S7-200 SMART控制V90伺服

時間：2020-09-02

作者：上海騰希電氣技術有限公司

S7-200 SMART CPU 集成點較多支持三個單軸控制，其組態(tài)方式與S7-200的EM253類似，S7-200 SMART CPU 目前未提供單獨的運動控制模塊。S7-200 SMART CPU 運動控制提供以下功能：

? 提供高速脈沖輸出,頻率從每秒20個脈沖到每秒100 000個脈沖。

? 支持急停(S曲線)或線性加速及減速。

? 提供可組態(tài)的測量系統(tǒng)，輸入數(shù)據(jù)時既可以使用工程單位（如英寸或厘米），也可以使用脈沖數(shù)。

? 提供可組態(tài)的反沖補償。

? 支持**、相對、速度和手動控制方式。

? 提供多達32個移動曲線，每個曲線較多可有16種速度。

? 提供四種不同的參考點搜索模式，每種模式都可對起始的尋找方向和較終的接近方向進行選擇。

? 提供 SINAMICS V90驅(qū)動器的相關支持。

使用 STEP7-Micro/ WIN SMART 可以創(chuàng)建運動軸所使用的全部組態(tài)。這些組態(tài)和程序塊需要一起下載到CPU中。

S7-200 SMART CPU 的運動控制能夠?qū)崿F(xiàn)主動尋找參考點功能，**運動功能，相對運動功能，單、雙速連續(xù)旋轉(zhuǎn)功能，速度可變功能（依靠 AXISX_MAN指令實現(xiàn)）及曲線功能。所有的軸功能都是單軸開環(huán)控制，系統(tǒng)不提供軸與軸之間的耦合及軸的閉環(huán)控制，如果有這方面需求，則用戶需要自己搭建功能，但較終的應用效果要根據(jù)實際環(huán)境驗證，西門子無法提供保證。

運動控制向?qū)ЫM態(tài)

選擇要組態(tài)的軸，用戶可在需要激活的軸前打勾，S7-200 SMART CPU 提供3個軸資源用于運動控制。

測量系統(tǒng)組態(tài)

對應項的含義如下所述：

1）選擇測量系統(tǒng)可選擇“工程單位”或是“相對脈沖”，如果選擇“相對脈沖”則沒有下面選項的設置。

2）當選擇“工程單位”時，需要設置電機旋轉(zhuǎn)一周所需脈沖數(shù)。此參數(shù)的確定要與伺服中的設置匹配，如電子齒輪比。

3）當選擇工程單位時所用的單位。

4）當選擇工程單位時,電機每轉(zhuǎn)一周負載軸的實際位移。

方向控制組態(tài)

對應項的含義如下所述：

1）選擇脈沖輸出的形式，分為單相（脈沖+方向）、雙相、正交與單相（僅脈沖）：

選擇單相（脈沖+方向），向?qū)镾7-200 SMART分配兩個輸出點，一個點用于脈沖輸出，一個點用于控制方向。

選擇雙相，向?qū)镾7-200 SMART分配兩個輸出點，一個點用于發(fā)送正向脈沖，一個點用于發(fā)送負向脈沖。

選擇正交，向?qū)镾7-200 SMART分配兩個輸出點，一個點發(fā)送A相脈沖，一個點發(fā)送B相，AB相脈沖之間相位相差為90°。

選擇單相（僅脈沖），向?qū)镾7-200 SMART分配一個輸出點，此點用于脈沖輸出。S7-200 SMART的運動控制功能不再控制方向，方向可由用戶自己編程控制

2）該波形圖是與選擇的輸出形式對應的示意圖。

LMT限位點組態(tài)

對應項的含義如下所述：

1）選擇是否激活正向限位及選擇正向限位點。

2）選擇軸碰到限位開關時的停止方式：立即停止或減速停止。

3）選擇激活正向限位的電平狀態(tài)，上限為高電平有效，下限為低電平有效。

△注意：7-200 SMART CPU只提供硬件限位，不提供軟件限位。

RPS參考點組態(tài)

選擇是否激活參考點功能及使用哪個點作為參考點，并選擇激活參考點的電平狀態(tài)，上限為高電平有效，下限為低電平有效。參考點的設置為使用**運動的前提條件。

ZP零脈沖組態(tài)

選擇是否激活編碼器零脈沖信號及選擇哪個點作為輸入。此點需要與相應的回零模式配合使用，使用此種方式，可以實現(xiàn)較精確的參考點定位。ZP信號輸入點都為固定的點，用戶無法自由選擇輸入點用于ZP的輸入信號，所以若要使用此功能，需要提前規(guī)劃好輸入點分配。

STP停止點組態(tài)

對應項的含義如下所述：

1）選擇是否激活STP及將哪個點作為STP。STP是除硬件限位外一能實現(xiàn)急停的輸入點。

2）選擇激活STP，并選擇是減速停止還是立即停止。

3）選擇STP信號的觸發(fā)方式，電平觸發(fā)或沿觸發(fā)。

選擇電平觸發(fā)時，只要STP信號輸入有效，運動便會停止

選擇邊沿觸發(fā)時，只有當STP從無效變?yōu)橛行r，運動才會停止。運動停止后，可發(fā)出新的運動命令。

4）選擇有效的激活電平，上限為高電平有效，下限為低電平有效。

TRIG曲線停止功能組態(tài)

