干货来啦！西门子PLC报文 111 配置汇川IS620F/810F PN(一)

西门子PLC与汇川通讯系列：

干货来啦！西门子PLC如何读取/写入汇川伺服驱动参数



正文如下：

1.概述

S7-1200、1500PLC 可以通过 Profinet 通讯连接 IS620F/810F 伺服驱动器，将驱动器的控制模式后设置为“基本位置控制（EPOS）”， PLC 通过 111 报文及 TIA Portal提供的驱动库中的功能块 SINA_POS（FB284）实现基本定位控制，伺服面板显示 43RY。

2.FB284 功能块管脚介绍











3.运行条件

① 通过输入管脚EnableAxis = 1，OFF2 与 OFF3 内部已置 1。若轴已准备好并驱动无故障(AxisErr= "0") ，EnableAxis 置 1 后轴使能，输出管脚AxisEnabled 信号变为 1。

② 输入信号CancelTransing，IntermediateStop 对于除了点动之外的所有运行模式均有效，在运行EPOS 时必须将其设置为 “1 ”，设置说明如下：

1:设置CancelTransing，轴按最大减速度停止，丢弃工作数据，轴停止后可进行运行模式的切换。

2: 设置IntermediateStop=0，使用当前应用的减速度值进行斜坡停车，不丢弃工作数据，如果重新再设置IntermediateStop=1 后轴会继续运行，可理解为轴的暂停。可以在轴静止后进行运行模式的切换。

③ 如果使用了硬件限位开关：需要将FB284 功能块的输入管脚ConfigEPos.%X3(POS_STW2.15 )置1，激活IS620F 的硬件限位功能。正负向的硬件限位开关可连接到IS620F驱动器的定义为正向超程开关、反向超程开关 的 DI 点( H03组参数的DI1至DI9，建议DI1和DI2)。

④ 如果使用了软件限位开关，需要将FB284 功能块的输入管脚

ConfigEPos.%X2(POS_STW2.14 )置 1，激活IS620F 的软件限位功能，在IS620F中设置正反向软限位位置。

⑤ ConfigEpos基本定位关系表：



4.S7-1200/1500 PLC 报文 111 配置案例

4.1 报文 111 组态配置

首先在网络视图中添加 620F 设备并创建与PLC 的网络连接，如图 1 所示



接着删除 3 号报文，更换为 111 报文，如图2 所示



接着设置 PLC 以及 620F 的 IP 地址及 Profinet 设备名称，如图 3 所示。



接着在主程序中应用 SinaPOS 功能块，如图 4 所示



对于功能块管脚HWI DSTW 及 HWI DSZW 的赋值，可以在设备视图中，双击 IS620F，选择 111 报文后，右键选择属性，然后在系统常数中找到硬件标识符。如图 5、6 所示。



若需要开启转矩限制与转矩读取功能，需要将 H0E-38、H0E-39 设为 1，如图 7 所示，具体的案例配置下文详细介绍。



至此，111 报文组态配置完成，下面会详细介绍 111 报文应用知识点。

4.2 报文 111 限位激活介绍

① 报文 111 限位功能介绍

在 111 报文中规定了位置控制字 2 的bit14 与bit15 分别为软限位与硬限位激活开关，如图 1 所示，同时，FB284 功能块中 ConfigEPOS 引脚的bit2 与 bit3 已自动分别与软硬限位激活关联，如图 2 所示。



② 激活硬限位

在 FB284 功能块 ConfigEPos 引脚赋值为 16#B，即激活了硬限位开关。至于配置哪个 DI 为正反向限位，可在H03 组端子输入参数中配置，如下图 3 所示。



③ 激活软限位

在 FB284 功能块 ConfigEPos 引脚赋值为 16#7，即激活了软限位开关，或者设置H1344=1(软限位设置生效) 如下图 4 所示。至于正反软限位的行程，可在 H13-45（正软限位设置）、H13-47（反软限位设置）如下图 5 所示。



那软限位设置多少会和实际行程对应呢？以案例分析：

以电机上电时当前位置为 0 说明（H0B07 与 H0B17=0），H00-00=14101。

若设置 H1345=800000,H1347=-800000,且H05-07=1048576，H05-09=100000，如图 6 所示 。则电机只能以原点为基准，正反旋转 1 圈，超出就会报 E950 与 E952。



若不改变电子齿轮比的情况下，将 H1345 与 H1347 改为 1600000 与-1600000,则电机可在以原点为基准，正反旋转 2 圈，如图 7 所示。



【总结】：

软限位与实际行程的对应关系为：（H1345*齿轮比）/编码器分辨率=电机实际能转的圈数所对应的极限位置

【注】： 电机编码器分辨率为8388608pls/r

4.3 报文 111 CancelTraversing 与 IntermediateStop 介绍

（1）、输入信号CancelTraversin、 Intermediatestop 对于除了点动之外的所有运行模式均有效，在运行 EPOS 时必须将其设置为“1”。

