大可小，在日常使用中注意就能够很好的避免此类情况。

森拓伺服电动缸是一家从事多年电动缸生产销售研发的一站式生产厂家，大家有任何关于电动缸方面的问题都可以联系森拓伺服电动缸咨询。

伺服电机应用中常见干扰类型和产生途径在使用和调试伺服系统的过程中，会时不时的出现各种意想不到的干扰，尤其是对于发脉冲的伺服电机的应用，下面从几个方面分析下干扰的类型和产生的途径，这样就会做到有针对性地抗干扰的目的，希望共同学习研究，谢谢~1.来自空间的--辐射干扰对辐射干扰最为有效的措施就是金属屏蔽。

空间辐射电磁场主要是由电力网络、雷电、无线电广播和雷达等产生的，通常称为辐射干扰。

其影响主要通过两条路径：一是直接对伺服内部的辐射，由电路感应产生干扰; 二是对伺服通信网络的辐射，由通信线路感应产生干扰。

此种干扰发生几率比较少，一般通过设置屏蔽电缆进行保护。

2.来自系统配线—传导干扰对传导干扰的有效措施就是采用电源滤波器、隔离电源、屏蔽电缆、以及合理和可靠的接地来解决问题。

传导干扰主要有下面三类:第一类是来自电源的干扰。

实践证明，因电源引入的干扰造成伺服控制系统故障的情况很多，一般通过加稳压器、隔离变压器等设备解决。

第二类是来自信号线引入的干扰。

此类干扰主要有两种信息途径:一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视; 二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这种干扰往往非常严重。

由信号引入的干扰会引起电路板元件工作异常，严重时将引起元器件损伤。

对于隔离性能差的系统，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化、误动和死机。

控制系统因信号引入干扰造成内部元器件损坏，由此引起系统故障的情况也很多。

此种干扰经常发生于信号距离长的应用案例上，常采用加中继隔离的方法，来屏蔽掉感应电压，解决干扰问题。

第三类是来自接地系统混乱的干扰。

众所周知接的是提高电子设备抗干扰的有效手段之一，正确的接地既能抑制设备向外发出干扰; 但是错误的接地反而会引入严重的干扰信号，使系统无法正常工作。

一般说来，控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等，如果接地系统混乱，对伺服系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。

伺服系统感应电及EMI干扰问题的解决方法1.感应电及EMI干扰问题现象伺服系统（伺服驱动器、伺服电机）上电待机时，所有设备工作正常；伺服系统在使能或者伺服电机启动时设备带电，触摸时有麻手感；伺服系统在使能或者伺服电机启动时，控制、测量设备（如PLC、计算机、触摸屏等）有采集数据有偏差、控制精度降低、丢失数据或指令脉冲等现象；干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声的干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。

其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、偶发噪声等：按声音干扰模式不同，分为差模干扰（注①）和共模干扰（注②）。

共模干扰是信号对地面的电位差，主要是由电网串入，地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态电压所加形成。

共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。

共模电压通过不对称电路可转换成共模电压，直接影响测控信号，造成元器件坏，这种共模干扰可为直流、亦可谓交流。

共模干扰是指用于信号两级间得干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。

常见的干扰现象有以下几点：1) 系统发指令时，电机无规则地转动;2) 信号等于零时，数字显示表数值乱跳;3) 传感器工作时，PLC采集过来的信号与实际参数所对应得信号值不吻合，且误差值是随机的，无规律的;4) 与交流伺服系统共用同一电源工作不正常。

2.感应电及EMI干扰产生概述1)伺服系统感应电及EMI干扰问题不属于漏电问题。

漏电本质是设备在一定的环境或外力条件下，电气绝缘性能下降或绝缘遭到破坏而出现设备外壳带电的现象。

现市场上主流驱动器（包括国产和进口）都采用PWM调制方式产生电机旋转电压，PWM调制方式都会采用电力电子开关器件（如IGBT、IPM模块等）。

而这些电力电子开关器件动作时在设备外壳感应出的电压和电流且能量较小（一般感应电流不超过50mA），不会对人体和设备造成破坏性损害；2)EMI问题分为传导干扰和辐射干扰，传导干扰主要是由于干扰源产生干扰（共模、差模电流和电压），经过传播途径（设备外壳、多点接地、传输线路回路），在敏感器件引起现场设备通信中断、采集数据偏差、控制精度降低、数据或指令脉冲传输丢失等现象，从而影响设备的正常工作。

