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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

S7-200 SMART PLC讀取V90絕對(duì)值編碼器數(shù)值

1.概況

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》。

2.使用的硬件及軟件

硬件

軟件

3.實(shí)現(xiàn)方法

 3.1概述

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

3.2實(shí)現(xiàn)步驟

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

3.3接線

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 伺服驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)

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)

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)

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。

3.5 PLC組態(tài)及編程

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。

總結(jié):

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)