S7-200 SMART與V90運(yùn)動(dòng)控制S7-200 SMART PLC讀取V90絕對(duì)值編碼器數(shù)值
SINAMICS V90是西門子推出的一款小型、高效便捷的伺服系統(tǒng)。它作為 SINAMICS 驅(qū)動(dòng)系列家族的新成員,與SIMOTICS S-1FL6 伺服電機(jī)完美結(jié)合,組成最佳的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)位置控制、速度控制和扭矩控制。目前1FL6電機(jī)有兩種編碼器類型,即增量編碼器類型及絕對(duì)值編碼器類型。
西門子的小型自動(dòng)化S7-200 SMART PLC可以控制V90驅(qū)動(dòng)器,本文介紹如何實(shí)現(xiàn)SMART PLC讀取1FL6伺服電機(jī)的絕對(duì)值編碼器數(shù)值。
關(guān)于如何實(shí)現(xiàn)SMART PLC控制V90實(shí)現(xiàn)定位控制請(qǐng)參見《SIMATIC S7-200 SMART 系統(tǒng)手冊(cè)》及《S7-200 SMART連接SINAMICS V90 實(shí)現(xiàn)位置控制》。
序號(hào) |
設(shè)備名稱 |
訂貨號(hào) |
1 |
PS207電源 24 V DC/2.5 A |
6EP1 332-1LA00 |
2 |
SIMATIC S7-200 SMART CPU ST60 |
6ES7288-1ST60-0AA0 |
3 |
V90驅(qū)動(dòng)器 |
6SL3210-5FE10-4UA0 |
4 |
伺服電機(jī) |
1FL6042-1AF61-0LG1 |
5 |
V90 動(dòng)力電纜 (含接頭) |
6FX3002-5CL01-1AD0 |
6 |
伺服電機(jī)編碼器電纜 |
6FX3002-2DB10-1AD0 |
7 |
V90 控制信號(hào)電纜(含 50 針接頭及 1m 電纜線) |
6SL3260-4NA00-1VB0 |
8 |
SIMATIC Field PG M3 |
6ES7715-1BB23-0AA1 |
9 |
Mini USB電纜 |
|
序號(hào) |
說 明 |
1 |
Window 7 旗艦版 32位 |
2 |
STEP 7-Micro/WIN SMART 編程軟件 |
3 |
SINAMICS_V-ASSISTANT |
如圖1,使用PG通過標(biāo)準(zhǔn)mini USB電纜與V90連接,打開SINAMICS V—ASSITANT軟件設(shè)置驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)。
圖1 PG與V90連接
如圖2所示,PLC通過V90上的RS485通訊讀取編碼器調(diào)整狀態(tài)并且通過V90的數(shù)字量輸出檢查V90的驅(qū)動(dòng)器狀態(tài),判斷絕對(duì)位置是否有效。如果V90的DO1=1,DO2=0和DO3=1且r2507=3,這意味著PLC可以有效地讀取編碼器的絕對(duì)位置,此時(shí)可以通過RS485 USS通訊讀取絕對(duì)位置(r2521[0]),否則r2521是無效的。PLC可以通過數(shù)字量輸出報(bào)警或面板來提示用戶當(dāng)前r2521無效。讀取r2521值后,PLC可以通過PTI方式輸出脈沖給驅(qū)動(dòng)器執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)控制。
圖2 PLC與V90系統(tǒng)連接圖
根據(jù)SIMATIC S7-200 SMART CPU ST60的運(yùn)動(dòng)控制功能信號(hào)分配和V90端子定義進(jìn)行接線(詳見《SINAMICS V90 OPI操作手冊(cè)》);使用SINAMICS_V-ASSISTANT對(duì)SINAMICS V90進(jìn)行參數(shù)設(shè)置以及對(duì)電機(jī)的絕對(duì)值編碼器進(jìn)行調(diào)試;使用STEP 7-Micro/WIN SMART編程軟件對(duì)CPU ST60進(jìn)行組態(tài)和參數(shù)化,操作步驟如表1所示。
表1.操作步驟
步驟 |
內(nèi)容 |
1 |
接線 |
2 |
進(jìn)行外部脈沖位置控制模式(PTI)下的系統(tǒng)調(diào)試 |
3 |
STEP 7-Micro/WIN SMART連接S7-200 SMART |
4 |
組態(tài)運(yùn)動(dòng)軸 |
5 |
組態(tài)軸工藝對(duì)象的參數(shù) |
6 |
下載到PLC |
7 |
用軸控制面板調(diào)試軸 |
8 |
編程 |
9 |
下載到PLC |
10 |
試運(yùn)行 |
S7-200 SMART通過PTI方式控制V90定位的控制信號(hào)接線如圖4所示:
圖4 S7-200 SMART CPU 與V90控制信號(hào)連接
3.4.1 位置控制相關(guān)的參數(shù)