一、概述随着电子技术的快速发展，电子设备的使用环境变得越来越苛刻，各个频段上频率的日益拥挤和使用频谱的日益扩展，使得空间电磁环境日趋复杂，干扰日益严重。

伺服驱动系统要在电磁环境中正常的工作，必须抑制空间、设备的电磁干扰，提高设备的电磁兼容性。

对干扰源要采取隔离、抑源的方法。

对耦合通道主要采取相应的滤波、屏蔽和良好的接地。

对受感器件采取降低受感器件的灵敏度或提高受感器件的抗干扰度。

伺服驱动系统在受到空间、其它设备和电源地等电磁干扰问题，依据提高系统电磁兼容性的方法采取了有效地措施来抑制各方面的干扰，使控制、驱动、电源等各个分系统正常工作。

二、电磁干扰问题的分析和抑制电磁干扰的耦合通道一般分为三类：传导耦合：干扰源和被干扰对象通过电源线、信号线或接地线传感器相连。

辐射耦合：干扰源通过空间传播将干扰耦合到被干扰对象。

串扰：在干扰源和被干扰对象之间不存在直接的连接，但在它们的各自导线或引线互相靠近时会产生寄生电容和寄生电感。

在系统的调试过程中这几种耦合通道是同时存在的。

必须针对已存在的问题进行处理和改进。

伺服驱动系统就这些出现的问题在调试过程中采用减小印制板干扰、设备内部合理走线、减小电源噪声和电源间的串连干扰、增强屏蔽等方法来抑制各方面的电磁干扰。

１.干扰的分析和抑制。

伺服驱动系统常采用PWM 方式驱动，选用APEX 公司的SA04为ＰＷＭ功率放大器模块，用模拟电压来控制输出，而SA04的开关频率为22.5ｋＨｚ，对电源、控制信号、输出信号均有辐射，使这些信号上叠加有22.5５kHz 的干扰。

在设计时考虑印制板走线，电源线、地线、印制板走线对高频信号应保持低阻抗，在频率很高的情况下，电源线、地线或印制板走线都会成为接收与发射干扰的小天线，降低这种干扰的方法除了加滤波电容的方法外，更值得重视的是减少电源线、地线、印制板走线本身的高频阻抗。

因此，印制板走线要短而粗，线条要均匀。

在布局上要把噪声源和信号部分分开，使相互间的信号耦合为最小。

伺服系统感应电及EMI干扰问题的解决方法1.感应电及EMI干扰问题现象伺服系统（伺服驱动器、伺服电机）上电待机时，所有设备工作正常；伺服系统在使能或者伺服电机启动时设备带电，触摸时有麻手感；伺服系统在使能或者伺服电机启动时，控制、测量设备（如PLC、计算机、触摸屏等）有采集数据有偏差、控制精度降低、丢失数据或指令脉冲等现象；干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声的干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。

其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、偶发噪声等：按声音干扰模式不同，分为差模干扰（注①）和共模干扰（注②）。

共模干扰是信号对地面的电位差，主要是由电网串入，地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态电压所加形成。

共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。

共模电压通过不对称电路可转换成共模电压，直接影响测控信号，造成元器件坏，这种共模干扰可为直流、亦可谓交流。

共模干扰是指用于信号两级间得干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。

常见的干扰现象有以下几点：1) 系统发指令时，电机无规则地转动;2) 信号等于零时，数字显示表数值乱跳;3) 传感器工作时，PLC采集过来的信号与实际参数所对应得信号值不吻合，且误差值是随机的，无规律的;4) 与交流伺服系统共用同一电源工作不正常。

