S7-1200/1500 连接 S200 PN实现 EPOS 基本定位控制(使用FB38051)

摘要：

   本文主要介绍了如何使用 S7-1200/1500(T) PLC 连接 SINAMICS S200 PN 伺服驱动系统，通过 FB38051 功能块实现 S200 内置的 EPOS 基本定位控制功能。

    示例项目使用 Startdrive 组态和调试 S200，适用于博途版本 V18 及以上并安装了Startdrive V18 SP2 的软件系统。S200 驱动采用内置的 EPOS 基本定位控制，使用西门子标准报文 112，在 S7-1500(T) 中使用 FB38051 功能块，并编写基本定位控制的简单程序。

概述：

    第三代伺服驱动系统 S200 内置的 EPOS 基本定位功能不仅支持 LU（长度单元），而且还支持物理单元。S200 驱动系统支持新增的西门子报文 112，并开发了新的 PLC 功能块 FB38051 用于 EPOS 基本定位功能控制，支持物理单位。

    本文为大家介绍 PLC 通过 PROFINET 通信 S200 伺服驱动器，通过 FB38051 功能块实现 S200 的 EPOS 基本定位功能的控制。



图 2-1 3 项目配置示例

使用的硬件及软件：

CPU1511T               1    6ES7 511-1TL03-0AB0    FW V3.0

SIAMICS S200 PN    1    6SL5510-1BB10-1FA0     FW V6.2

1FL2 motor              1    1FL2102-2AG00-1SC0    连接 s200 left

TIA Portal STEP7 V18

Startdrive V18 SP2

IB_SINA_POS_TEL112_V18 库

硬件连接及设置：

    网络连接：



图 3-1 SIMATIC PLC 和 1 个 SINAMICS S200 PN

    组件设置：

     1. S7-1511TIP 地址: 192.168.0.1PROFINET 设备名称: s71511t

     2. s200leftIP 地址: 192.168.0.2PROFINET 设备名称: s200left

SINAMICS S200 PN 的调试：

    使用 Startdrive 进行 S200 的调试，本文档示例使用 Startdrive 添加 S200PN 进行项目的网络组态，并进行调试。

创建博途项目步骤：

    创建博途项目

    添加 PLC

     • 创建一个新的 TIA 博途项目，项目名称 “S200_EPOS(FB38051)“，添加 PLC



图3-2 创建项目



插入 S7-1511T PLC



出于测试目的，停用 PLC 安全设置的保护



禁用 “仅支持 PG/PC 和 HMI 安全通信”



设置设备访问等级为完全访问权限 (无任何保护)

在博途项目中添加 S200 PN：

    • 双击“添加新设备”，在 Startdrive 中添加 S200 PN 驱动器。– 双击“添加新设备“，输入设备名称，选择项目中使用的驱动器订货号。



    "继续使用低等级安全设置"本示例使用此设置，将禁用 UMAC 功能。如要设置 UMAC 安全，请点击 "配置安全设置"



    配置电机– 在设备视图中，点击 MOT 图标并进入属性界面。– 从电机–选择–1FL2 列表中，选择连接到此驱动器的正确电机类型。



配置驱动器与 PLC 的网络连接：

    • 连接并设置 s200left– 为 s200left 选择 IO 控制器



    设置 s200left 的 IP 地址及设备名称



    取消 S200 与 PLC 通信的等时同步模式



    设置同步 RT 等级为 “RT”



配置S200基本位置控制（EPOS）:

    执行“引导式快速设置”，在Startdrive中进行S200的基本位置控制设置。双击项目导航中的“引导式快速设置”。



连接 PLC:

    • 在“连接PLC”，分配运动控制中，分配运动控制到驱动。



应用

    • 选择应用，点击 “定位”。

    • 选择机械系统和设备

    – 机械系统可以选择 “旋转运动” 或 “线性运动”。

    – 位置单位及速度单位必须选择物理单位 (mm) 用于定位控制。



• 设置“电机转数”、“负载转数”和丝杠螺距。



• 如果激活“模数补偿激活”，可以设置模数补偿模范围



限值:

    为应用定义限制值。

    • 设置动态响应限制。包括最大速度、最大加速度、最大加速度。



• 设置斜坡下降时间，包括OFF1斜坡下降时间和斜坡下降时间（OFF3）



• 激活急动限制，并根据您的要求设置最大急动



• 位置限制

– 驱动器仅接受位于软件限位开关内的位置设定点。激活的软件限制开关通过指定p2580（软件限位开关负）和p2581（软件限位开关正）来限制位置设定值。

– 使用c2569（硬件限位开关，负）和c2570（硬件限位开关，正）在驱动器上评估激活的硬件限位开关。当通过硬件限位开关时，驱动器以OFF3斜坡下降时间停止轴，并输出故障F07491或F07492。要使轴回到有效的横向范围，必须将轴从硬件限位开关处移开，例如，使用点动功能。激活急动限制，并根据要求设置最大急动。

– 可通过FB38051中的控制字来进行软件限位开关激活及硬件限位激活。



应用设置:



    回参考点重新建立了驱动器中计算出的零点位置与机器零点之间的参照。回参考点是在轴绝对定位中正确显示位置的前提条件。电源掉电后，绝对值编码器保留其位置信息。

驱动器提供了多种轴回参考点的方式：

– 主动回参考点

– 被动回参考点

– 设置参考点位置

– 绝对值编码器调整

在“应用设置”中，本示例选择主动回零模式，回零完成后可对绝对编码器进行校准。

• 主动回零

驱动器自动运行轴到达定义的零点位置。主动回零通常包括以下三个步骤：

1. 运行到参考零点开关。

当接收到回参考零点命令时，轴在指定方向上搜索参考零点信号。

2. 运行至零标记。

一旦到达参考零点开关信号，轴将改变运动方向并搜索编码器的零标记。

3. 运行到零点坐标位置。

一旦达到编码器的零标记，轴就会移动到坐标原点位置，并将驱动器中的实际位置值与机器同步。

– 选择回零模式。

– 设置逼近速度。

– 设置参考点偏移。

– 设置参考点位置。



• 绝对编码器调整

该功能仅在使用带有绝对编码器的伺服电机时可用。只需在要进行一次绝对值编码器校准，然后即使在设备掉电后也可以保持校准值。

S200在线时，可以通过单击“设定”按钮来校准绝对值编码器。



I/O配置:

    在“I/O 配置”中，可进行驱动器数字量输入及数字量输出功能的基本设置。



报文:

    • 设置驱动的控制报文，本例选用西门子报文112，之后点击“下一步”。



    • 点击“执行下载”按钮，下载驱动的配置数据。之后在线驱动后进入到“运行&优化“，通过控制面板运测试驱的运行是否正常并对其进行一键优化。



使用B38051功能块实现EPOS控制:

    在博途项目中导入库SINA_POS_TEL112_V18

    • 从下述链接下载库及说明文档:

  https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/109747655



• 解压缩下载库文件后，导入库





• 使用以下变量创建数据块，用于FB28051功能块调用的赋值。



• 在OB1中调用 “SINA_POS_TEL112” 功能块。



    该功能块的详细描述可参看下载的说明文档，并按照文档描述进行回零、相对定位、绝对定位、点动等控制操作。

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