（2）、设置 CancelTraversin=0，轴按斜坡速度减速停止，丢弃工作数据，如果重新再设置Intermediatestop=1 后轴不会继续运行。

（3）、设置 Intermediatestop=0，使用最大减速度进行停车，不丢弃工作数据，如果重新再设置 Intermediatestop=1 后轴会继续运行，可理解为轴的暂停，可以在轴静止后进行运行模式的切换。

CancelTraversin 的减速时间与伺服参数 H1306 有关，Intermediatestop 的减速时间与伺服参数 H1304 有关。

【案例介绍】

用 111 报文模式 1 相对定位测试：H00-00=14101，H05-07=8388608, H0509=10000, Velocity引脚给 10000 (MDI 运行模式的速度单位是 1000LU/min)。则电机速度 1000RPM。

设置 H13-04=200（Epos 最大减速度值），H13-06=300（Epos 斜坡减速度值），如图 1 所示。



触发 CancelTRaversin，减速时间 554.6MS，如图 2 所示。计算：H1306=300 ，

10000/(60*300)=0.5556s=555.5MS



触发 Intermediatestop，采集后台波形减速时间 856.1MS，如图 3 所示。

计算：H1304=200，10000/(200*60）=0.8333s=833.3MS



【验证测试】：设定 H13-06 与 H13-04 参数，设置 H13-06=50，H13-04=20



Velocity 引脚赋值 15000，触发 cancelTraversin 后，理论电机减速时间为 15000/（60*50）=5s，实际后台波形采集也为 5s。



Velocity 引脚赋值 15000，触发 Intermediatestop 后，理论电机减速时间为 15000/（60*20）=12.5s，实际后台采集也为 12.5s 左右。



【总结】：

CancelTraversin 减速时间（秒）= Velocity 引脚*OverV%/（60* H13-06)；

Intermediatestop 减速时间（秒）= Velocity 引脚*OverV%/（60* H13-04*OverDec%)

4.4 报文 111 相对/绝对定位功能（ModPos=1、2）

① 功能介绍

(1) FB284 功能块中，输入引脚 CancelTransing 与 IntermediateStop 对于除了点动以外的所有运行模式均有效，在运行 EPOS 时必须将其设置为 1。

(2) position 单位为 LU, Velocity 单位为 1000LU/min，且 Velocity 只能＞0；

(3) 当前正在运行的命令可以通过 ExecuteMode 上升沿被新命令替换，但仅用于运行模式ModPOS=1、2。

(4)定位过程中 AxisPosOK 为 false，定位完成后 AxisPosOK 为 True。

表 1 ：MDI 相对定位/绝对定位步骤



【总结公式】：【注】：电机编码器分辨率为 8388608pls/r

相对/绝对定位电机转的圈数=（Position*齿轮比）/编码器分辨率；

相对/绝对定位电机速度（RPM）=（Velocity 引脚*1000* OverV%*齿轮比）/编码器分辨率；

相对/绝对定位电机加速时间(秒)= Velocity 引脚*OverV%/（60* H13-02*OverAcc%)

相对/绝对定位电机减速时间(秒)= Velocity 引脚*OverV%/（60* H13-04*OverDec%)

【注】：相对/绝对定位过程中可以通过实时修改 OverV（1%~199%）实现速度的立即切换变换，只修改 Velocity（只能＞0）不能实时生效，还需要修改 OverV 才能实现实时生效。

【案例 1】：H00-00=14101，若配置 H05-07=1048576，H05-09=1000，在 FB284 功能块中 Position引脚赋值为 80000，velocity 引脚赋值为 1600，触发相对定位后实际电机转动 10 圈，转速为 200RPM。

如下图 1 所示。



【验证】：在上面相对定位数据未修改的情况下，修改 H1302与 H1304 参数，电机加减速时间与上述结论一致，如图 2 所示。



@ 绝对定位模式下的连续位置给定功能（ModePos=2 、ConfigEpos.%X8=1）在 ModPos=2(绝对定位模式)，通过置位 111 报文 ConfigEpos.%X8，在 PLC 侧更新 Position、Velocity、OverV、OverACC 、OverDEC 后，只需第一次触发 ExecuteMode，就会立即运行，后面更新目标位置与速度就会立即实时生效，无需每次触发 ExecuteMode 伺服会实时更新相应的数值并生效。

【案例分析】：

用 111 报文模式 2，configEpos 赋值为 16#103，Velocity 赋值为 6000，更新 Position 的数据从-100000 到 100000，如图 1 所示。



同时设定的伺服参数如下图 3 所示。





先赋值 Position 为-100000，则理论加速时间为 5s,在运动过程中更新 Position 为 100000，则电机先减速，理论减速时间为 2s，如图 4、5 所示。