2.感应电及EMI干扰产生概述1)伺服系统感应电及EMI干扰问题不属于漏电问题。

漏电本质是设备在一定的环境或外力条件下，电气绝缘性能下降或绝缘遭到破坏而出现设备外壳带电的现象。

现市场上主流驱动器（包括国产和进口）都采用PWM调制方式产生电机旋转电压，PWM调制方式都会采用电力电子开关器件（如IGBT、IPM模块等）。

而这些电力电子开关器件动作时在设备外壳感应出的电压和电流且能量较小（一般感应电流不超过50mA），不会对人体和设备造成破坏性损害；2)EMI问题分为传导干扰和辐射干扰，传导干扰主要是由于干扰源产生干扰（共模、差模电流和电压），经过传播途径（设备外壳、多点接地、传输线路回路），在敏感器件引起现场设备通信中断、采集数据偏差、控制精度降低、数据或指令脉冲传输丢失等现象，从而影响设备的正常工作。

伺服的转速控制与抗干扰措施伺服系统是一种精密的运动控制系统，广泛应用于机器人、自动化设备、数控机床等领域。

伺服的转速控制和抗干扰措施是保证伺服系统运行稳定的重要技术手段。

本文将从转速控制的基本原理和方法、抗干扰措施的设计与实施等方面进行论述，以期为读者提供参考和借鉴。

一、转速控制的基本原理和方法（一）PID控制PID控制是一种常用的转速控制方法，其基本原理是根据伺服系统的误差进行比例、积分和微分运算，并将控制量传递给执行机构，从而实现控制目标。

在实际控制过程中，需要根据系统的动态特性和控制要求来调节PID参数，以达到较好的控制效果。

（二）速度模型预测控制速度模型预测控制是一种基于系统模型的优化控制方法，其基本思想是通过建立系统的数学模型，预测系统在未来一段时间内的转速，并根据控制目标和约束条件进行优化求解，从而得到最优的控制方案。

速度模型预测控制通常需要较强的计算能力和较高的模型准确性，适用于对系统动态性能要求较高的场合。

二、抗干扰措施的设计与实施（一）滤波器设计在伺服系统中，由于环境干扰、信号噪声等原因，传感器测量数据往往存在不确定性，因此需要设计滤波器对传感器信号进行滤波处理，以提高信号的可靠性和准确性。

常用的滤波器包括低通滤波器、带通滤波器等，可以根据具体需求选择合适的滤波器类型和参数。

（二）自适应控制自适应控制是一种根据系统状态和外界干扰变化自动调节控制策略的方法，其基本思想是通过实时调整控制参数、模型参数等来适应系统的动态特性和外界干扰变化，从而提高系统的稳定性和鲁棒性。

常见的自适应控制算法包括模型参考自适应控制、自适应滑模控制等。

（三）鲁棒控制鲁棒控制是一种对系统参数变化和外界干扰具有较强适应能力的控制方法，其基本思想是通过设计具有鲁棒性的控制器，在系统参数变化和外界干扰的作用下仍能保持良好的控制性能。

常见的鲁棒控制方法包括鲁棒PID控制、H∞控制等。

（四）故障诊断与容错控制伺服系统在运行过程中可能会发生传感器故障、执行器故障等问题，为了提高系统的可靠性和容错能力，需要设计故障诊断与容错控制策略。

伺服系统感应电及EMI干扰问题的解决方法1.感应电及EMI干扰问题现象伺服系统（伺服驱动器、伺服电机）上电待机时，所有设备工作正常；伺服系统在使能或者伺服电机启动时设备带电，触摸时有麻手感；伺服系统在使能或者伺服电机启动时，控制、测量设备（如PLC、计算机、触摸屏等）有采集数据有偏差、控制精度降低、丢失数据或指令脉冲等现象；干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声的干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。

其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、偶发噪声等：按声音干扰模式不同，分为差模干扰（注①）和共模干扰（注②）。