按照表2所示對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器的位置控制相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置
表2.V90 位置控制參數(shù)
參數(shù) |
說明 |
設(shè)置 |
P29003 |
控制模式設(shè)定為PTI |
P29003 = 0 |
P29250 |
使能PTI 絕對(duì)位置模式 |
P29250 = 1 |
P29010~P29014 |
PTI控制模式下的相關(guān)參數(shù) |
根據(jù)實(shí)際條件設(shè)置 |
P29012 P29013 |
位置控制相關(guān)的參數(shù) |
根據(jù)實(shí)際條件設(shè)置 |
3.4.2 USS通訊相關(guān)的參數(shù)
按照表3所示對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器的USS通訊相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置
表3. V90 USS通訊參數(shù)
參數(shù) |
說明 |
設(shè)置 |
USS波特率 |
USS 波特率8(38400bits/s) |
缺省值 |
P29004 |
USS 地址 |
0-31 |
PKW/PZD |
USS PZD/PKW 長度為0/4 |
缺省值 |
注意:
PLC的 RS485接口的波特率和驅(qū)動(dòng)器USS地址要求與V90一致, 因此, 需要對(duì)V90里的參數(shù)P29004設(shè)置一致的USS地址。并且V90 USS RS485端口的波特率設(shè)置為38400bits/s,報(bào)文長度為4個(gè)PKW和0個(gè)PZD的USS協(xié)議。
在PLC的編程軟件中組態(tài)運(yùn)動(dòng)軸,詳細(xì)步驟參見《SIMATIC S7-200 SMART系統(tǒng)手冊(cè)》,注意在組態(tài)軸工藝對(duì)象的參數(shù)中需啟用從驅(qū)動(dòng)器里讀取1FL6伺服電機(jī)絕對(duì)值編碼器的位置,如圖5所示。
圖5 啟用從驅(qū)動(dòng)器里讀取1FL6伺服電機(jī)絕對(duì)值編碼器的位置
在PLC中編程如表4所示:
表4. PLC編程
啟用和初始化運(yùn)動(dòng)軸:執(zhí)行AXISx_CTRL 。
|
使用手動(dòng)模式運(yùn)行軸運(yùn)動(dòng):執(zhí)行AXISx_MAN,輸入RUN、JOG_P 或 JOG_N之一,使軸速度或位置點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行。 |
通過 SINAMICS V90 伺服驅(qū)動(dòng)器讀取絕對(duì)位置值: |
AXISx_ABSPOS 指令用于讀取SINAMICS V90 伺服驅(qū)動(dòng)器絕對(duì)值編碼器數(shù)值。讀取絕對(duì)位置值的目的是為了更新運(yùn)動(dòng)軸中的當(dāng)前位置值。
SINAMICS V90 伺服驅(qū)動(dòng)器與安裝了絕對(duì)值編碼器的 SIMOTICS-1FL6 伺服電機(jī)結(jié)合使用時(shí),支持此功能。
AXISx_ABSPOS 指令的D_Pos 輸出,指示SINAMICS V90 伺服驅(qū)動(dòng)器絕對(duì)值編碼器數(shù)值,該數(shù)值只在AXISx_ABSPOS 指令的完成位=1時(shí)有效,
為了保證D_Pos讀數(shù)的穩(wěn)定值,需要采用完成位的上升沿轉(zhuǎn)移該數(shù)值。該數(shù)值顯示方式因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)控制組態(tài)向?qū)Р煌@示不同。如下所示:
(1)、測(cè)量系統(tǒng)選擇:工程單位
如果測(cè)量系統(tǒng)選擇為“工程單位”,則AXISx_ABSPOS.D_Pos的計(jì)算公式如下:
AXISx_ABSPOS.D_Pos ,數(shù)據(jù)類型為real 。
其中:r2521顯示V90 的編碼器實(shí)際位置值,r2521正確顯示必須先將V90驅(qū)動(dòng)器ABS。
注:上邊公式的假設(shè)條件為P29247 = 2^20=1048576, P29248 = 1, P29249 = 1
(2)、測(cè)量系統(tǒng)選擇:相對(duì)脈沖
如果測(cè)量系統(tǒng)選擇為“相對(duì)脈沖”,則AXISx_ABSPOS.D_Pos的計(jì)算公式如下:
AXISx_ABSPOS.D_Pos ,數(shù)據(jù)類型為DINT。
SINAMICS V90手冊(cè)鏈接:V90手冊(cè)
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