接着电机反向加速， 加速时间为 5s,减速时间为 2s，最终电机停止的位置为 100000 的位置。



4.5 报文 111 按指定速度运行（ModPos=3）

MDI 调整模式允许轴以速度方式正向或者反向持续允许，通过输入参数 Velocity（>0）

指定运行速度，通过输入参数 OverV、OverAcc、OverDec 指定速度、加减速度的倍率。运行条件“CancelTransing” 和“IntermediateStop” 必须置为 1 ，JOG1 和 JOG2 必须设置为 0 。通过ExecuteMode 的上升沿触发定位运动，每次更新目标速度，都要触发 ExecuteMode 才能生效。

【注】：MDI 调整模式下运行方向由 Positive（正向）和 Negative（反向）端子决定，Positive=1为正向，Negative=1 为反向，两者同时为 1 或者同时为 0 时轴静止，同时，Velocity 要＞0，若<0,则电机静止。

表 M DI 调整模式步骤：



【总结公式】：【注】：电机编码器分辨率为 8388608pls/r

电机速度（RPM）=（Velocity 引脚*1000* OverV%*齿轮比）/编码器分辨率；

电机加速时间(秒)= Velocity 引脚*OverV%/（60* H13-02*OverAcc%)；

CancelTransing 减速时间（秒）= Velocity 引脚*OverV%/（60* H13-06)；

IntermediateStop 减速时间（秒）= Velocity 引脚*OverV%/（60* H13-04*OverDec%)；

断使能减速时间（ms）=(电机当前转速 rpm/电机额定转速 rpm)*H06-34

4.6 报文 111 主动回原模式（ModPos=4）

① 原点开关介绍

111 报文默认了位置控制字 2（EPOS_STW2）的 bit2 为参考点挡块是否生效，同时，FB284 功能

块的 ConfigEPOS.%x6 已经对应了 POS_STW2 的 bit2 位，如图 1 所示





【注】：可直接给 ConfigEPOS 引脚赋值为 16#B，在 H03 组 DI 端子功能配置为原点开关就可以了。

② 回原功能操作

111 报文中的回原是伺服内部自动规划的（ModPos=4），上位机只提供触发回原的信号，用后台软件配置回原的参数，配置后伺服参数 H13-30（原点复归类型）会对应变化（具体的回原模式可在该应用指导的最后附录里查找）。

如果选择绝对回零（H13-37=0），则回零就是把 H13-38 的值作为回零后的值。如果选择相对回零（H13-37=1），则回零就是把 H13-38 的值+当前位置值作为回零后的位置。

在回零未完成前，SIna_POS功能块ExcuteMode 要一直为TRUE 才能完成回原动作。设置H02-01=1时,第一次回原后 AxisRef 置 1，即使伺服断电重启，AxisRef 也为 1。

表 回原步骤：





按照上述方式配置参数后，回原高速段速度为 500RPM，回原低速段速度为 30RPM，回原高速段加减速时间为 422MS 左右。



【总结】：

高速段回原加减速时间（秒）= H13-31（原点复归高速速度）/（60* H13-02);

低速段回原加减速时间（秒）= H13-33（原点复归低速速度）/（60* H13-02);

在上述回原参数不变的情况下，仅修改加减速倍率，也会影响加减速时间，如下图4 所示。



③ 特殊回原类型（转矩回零）

【注】：111 报文支持转矩回零（省去超程开关）：

① H13-30（原点复归类型）=-1：向负方向运行碰到硬限位后反方向运行找第一个 Z 信号作为原点。

② H13-30（原点复归类型）=-2：向正方向运行碰到硬限位后反方向运行找第一个 Z 信号作为原点。

转矩回零条件：当电机碰到硬极限位（速度持续低于 H05-56(机械极限判断速度阈值 RPM)、持续时间 H05-57(MS)、碰极限转矩限制为 H05-58(机械极限限制转矩，单位：0.1%)，就会反向找第一个 Z 信号作为原点）。

H05-58 设置最好不要超过 200%，不然容易报过载，若有此报警，把 H05-57 与 H05-58 参数适当降低。

【测试 1：反向转矩回原】：设置 H13-30=-1，H13-31=600，则原点复归高速为 60rpm,且为负方向回原，如图 5 所示。



选择模式 4，然后触发回原，采集后台波形如下，电机先以 60RPM 速度反向运行，达到硬极限位后转矩限为 40%，速度反馈为 0 且经过 H05-57 的检测时间。



【测试 2：正向转矩回原】：仅在上述回原的数据基础上修改 H13-30=-2(原点复归类型:正向转矩回原)，采集后台波形如下，电机先以 60RPM 速度正向运行，达到硬极限位后转矩限为 40%，速度反馈为 0 且经过 H05-57 的检测时间。

感谢大佬整理