S7-1200通过PROFINET连接SINAMICSV90PN实现位置闭环控制

一、V-ASSISTANT 端 90 PN 参数配置
配置报文
选择报文列表如图 1。本例中选择标准报文 3。

配置 IP 地址和设备名称

1.配置设备名称：在本例中，设备名称为 sinamics-v90-pn。
2.配置 IP 地址：在本例中， IP 地址为 192.168.0.2。
3.在配置完设备名称以及 IP 地址之后，必须保存参数并重启驱动来激活配置。
4.配置完的信息可以在右侧栏中查看。
注： 配备名称和 IP 地址也可以在 TIA Portal 中进行配置。
配置斜坡函数发生

注： 由于 S7-1200 轴工艺对象中已经组态了轴运行的加减速时间，所以在SINAMICS V-ASSISTANT 侧需要激活斜坡功能模块并将斜坡上升时间和斜坡下降时间设置为 0.0000 S 即可。
项目配置
新建项目并添加 S7-1200 CPU
1.打开 TIA 博途软件并创建新项目

2.进入到项目视图添加 S7-1200 CPU 到项目

3.进入到网络视图并打开硬件目录

添加 SINAMICS V90 PN 到项目
可以在以下网址下载 V90 的 GSD 文件。
SINAMICS V90: PROFINET GSD file
https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/109737269
1.安装 GSD 文件

2.找到 GSD 文件，点击安装。

3.右侧硬件目录树中“其他现场设备”中选择 V90 PN。

4.双击 V90 PN 或拖拽 V90 PN 到网络视图

S7-1200 CPU 设备组态
双击 PLC CPU 进入 CPU 属性。

在“PROFINET 接口（X1）”中可以设置 IP 地址，设备名称等信息

SINAMICS V90 PN 设备组态
1. 双击 SINAMICS V90 PN 进入属性区域。 在“PROFINET 接口（X1）”中可以设置 IP 地址，设备名称等信息。

2.硬件目录下，在子模块中选择标准报文

连接 SINAMICS V90 PN 和 S7-1200 CPU
组态完 SINAMICS V90 PN 和 S7-1200 CPU 后，需要连接 SINAMICS V90 PN和 S7-1200 CPU。
1.在网络视图单击“未分配”，选择 PLC_1.PROFINET 接口

2.连接后网络视图如下所示：

3. 然后在网络视图中右键单击 PROFINET 网络为 SINAMICS V90 PN “分配设备名称”。

位置控制
插入工艺对象（TO）
在左侧“工艺对象”列表下双击“插入新对象”。 在弹出的“新增对象”对话框中选择“TO_PositioningAxis”， 并为新增对象命名， 然后点击“确定”按钮插入一个新的工艺对象。

工艺对象配置 – 基本参数（常规）
1.在“基本参数”的“常规”页面下，你可以对添加的工艺对象轴的名称进行配置。
2.驱动器类型选择“PROFIdrive”。
3.测量单位默认为 mm，你可以从下拉列表中选择其它单位，如 m、 in、 ft、脉冲以及度等。

工艺对象配置 – 基本参数（驱动器）
1.在“基本参数”的“驱动器”页面下，需要选择驱动器。
2.在选择好驱动器后，你可以对数据交换的参数进行配置。例：最大转速，本例中为 3000.0 r/min。

工艺对象配置 – 基本参数（编码器）
1.在基本参数的“编码器”页面中， 选择编码器的连接方式。对本例来说， 选择“驱动装置上的编码器”。
2.在选择完编码器的连接方式之后， 需要配置编码器的类型以及高精度参数进行配置。对于本例来说，我们使用的是 2500 ppr 增量式编码器，细分精度为 2。

工艺对象配置 – 扩展参数

组态应用循环时间
S7-1200 CPU 在创建闭环运动控制工艺对象时，会自动地创建用于执行工艺对象的组织块，其中 MC-Servo[OB91]用于位置控制器的计算， MCInterpolator[OB92]用于生成设定值、评估运动控制指令和位置监控功能。这两个组织块彼此之间出现的频率关系始终为 1:1， MC-Servo[OB91]总是在 MCInterpolator[OB92]之前执行。可以根据控制质量和系统负载需求，指定 MCServo[OB91]的应用循环周期性调用时间，如果循环时间过短，则可能造成CPU 发生溢出，造成 CPU 停机。鼠标右键 OB91 组织块，在弹出的 OB91 属性对话框中可以修改其循环时间。 可根据所使用的轴数量设置运动控制应用循环，运动控制应用循环时间 = 2 ms +（位置控制轴的数量 x 2 ms）

设备调试
编译并将项目下载到 S7-1200 CPU 后，即可进行调试。至此 S7-1200 与 V90 的组态配置已经初步完成， 可以打开工艺对象的调试界面进行调试，然后就可以编写运动控制程序了。另外，轴控制面板还提供调节功能，可用于调整 CPU 位置控制器的增益和预控制值，并可以监视轴的运行轨迹。

当 CPU 位置控制器的预控制值保持不变的情况下，修改“增益”参数可用于组态控制回路的增益系数，轴的机械硬度越高，可设置的增益系数就越大；较大的增益系数可以减少随动误差，实现更快的动态响应；但是过大的增益系数将会使位置控制系统振荡。效果如下：

当 CPU 位置控制器的增益保持不变的情况下，修改“预控制”参数可用于修改控制回路的速度预控制百分比。不同预控制值时的轴运行轨迹修改预控制值效果，如下所示。

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