如何使用西门子PLC控制禾川PN总线伺服来实现单轴运动控制

水煮PLC · 发表于 2024-9-4 10:25:47

一谈起PROFINET总线，大家一定会想起西门子的整套解决方案，但是今天小编为大家推荐的是西门子PLC搭配禾川的PN伺服解决方案。相对于西家全套方案，禾川的马达产品线更全，性价比高，而且调试方便，是一个很具有竞争力的解决方案。
PROFINET总线，简称PN总线PROFINET 是一种适用于自动化行业的开放式以太网标准，由PROFIBUS国际组织2000年推出，基于工业以太网技术的新一代自动化总线标准。其功能包括：实时通信、分布式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安装、IT标准和信息安全、故障安全和过程自动化，8个主要的模块。
这里我们着重谈谈运动控制，如何借助PN总线，利用西门子PLC来控制禾川PN伺服实现运动控制的。
PROFIdrive规范是PN总线的很重要的内容，作为一个总线规范来讲， PROFIdrive根据应用场景定义了六大类应用场景，从AC1到AC6，如下图所示：

级别越低对应的控制实时性越低，普通变频器控制就是应对AC1/2，简单的点对点运动单控制就是应对AC3级别，再往上遇到更高端更复杂的应用，像路径插补、多轴同步，专门有对应AC4级别来保证整个运动控制系统的实时性。禾川的PN伺服就是支持AC4级别以上的伺服系统。
具体支持报文如下：

是不是很强悍呢，大家是不是一定想看禾川的伺服长什么样~

哈哈，你们是不是有点晕，这不是和禾川的EtherCAT总线一模一样吗，是的，禾川的PN总线伺服和禾川的EC总线伺服都是从X6系列平台开发而来的总线伺服，只不过是内置了不同总线协议的通讯芯片，前者由西家主导，随着工控市场激烈竞争，西门子也越来越开放，因此符合PROFIdrive规范的PN总线伺服就应运而生。
禾川正是看到这个市场机遇，推出了X6ER PN总线伺服。功率范围从50W到7.5kW，可以与S7-200 Smart，S7-1200 ，S7-1500等支持PROFINET总线的上位PLC进行完美连接，同时，我们还提供了17bit磁编和高精度23bit绝对值光编码器，最大转速6500rpm的全系列马达产品，能为客户提供更有竞争力的运动控制解决方案！

好了，说了这么多，小伙伴们一定急不可耐了，那我们就正式介绍如何将X6ER 组态为 S7-1500 的 IO Device，同时利用西门子S7-1500工艺对象的方式PN通讯报文3，控制禾川的PN伺服产品。
小伙伴在学习前要准备下面学习工具：

一

初始化配置

01

创建一个新的项目

首先我们创建一个新的项目选择S7-1500PLC型号，找到对应的订货号，添加完成后点击左下角的项目视图。

02

安装X6ER的GSD文件

选择菜单栏的“选项”按钮，单击下拉菜单的“管理通用站描述文件”。选择下载好的GSD文件夹，并且点击安装。（GSD文件请联系我们公司相关技术人员，或者在我们的川禾自动化学院“http://class.hcfa.cn/”上下载）

03

添加X6ER设备

选择左侧“设备”视图下的“设备和网络”，在右侧的“网络概览”选择HCFA X6FRV5.0双击或者拖动到空白区域。
点击X6FR上的未分配选择“PLC_1PROFINET接口_1”后，PLC和X6FR会出现一个绿色的连接。注：程序配置需要和实际连接一致，在使用IRT等时模式时，配置设备连接的拓扑结构是必要的。

04

分配设备名称

选择X6FR设备右键选择“分配设备名称”，在弹出的页面上点击更新设备，搜索到x6fr_1设备后点击分配名称。

05

报文选择

在设备和视图界面双击X6FR设备，在“设备概览”下我们可以看到X6FR当前配置的报文，以及右侧“子模块”下支持的报文。
右键标准报文1选择删除，然后双击右侧“添加标准报文3”将报文3添加出来。

06

添加工艺对象

选择设备树下的“工艺对象”的“新增对象”按钮，新增一个Axis1的工艺对象。此处以定位轴TO_PositioningAxis为例。

07

配置工艺对象

在“组态”界面配置工艺对象相关参数，在基本参数界面配置轴的类型，位置单位，以及是否仿真。

在“驱动装置”界面配置X6FR驱动对象、驱动装置类型以及数据连接。

在编码器界面选择编码器类型、编码器以及数据连接以及编码器的类型：增量式系统或者绝对值系统。

在“与驱动装置进行数据交换”和“与编码器装置进行数据交换”页面，可以设定电机最大转速、驱动装置的报文等数据。此处可以手动设置，也可以选择“自动传送装置参数值”。这里大家推荐勾选“自动传送装置参数值”。

在“位置限制”界面可以设置硬件限位开关以及软限位位置。

在“机械”界面，设定程序中的单位指令数和电机转数的对应关系，此处设置的10mm/rot的含义为10mm对应电机转一圈，程序中的单位默认mm。

二

运动控制程序编写

在设备树“PLC_1[CPU 1513-1 PN]”下，选择“程序块”中“MainOB1”，进入程序编辑界面。可以使用工艺中的“Motion Control”指令进行运动控制编程。

在程序中添加相关的运动控制指令：MC_Power、MC_MOVEJOG等指令，并将工艺对象Axis1的值赋给每个功能块的输入输出引脚Axis。

完成运动控制程序编程后，点击菜单栏的“编译”。诊断信息显示无错误后，选择“程序下载”按钮，下载程序至CPU。
下载完程序后点击“转至在线”，在线监控程序，更改功能块输入引脚即可完成定位控制功能。

看完了这些步骤，大家的DEMO是否都已经运转起来的呢，是不是很简单，这里只是举例了一个简单的单轴运动控制，相信大家的依照大家的功力so easy了，别急，后续的文章我们还会重点介绍如何利用西家的PLC来多轴插补等高阶运动控制。

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