共模干扰是信号对地面的电位差，主要是由电网串入，地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态电压所加形成。

共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。

共模电压通过不对称电路可转换成共模电压，直接影响测控信号，造成元器件坏，这种共模干扰可为直流、亦可谓交流。

共模干扰是指用于信号两级间得干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。

常见的干扰现象有以下几点：1) 系统发指令时，电机无规则地转动;2) 信号等于零时，数字显示表数值乱跳;3) 传感器工作时，PLC采集过来的信号与实际参数所对应得信号值不吻合，且误差值是随机的，无规律的;4) 与交流伺服系统共用同一电源工作不正常。

2.感应电及EMI干扰产生概述1)伺服系统感应电及EMI干扰问题不属于漏电问题。

漏电本质是设备在一定的环境或外力条件下，电气绝缘性能下降或绝缘遭到破坏而出现设备外壳带电的现象。

现市场上主流驱动器（包括国产和进口）都采用PWM调制方式产生电机旋转电压，PWM调制方式都会采用电力电子开关器件（如IGBT、IPM模块等）。

而这些电力电子开关器件动作时在设备外壳感应出的电压和电流且能量较小（一般感应电流不超过50mA），不会对人体和设备造成破坏性损害；2)EMI问题分为传导干扰和辐射干扰，传导干扰主要是由于干扰源产生干扰（共模、差模电流和电压），经过传播途径（设备外壳、多点接地、传输线路回路），在敏感器件引起现场设备通信中断、采集数据偏差、控制精度降低、数据或指令脉冲传输丢失等现象，从而影响设备的正常工作。

伺服电机抗干扰方法
伺服电机是一种高精度、高性能的电机，广泛应用于机械自动化、机器人、航空航天、医疗等领域。

但是，随着工业环境的不断变化和电磁干扰的增加，伺服电机的抗干扰能力成为了制约其应用的关键因素之一。

为了提高伺服电机的抗干扰能力，下面介绍几种常用的方法。

一、电磁兼容设计
电磁兼容设计是提高伺服电机抗干扰能力的重要手段之一。

通过合理的线路布局、屏蔽和接地措施，可以有效地减少电磁干扰对伺服电机的影响。

例如，在设计伺服电机时，可采用双屏蔽结构，即在电机内部和外部分别设置屏蔽层，从而防止电磁波的干扰。

同时，在伺服电机的输入端和输出端加装滤波器，也能有效地抑制高频噪声干扰。

二、信号处理技术
信号处理技术是提高伺服电机抗干扰能力的另一种重要手段。

在伺服电机的设计中，可采用数字信号处理技术和滤波算法，对输入和输出信号进行滤波、去噪和调制等处理，从而提高信号的抗干扰能力。

例如，采用自适应滤波算法可以在保证伺服电机精度的同时，有效地抑制高频噪声的干扰。

三、接地技术
接地技术是提高伺服电机抗干扰能力的另一种重要手段。

通过合理地设计电源和地线的接线方式，可以减少干扰信号的传导和反
射。

例如，在设计伺服电机控制系统时，可采用单点接地和分布式接地相结合的方式，从而有效地减少干扰信号的传播和反射。

总之，提高伺服电机的抗干扰能力是保证其性能和可靠性的关键之一。

通过电磁兼容设计、信号处理技术和接地技术的综合应用，可以有效地提高伺服电机的抗干扰能力，使其更加适用于不同的工业环境。

有关伺服驱动器的抗干扰对策山洋電気精密机器维维修 ２００５年８月１日制作最近的伺服驱动器, 由于电路板设计技术的提高等, 驱动器自己所做成的干扰误动已经变得非常少。

