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S7-1500T 同步功能介绍
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[西门子]
S7-1500T 同步功能介绍
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2024-9-4 11:08:39
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1:概述
在自动化运动控制工程中,同步运行功能承担着越来越重要的作用。随着自动化技术的不断发展,机械解决方案越来越频繁地被不同的电气解决方案所替代。S7-1500/1500T 的同步运行功能提供了使用“电子同步”替代“刚性机械连接的选项”可提供更加柔性、友好维护的解决方案。在使用S7-1500/1500T 进行同步的过程中,为帮助用户快速完成同步工作,特总结如下内容供用户参考。
2:相对同步功能介绍
2.1 相对同步命令MC_GearIn 介绍
S7-1500 只支持通过MC_GearIn 命令建立主轴和从轴的相对同步,不支持指定绝对的同步位置,即建立同步后的主轴位置和从轴位置不相同。在建立同步的过程中,从轴的动态特性使用“Jerk”、“Acceleration”和“Deceleration”等参数定义值。使用参数“RatioNumerator”和“RatioDenominator”将电子齿轮比指定为两个整数之间的关系(分子/分母)。
命令及输入/输出参数说明如下:
表2-1 命令输入/输出参数说明
命令说明如下:
1、同步持续时间和距离与以下参数有关:“MC_GearIn”命令的开始时间 、 开始时从轴的动态值、同步命令的动态参数设置、主轴的动态值。
2、传动比可以指定为正数或负数。正数:主从轴同向运行,负数:主从轴反向运行。
3、主轴处于停止状态或运动状态时,均可以启动同步操作
4、对于输入加速度、减速度参数:>0 时输入数值生效,=0 不允许,<0 时使用TO 对象的组态默认值(位于Technology object > Configuration > Extendedparameters > Dynamic defaults)
5、对于输入Jerk 参数:>0 时输入数值生效,=0 使用梯形速度轮廓,<0 时使用TO 对象的组态默认值(位于Technology object > Configuration > Extendedparameters > Dynamic defaults)。
2.2 使用MC_GearIn 同步编程举例
表2-2 编程举例
1:要求:
(1)主轴和从轴的工艺对象已正确组态
(2)从轴是同步轴
(3)在从轴的组态“工艺对象 > 组态 > 主值互连”(Technology object >Configuration >Leading value interconnections) 中,为从轴指定主轴。
从轴已使能
2:编写程序如下:
同步时序如下图所示:
1. 使用“Exe_1”的上升沿,启动“MC_GearIn”作业 (A1)。
2. 从轴 (TO_Slave) 将与主轴(TO_Master_1) 进行同步。
3. “InGear_1”会在时间 ①处发出从轴已同步并与主轴同步运动的信号。
4. 在时间 ②,将由另一个“MC_GearIn”作业 (A2) 超驰同步操作。
5. 通过“Abort_1”发出中止信号。
6. 从轴将与主轴 (TO_Master_2)进行同步。
7. “InGear_2”会在时间○3 处发出从轴已同步并与主轴同步运动的信号。
3:绝对同步功能介绍
3.1 绝对同步命令MC_GearInPos 介绍
通过命令“MC_GearInPos”可在主轴和从轴之间启动绝对齿轮同步运动。可以指定同步位置,通过指定主轴运行距离或动态响应值来建立同步的过程,还可以定义同步的方向。
命令的参数说明如下:
图3-1 MC_GearInPos 命令
表3-1 命令输入/输出参数说明
命令说明如下:
建立同步的两种方式:
(1)基于主轴运行距离的同步(SynProfileReference 参数 = 0)当主轴运行位置到达“MasterSynPosition - MasterStartDistance”时,从轴开始运动,当主轴运行了“MasterStartDistance”距离后,位置到达“MasterSynPosition”且从轴位置到达 “SlaveSynPosition”时,从轴与主轴同步上,以相同的速度运行。
(2)基于动态响应的同步(SynProfileReference=1)系统根据输入的动态响应参数启动从轴,当主轴运行到“MasterSynPosition”且从轴位置到达 “SlaveSynPosition”时,从轴与主轴同步上,以相同的速度运行。
· 同步操作在为主轴和从轴指定的同步位置之前进行同步。
· 使用参数“RatioNumerator”和“RatioDenominator”将传动比指定为两个整数之间的关系(分子/分母)。
· 传动比的分子指定为正数或负数。正数:主从轴同向运行,负数:主从轴反向运行
· 主轴处于停止状态或运动状态时,均可以启动同步操作
· 对于输入加速度、减速度参数:>0 时输入数值生效,=0 不允许,<0 时使用TO 对象的组态默认值(位于Technology object > Configuration > Extendedparameters > Dynamic defaults)
· 对于输入Jerk 参数:>0 时输入数值生效,=0 使用梯形速度轮廓,<0 时使用TO 对象的组态默认值(位于Technology object > Configuration > Extendedparameters > Dynamic defaults)
