S7-1500(T)对V90 PN进行速度控制的三种方法

显示全部楼层 · 2024-9-4 10:50:55

全新的 S7-1500T-CPU 无缝扩展了中高级PLC的产品线，在标准型/安全型CPU功能基础上，能够实现更多的运动控制功能。根据对工艺对象数量和性能的要求，可选择不同等级的T-CPU模块，适应从简单到复杂的应用。不仅满足生产的自动化，还能胜任对性能、灵活性以及网络能力等有更多要求的中端应用。在复杂的运动控制领域，例如凸轮同步、运动机构控制等方面S7-1500T-CPU 更是可以助您大展身手。
随着西门子1500CPU固件版别的更新，motion功用越来越强，本文以V2.5以上固件版别为根底，简略总结几个问。首要，1500T能够彻底兼容1500CPU的所有功用。T CPU是在一般CPU的根底上增强了运动操控相关方面的性。下文说到T CPU，共同约定为1500 TCPU。T CPU 支撑**同步相对同步：
同步进程不需求有断定的同步点方位，即动态参数共同时，完结同步。也就是说，不能指定在主轴和从轴的某个特定坐标实现同步，只需速度，加速度和加加速度共同，就以为完结同步。
例如：需求多轴同步移动，但只需求轴在停止的情况下完结同步的设备。
同步进程要求有断定的同步点方位。指定在主轴和从轴的某个具体方位上，引导轴和同步轴的动态参数共同，完结同步。例如：飞剪T CPU支撑实践值作为引导值
一般CPU只能将引导轴的设定值作为从轴的设定值，当出现设备毛病时，有或许主轴不运转，从轴运转，假如没有机械方面的保护措施，或许会造成设备和人身安全的意外事故。
T CPU能够将引导轴的实践值和外部编码器作为引导值。精度要求比较高的手轮操控步进电机，能够运用T C。T 西门子CPU 支撑凸轮同步一般CPU只能支撑线性轴也便是说齿轮同步， TCPU支撑凸轮同步，即圆弧插补。T CPU支撑运动轨道
运动轨道T CPU非常重要的功用，本质上是凸轮同步的一种延伸。
多种坐标系自动转化，设置好对应关系后，能够比较简单的实现多轴联动，结合相关的库文件，能够做到几千步的刀具移动操控。能够支撑三轴加一个旋转轴。S7-1500(T)对V90 PN进行速度控制的三种方法

V90 PN伺服驱动器可以通过PROFINET与S7-1500系列PLC搭配进行速度控制，实现的方法主要有以下三种：
• 方法一、在PLC中组态速度轴工艺对象，V90可以使用1、2、3、5、102、105等报文，这种方式PLC运算负担较大，但是可以使用MC_Power、MC_MoveVelocity等PLC Open标准功能块进行控制。
• 方法二、PLC通过FB285(SINA_SPEED)功能块对V90PN进行速度控制，V90使用1号标准报文，这种方式不需要PLC组态工艺对象，PLC的运算负担较小。
• 方法三、V90使用1号标准报文，不使用任何专用程序块，利用报文的控制字和状态字通过编程进行控制，使用这种方式需要对报文结构比较熟悉。

V90 PN配置要点

• 设置控制模式为"速度控制(S)"
• 对于方法一，配置通信报文为标准报文2为例进行演示；
• 对于方法二和方法三，配置通信报文为标准报文1。
• V90在线后点击"设置PROFINET->配置网络"，设置V90的IP地址及设备名称：注意：设置的设备名称一定要与1500项目中配置的相同。
参数保存后需重启驱动器才能生效。

方法一使用标准报文2和工艺对象

V90 PN与PLC采用PROFINET RT通信方式并使用报文2，项目步骤如下：

1. 创建项目后，添加新设备S7-1500 PLC

2. 在网络视图中添加V90 PN设备(本例使用HSP组态)

本示例使用的是V90 HSP文件，下载链接:

面向 TIA Portal V15中硬件目录的支持包 (HSP)

面向 TIA Portal V16中硬件目录的支持包 (HSP)

也可以使用V90 PN的GSD文件，下载链接:
SINAMICS V90: PROFINET GSD file

需注意，此处的V90固件版本必须与实际使用的相一致。

3. 建立V90 PN与PLC的网络连接，并分别设置S7-1500及V90 PN的IP地址及设备名称。

S7-1500 的IP地址设置：

V90 PN的IP地址及设备名称设置：

4. 在V90PN的设备视图中配置通信报文为标准报文2

5. 在网络视图中配置PROFINET IRT通信，需要注意当前V90 PN的通信时间最短为2ms

6. 在拓扑视图中配置通信的接口连接，本例为PLC的Port2连接V90 PN的Port1

7. 双击"新增对象"创建新的工艺对象（TO），在此选择速度轴

8. 配置驱动装置

驱动的数据可以采用自动获取的方式：

9. 在OB1中使用MC_Power、MC_MovVelocity等PLC Open标准程序块编写轴的位置控制程序，PLC Open指令位于工艺指令目录下的运动控制文件夹中，命令相关说明请查看博途的帮助文件。

方法二使用标准报文1和SINA_SPEED功能块

V90 PN与PLC采用PROFINET RT通信方式并使用报文1，项目步骤如下：

1. 创建新项目，添加设备以及组态IP地址的操作与方法一中的步骤1~3相同。

2. 在V90 PN的设备视图中设置控制报文为标准报文1

3. 编写程序

此种方法需要调用驱动功能库文件，可以通过以下两种方法进行安装：
(1) 安装Startdrive软件，在TIA 博途软件中就会自动安装驱动库文件，Startdrive下载链接：
Startdrive软件V14.1：
SINAMICS Startdrive V14