相反地, 为求达到高响应特性, 脉冲输入等, 至今不成为问题的微小干扰信号也被当作指令信号接收。

所以在安装与及設定伺服系统时, 必须实施对策抑压干扰带来的影响。

这资料会说明有关对策。

１．电线/CABLE 的种类编码器与指令脉冲用的电线/CABLE, 必须选择使用双絞线的屏蔽线。

絶縁材料请使用POLYESTER 的系列产品。

図１．双絞线的例子 各2条成为一双如下 1-2 3-4 5-6 7-8 9-10２．接線编码器的接線以Ａ－Ａ(bar)为一对。

Ｂ－Ｂ(bar)、Ｃ－Ｃ(bar)也同样地配为一对一对。

不正确的配对, 会失去抗干扰的功用, 请注意。

指令脉冲也同样需要以ＣＷ－ＣＷ(bar)的配对。

假如指令脉冲是以OPEN CONNECTOR 连接的话, 请把CW －GND 配为一对。

３．请不要忘记接上屏蔽。

编码器的接線等, 如在中途使用延长用连接器, 请把那信号线的露出部分保持在最小的程度上。

利用屏蔽TUBE 包盖這部分是非常有効的手法。

参考：日本ジッパーチュービング（http://www.ztj.co.jp/go.htm ）当利用延长用连接器时, 请尽量采用镀金的连接器端子, 由于镀金端子在长时间能保持接触的稳定性。

(与抗干扰无关)假如利用镀锡端子的话, 雌雄的端子都请利用镀锡端子。

絶对不要把镀金端子与镀锡端子混在一起用。

不同的金属会带来起電力効果, 振動会做成酸化膜在表面形成, 引致短期間内发生接触不良。

双絞线的接线例子【编码器接线的例子】良好例子○不良例子×【脉冲指令的接线例子】良好例子○不良例子×【指令脉冲OPEN CONNECTOR连接的接线例子】良好例子○不良例子×4.驱动器的设置环境因伺服驱动器是马达驱动能力素子在高速互换，也就是说，驱动器本身是干扰发生源。

第一篇伺服基本调试过程（核对伺服接线G5伺服为例）：步骤一：检查动力线接线：驱动器时单相AC220V动力线接法：伺服驱动器为AC380V接线办法：第二步检查CN1端口接线（我们主要讲初始化状态下的情况介绍）：CN1端口定义G5伺服：第三步：检查位置控制需要设置的驱动器参数：第四步：初始化伺服参数：第五步：伺服参数修改：1、修改偏差计数器值。

可以在初步调试的时候去除由于偏差计数器引起的过载报警。

将偏差计数器改大到1000000。

2、设置脉冲接收参数。

3、将不用的外部信号屏蔽：第六步：通过驱动器电动伺服。

通过上图所示进行点动伺服。

完成上述六步，之后可以排除伺服和电机以及驱动器能正常工作。

第七步：通过上位机软件发脉冲。

第八步：进行伺服参数调整-伺服自整定：1）、启动自整定：2）、选择学习模式：一般该组参数默认即可：3）、选择传动模式（该传动模式，只涉及到自整定的刚性，选个接近实际设备传动模式即可）4）设置刚性（不知道的时候可以设置1开始，G5伺服在整定过程中会自动增加的）5）设定整定参数：上图中没有圈起来的参数一般可以默认即可。

6）整定开始和参数保存7）通过监视DATE曲线手动微调相关参数：第九步：若自整定无法启动电机旋转时；需要手动设置增益：设置以下参数：Pn002=0，实时自整定关闭；Pn100位置增益参数减小；Pn101速度增益减小；Pn102速度增益积分时间常数减小。

通过以上调试之后，伺服即可完成相关基本的测试工作，若需要精度提升就需要根据现场需要对速度增益，位置增益，积分时间常数等常数进行调整。

第二篇伺服现场调试经验介绍：伺服报警和解决办法：1、现象：上位脉冲发生器发完脉冲后，伺服电机依然没有听任然继续前行。

原因：a、伺服增益参数不对；b、伺服的指令滤波时间常数设定过大；c、存在干扰，由于干扰编码器反馈值突变，造成伺服转矩或速度突变引发过载。

原因a解决办法伺服干扰问题的处理过程：将伺服增益Pn100、101、102参数值改大，知道伺服啸叫之后再进行测试。