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S7-200 SMART與V90運動(dòng)控制S7-200 SMART PLC讀取V90絕對值編碼器數值

S7-200 SMART PLC讀取V90絕對值編碼器數值

1.概況

SINAMICS V90是西門(mén)子推出的一款小型、高效便捷的伺服系統。它作為 SINAMICS 驅動(dòng)系列家族的新成員，與SIMOTICS S-1FL6 伺服電機完美結合，組成最佳的伺服驅動(dòng)系統，實(shí)現位置控制、速度控制和扭矩控制。目前1FL6電機有兩種編碼器類(lèi)型，即增量編碼器類(lèi)型及絕對值編碼器類(lèi)型。
西門(mén)子的小型自動(dòng)化S7-200 SMART PLC可以控制V90驅動(dòng)器，本文介紹如何實(shí)現SMART PLC讀取1FL6伺服電機的絕對值編碼器數值。
關(guān)于如何實(shí)現SMART PLC控制V90實(shí)現定位控制請參見(jiàn)《SIMATIC S7-200 SMART 系統手冊》及《S7-200 SMART連接SINAMICS V90 實(shí)現位置控制》。

2.使用的硬件及軟件

硬件

軟件

3.實(shí)現方法

 3.1概述

如圖1，使用PG通過(guò)標準mini USB電纜與V90連接，打開(kāi)SINAMICS V—ASSITANT軟件設置驅動(dòng)器的參數。

圖1 PG與V90連接
如圖2所示，PLC通過(guò)V90上的RS485通訊讀取編碼器調整狀態(tài)并且通過(guò)V90的數字量輸出檢查V90的驅動(dòng)器狀態(tài)，判斷絕對位置是否有效。如果V90的DO1=1,DO2=0和DO3=1且r2507=3,這意味著(zhù)PLC可以有效地讀取編碼器的絕對位置，此時(shí)可以通過(guò)RS485 USS通訊讀取絕對位置(r2521[0]),否則r2521是無(wú)效的。PLC可以通過(guò)數字量輸出報警或面板來(lái)提示用戶(hù)當前r2521無(wú)效。讀取r2521值后,PLC可以通過(guò)PTI方式輸出脈沖給驅動(dòng)器執行相應的運動(dòng)控制。     

圖2 PLC與V90系統連接圖

3.2實(shí)現步驟

根據SIMATIC S7-200 SMART CPU ST60的運動(dòng)控制功能信號分配和V90端子定義進(jìn)行接線(xiàn)（詳見(jiàn)《SINAMICS V90 OPI操作手冊》）；使用SINAMICS_V-ASSISTANT對SINAMICS V90進(jìn)行參數設置以及對電機的絕對值編碼器進(jìn)行調試；使用STEP 7-Micro/WIN SMART編程軟件對CPU ST60進(jìn)行組態(tài)和參數化，操作步驟如表1所示。
表1.操作步驟

3.3接線(xiàn)

S7-200 SMART通過(guò)PTI方式控制V90定位的控制信號接線(xiàn)如圖4所示：

圖4  S7-200 SMART CPU 與V90控制信號連接

3.4 伺服驅動(dòng)器的參數

3.4.1 位置控制相關(guān)的參數
按照表2所示對伺服驅動(dòng)器的位置控制相關(guān)的參數進(jìn)行設置
表2.V90 位置控制參數

3.4.2 USS通訊相關(guān)的參數
按照表3所示對伺服驅動(dòng)器的USS通訊相關(guān)的參數進(jìn)行設置
表3. V90 USS通訊參數

注意：
PLC的 RS485接口的波特率和驅動(dòng)器USS地址要求與V90一致, 因此， 需要對V90里的參數P29004設置一致的USS地址。并且V90 USS RS485端口的波特率設置為38400bits/s，報文長(cháng)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)運動(dòng)軸，詳細步驟參見(jiàn)《SIMATIC S7-200 SMART系統手冊》，注意在組態(tài)軸工藝對象的參數中需啟用從驅動(dòng)器里讀取1FL6伺服電機絕對值編碼器的位置，如圖5所示。

圖5  啟用從驅動(dòng)器里讀取1FL6伺服電機絕對值編碼器的位置
在PLC中編程如表4所示：

表4. PLC編程

啟用和初始化運動(dòng)軸：執行AXISx_CTRL 。

使用手動(dòng)模式運行軸運動(dòng)：執行AXISx_MAN，輸入RUN、JOG_P 或 JOG_N之一，使軸速度或位置點(diǎn)動(dòng)運行。

總結:

AXISx_ABSPOS 指令用于讀取SINAMICS V90 伺服驅動(dòng)器絕對值編碼器數值。讀取絕對位置值的目的是為了更新運動(dòng)軸中的當前位置值。
SINAMICS V90 伺服驅動(dòng)器與安裝了絕對值編碼器的 SIMOTICS-1FL6 伺服電機結合使用時(shí)，支持此功能。

AXISx_ABSPOS 指令的D_Pos 輸出，指示SINAMICS V90 伺服驅動(dòng)器絕對值編碼器數值，該數值只在A(yíng)XISx_ABSPOS 指令的完成位=1時(shí)有效，
為了保證D_Pos讀數的穩定值，需要采用完成位的上升沿轉移該數值。該數值顯示方式因為運動(dòng)控制組態(tài)向導不同而顯示不同。如下所示:

（1）、測量系統選擇：工程單位

如果測量系統選擇為“工程單位”，則AXISx_ABSPOS.D_Pos的計算公式如下：

AXISx_ABSPOS.D_Pos  ，數據類(lèi)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驅動(dòng)器ABS。
 注：上邊公式的假設條件為P29247 = 2^20=1048576, P29248 = 1, P29249 = 1

（2）、測量系統選擇：相對脈沖
如果測量系統選擇為“相對脈沖”，則AXISx_ABSPOS.D_Pos的計算公式如下：
AXISx_ABSPOS.D_Pos  ，數據類(lèi)型為DINT。

SINAMICS V90手冊鏈接：V90手冊