SINAMICS Startdrive V15.1：
SINAMICS Startdrive V15.1

在OB1中将DriveLib_S7_1200_1500中的SINA_Speed(FB285)功能块拖拽到编程网络中(此功能块只能与标准报文1配合使用)，进行速度控制：

注意：功能块管脚HWIDSTW及HWIDZSW的赋值请参看下图:

4. SINA_SPEED功能块输入输出参数说明

输入参数:

输入信号	类型	含义
EnableAxis	BOOL	=1，驱动使能
AckError	BOOL	驱动故障应答
SpeedSp	REAL	转速设定值[rpm]
RefSpeed	REAL	驱动的参考转速[rpm]，对应于驱动器中的p2000参数
ConfigAxis	WORD	默认设置为16#003F，说明参看下表
HWIDSTW	HW_IO	V90设备视图中报文1的硬件标识符
HWIDZSW	HW_IO	V90设备视图中报文1的硬件标识符

ConfigAxis的各位说明：

位	默认值	含义
位0	1	OFF2
位1	1	OFF3
位2	1	驱动器使能
位3	1	使能/禁止斜坡函数发生器使能
位4	1	继续/冻结斜坡函数发生器使能
位5	1	转速设定值使能
位6	0	打开抱闸
位7	0	速度设定值反向
位8	0	电动电位计升速
位9	0	电动电位计降速

输出参数:

输出信号	类型	含义
AxisEnabled	BOOL	驱动已使能
LockOut	BOOL	驱动处于禁止接通状态
ActVelocity	REAL	实际速度[rpm]
Error	BOOL	1=存在错误
Status	INT	16#7002:没错误，功能块正在执行 16#8401: 驱动错误 16#8402: 驱动禁止启动 16#8600: DPRD_DAT错误 16#8601: DPWR_DAT 错误
DiagID	WORD	通信错误,在执行SFB 调用时发生错误

方法三 PLC通过IO地址直接控制V90 PN

此种控制方式无需专用的程序块，直接给定速度。V90使用标准报文1，项目及网络配置步骤与方法一相同。通过对输出的第一个控制字进行驱动器的起停控制、第二个控制字可以指定电机运行的速度。
V90的输出地址可从设备视图中查看：

在OB1中调用MOVE命令，发送对驱动的控制字及速度给定：

1. 通过第一个控制字进行驱动器的起停控制（16#047E->16#047F）

2. 通过第二个控制字可以指定电机运行的速度（十六进制16#4000，即十进制的16384对应 p2000 速度参数值）

例如，V90 PN的p2000=3000rpm，如果SpeedSetpoint设置为十进制的8192（即十六进制的16#2000），则表示速度给定为1500rpm。
常问问题

S7-1500 可以对几个V90 PN进行速度控制？

如果采用方法一对V90进行速度控制，需要使用TIA Selection Tool或SIZER软件进行配置，计算PLC的带轴能力。对于方法二及三，在不挂其他PROFINET设备下，最多可以控制64个V90 PN。

给控制命令不运行有哪些原因？

• 检查V90驱动器是否有故障信息，消除故障
• 对于使用方法二，检查ConfigAxis 输入是否是3F，EnableAxis需要上升沿触发且保持

SINAMICS V90 高效便捷的伺服系统
SINAMICS V90 作为 SINAMICS 驱动系列家族的新成员，与SIMOTICS S-1FL6完美结合，组成最佳的伺服驱动系统，实现位置控制、速度控制和扭矩控制。通过优化的设计，SINAMICS V90 确保了卓越的伺服控制性能，经济实用、稳定可靠。

SINAMICSV90 单轴伺服驱动

V90 设计用于运动控制以满足一般的伺服应用，充分考虑了机床制造商和系统集成商所面临的成本和市场挑战。V90 支持即插即用式调试，伺服性能充分优化，与 SIMATIC PLC 快速集成，具有值得信赖的可靠性。与全新的 SIMOTICS S-1FL6 伺服电机配套使用，形成最佳的伺服系统。

V90 支持内部设定值位置控制、外部脉冲位置控制、速度控制和扭矩控制，整合了脉冲输入、模拟量输入/输出、数字量输入/输出以及编码器脉冲输出接口。通过实时自动优化和自动谐振抑制功能，可以自动优化为一个兼顾高动态性能和平滑运行的系统。此外，脉冲输入最高支持 1 MHz，充分保证了高精度定位。

SINAMICS V90 伺服驱动系统特点概述

伺服性能优异

● 自动优化功能使设备获得高动态性能

● 自动抑制机械谐振

● 1 MHz 的高频脉冲输入

● 20位分辨率的多圈绝对编码器

● 优化的系统性能：3倍过载能力、电机低扭矩纹波以及驱动与电机的完美整合

性价比高

● 多种控制模式：外部脉冲位置控制、内部设定值位置控制、速度控制和扭矩控制

● 内部定位功能

● 全系列内置制动电阻

● 抱闸无需外部继电器

操作简便

● 快速便捷的伺服优化和机械优化

● 简单易用的 SINAMICS V-ASSISTANT 调试软件

● 参数拷贝

运行可靠

● 宽电压范围：380 V ~ 480V，-15% /+10%

● 高品质的电机轴承

● 电机保护等级IP 65，标配油封

● 集成安全扭矩停止 (STO) 功能

● 驱动和电机的稳定配合

SINAMICS V90 伺服驱动系统典型应用

● 装卸机：如码垛机

● 包装机：如贴标机、枕式包装机

● 自动组装机

● 刀具切换机

● 印刷机：如丝网印花机

● 缠绕机

● 金属成型机：如折弯机

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