3.2 使用MC_GearInPos 绝对同步编程举例
表3-2 编程举例
1:要求
· 主轴和从轴的工艺对象已正确组态
· 主轴为定位轴、同步轴或外部编码器
· 从轴是同步轴
在从轴的组态“工艺对象 > 组态 > 主值互连”(Technology object >Configuration >Leading value interconnections) 中,为从轴指定主轴。
从轴已使能。
2:编写程序如下图所示:
3:同步控制时序如下图所示:
A区域(“SyncProfileReference”=0,使用动态参数进行同步)
1. 使用“Exe”开始“MC_GearInPos”作业 (A1)。
2. 从轴将通过特定的动态参数与主轴进行同步,系统对同步所需的距离进行计算。
3. 通过 StartSync显示同步开始,达到特定的同步位置后“InSync”会发出从轴已同步的信号,并与主轴同步运动。B区域(“SyncProfileReference”=1,使用主值距离进行同步)
1. 使用“Exe”开始“MC_GearInPos”作业 (A1)。
2. 从轴将通过特定的主值距离与主轴进行同步,系统对同步所需的动态值进行计算。
3. 通过 StartSync显示同步开始,“InSync” 会发出从轴已同步的信号,并与主轴同步运动。
4.凸轮同步功能介绍
4.1 凸轮同步命令MC_CamIn 介绍
主从轴的运动关系是用电子凸轮而不是以前的机械凸轮实现的。优点在于机械无冲击,减少振动,减少磨损,更换凸轮曲线时可减少停机时间。与之前西门子控制器不同的是,S7-1500T 在使用Cam 曲线之前需要通过MC_InterpolateCam 命令对Cam 曲线进行插补。完成插补后,定义的凸轮插补点和段之间的空隙即可闭合。随后可通过运动控制命令“MC_CamIn”启动主轴和从轴之间的凸轮运动操作。
4.2 使用MC_CamIn 凸轮同步编程举例
要求:
· 主轴和从轴的工艺对象已正确组态
· 主轴为定位轴、同步轴或外部编码器
· 从轴是同步轴
在从轴的组态“工艺对象 > 组态 > 主值互连”(Technology object >Configuration >Leading value interconnections) 中,为从轴指定主轴。
已通过“MC_InterpolateCam”对凸轮进行插补
从轴已使能
2:编写凸轮同步程序:
3:两条凸轮曲线:
同步控制时序:
(1) 使用“Exe_1”开始“MC_CamIn”作业 (A1),通过 StartSync_1 输出参数显示 Cam1 同步开始。
(2) 从轴将通过特定的动态参数在“Sync_1”范围内与凸轮 (Cam_1)进行同步。
(3) “InSync_1” 输出参数发出从轴已同步并与主轴同步运动的信号。
(4) 同步操作由另一个“MC_CamIn”作业 (A2) 替代,通过“Exe_2”触发。
(5) 通过“Abort_1”发出 Cam1 的中止状态信号。
(6) 通过 StartSync_2 显示 Cam2 同步开始。
(7) 指定同步位置=(MasterSyncPosition+ MasterOffset +凸轮的起始位置)=(0 + 0 +100)=100 mm处主从轴同步上。
(8) Cam2同步采用的是SyncProfileReference = 1,使用主值距离进行同步。开始建立同步的位置=指定同步位置- MasterStartDistance = 100-10 mm=90mm 。
(9) 在“Sync_2”范围内,轴不会跟随凸轮“Cam_1”。轴会通过系统计算出来的动态值移到 A2 同步位置。
(10)“InSync_2”会发出从轴已同步并与主轴同步运动的信号。
5 同步功能的附加说明
5.1 如何实现静止情况下的凸轮同步功能
在静止的时候如果要实现主轴和从轴的同步,可以使用“CamInStandStill”功能块将从轴或主轴移动到同步位置,然后进行同步。程序块的下载链接如下:
https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/109745764
或者通过设置“MC_CamIn”命令的输入参数SyncProfileReference=2 来实现静止同步。
5.2 如何动态生成Cam 曲线
在机器的运行中,很多时候需要进行凸轮曲线的创建和修改,以适应当前的产品规格变化。为了简单化和执行修改的方便,西门子提供了LCamHdl 库,下载链接如下:
https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/105644659
5.3 如何解除同步
S7-1500T 不提供GearOut 或者CamOut 命令,如果需要解除同步操作可以通过调用其他运动命令的方式来实现。
6 同步功能出错说明
6.1 常见的同步出错以及处理方法
工艺报警 601:主轴尚未分配或故障。到从轴的配置界面上分配主轴。
工艺报警 603:主轴未处于位置控制的模式。主轴必须为位置轴或者同步轴。
工艺报警 608:同步过程中出错。在同步操作过程中,必须防止主值运动反向。如果是外部编码器做主轴,需要使用实际值滤波及滞回等功能以保证信号的稳定。
工艺报警 611:参数中指定的凸轮尚未组态或不可用。组态和插补凸轮。重新启动命令。
工艺报警 612:指定的凸轮尚未插补。
6.2 如何在博途上获取工艺报警
在线时,勾选下图的选项(接收报警):
随后可以在诊断界面中选择报警显示:
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