對應項的含義如下所述：

1）選擇是否激活TRIG及使用哪個點作為TRIG輸入點。此功能用于運行包絡的項目中，可用于停止包絡。

2）選擇激活TRIG的有效電平，上限為高電平有效，下限為低電平有效。

DIS驅(qū)動器禁用/啟用功能組態(tài)

選擇是否激活DIS。DIS是伺服驅(qū)動器的使能信號，組態(tài)中只能使用系統(tǒng)分配的點，無法選擇其他點，如果需要使用此功能,要提前規(guī)劃好輸出點的分配。

軸0的DIS始終組態(tài)為Q0.4。

軸1的DIS始終組態(tài)為Q0.5。

軸2的DIS始終組態(tài)為Q0.6。

電機速度組態(tài)

對應項的含義如下所述：

1）電機的較大速度，電機扭矩范圍內(nèi)系統(tǒng)較大的運行速度。

2）電機的較小速度，此數(shù)值根據(jù)較大速度由系統(tǒng)自動計算給定。

3）啟動/停止速度，能夠驅(qū)動負載的較小轉(zhuǎn)矩對應速度，此數(shù)值建議參照電機的扭矩轉(zhuǎn)速曲線圖，并根據(jù)機械負載折合到電機軸的扭矩計算得出。如果不方便計算也可以考慮按較大速度( MAX_SPEED)值的5%~15%設定。如果 SS_SPEED數(shù)值過低，電機和負載在運動的開始和結束可能會搖擺或顫動。如果 SS_SPEED數(shù)值過高，電機會在啟動時丟失脈沖，并且負載在試圖停止時會使電機**速。

點動功能組態(tài)

對應項的含義如下所述：

1）點動時的速度。

2）點動時間小于0.5s時所執(zhí)行的位移。

點動一般用于手動調(diào)整，其速度的設置要根據(jù)現(xiàn)場的需求決定。增量設置則可以定義點動的較小運行距離,其數(shù)值一般取決于手動微調(diào)的較小幅度。

電機時間組態(tài)

對應項的含義如下所述：

1）定義軸的加速時間，默認值為1000ms。

2）定義軸的減速時間，默認值為1000ms。

這兩個參數(shù)需要根據(jù)工藝要求及實際的生產(chǎn)機械測試得出。如果需要系統(tǒng)有較高的響應特性，則將加減速時間減小。測試時在保證安全的前提下建議逐漸減小此值,直到電機出現(xiàn)輕微抖動時,基本就達到此系統(tǒng)加減速的極限。除此之外，還需要注意與CPU連接的伺服驅(qū)動器的加減速時間設置，向?qū)е械脑O置只是定義了CPU輸出脈沖的加減速時間，如果希望使用此加減速時間作為整個系統(tǒng)的加減速時間，則可以考慮將驅(qū)動器的加減速時間設為較小，以盡快響應CPU輸出脈沖的頻率變化。

S曲線時間組態(tài)

S曲線功能可對頻率突變部分進行圓滑處理，以減小設備抖動，得到較好的動態(tài)效果。在某些應用中，對機械抖動有較高要求，而頻率突變的部分很*導致抖動，S曲線功能則可以在加速的初始與結束階段，通過修改加速度使速度曲線在頻率突變部分較為圓滑以起到減小抖動的作用。

反沖補償組態(tài)

反沖補償是用于軸在反轉(zhuǎn)時對機械磨損的補償，如果是齒輪驅(qū)動的設備，在反轉(zhuǎn)時會出現(xiàn)由于磨損而導致的間隙，則可以在此處設置補償脈沖，以提高定位精度。

尋參速度、方向組態(tài)

對應項的含義如下所述：

1）設定尋找參考點速度的高速。

2）設定尋找參考點速度的低速。

3）尋找參考點的起始方向。

4）尋找參考點的逼近方向。

此處參考點的設置為主動尋找參考點，即觸發(fā)尋參功能后，軸會按照預先確定的搜索順序執(zhí)行參考點搜索。首先軸將按照 RP_SEEK_DIR設定的方向以 RP_FAST設定的速度運行，在碰到RP參考點后會減速至RP_SLOW設定的速度，最后根據(jù)設定的尋參模式以RP_APPR_DIR設定的方向逼近RPS。

尋參偏移量組態(tài)

此處可進行參考點偏移量設置，此功能典型應用場景為：當實際的參考點位置不方便進行機械安裝時，可以將參考點裝置安裝在其他位置，然后使用參考點偏移功能實現(xiàn)較終的參考點定位。

尋參搜索順序組態(tài)

尋參的搜索模式選擇共有4種，這4種模式都為主動尋參模式。

? 模式1：將RP定位在左右極限之間,RPS區(qū)域的一側(cè)。

? 模式2：將RP定位在RPS輸入有效區(qū)的中心。

? 模式3：將RP定位在**出RPS輸入有效區(qū)的一個*數(shù)目的零脈沖(ZP)處。

? 模式4：將RP定位在RPS輸入有效區(qū)內(nèi)的一個*數(shù)目的零脈沖(ZP)處。

讀取驅(qū)動器位置組態(tài)

選擇激活 AXISX_ABPOS指令，此指令以通信的方式讀取V90的**值編碼器數(shù)值，僅支持使用**值編碼器的V90驅(qū)動器且不支持實時位置讀取。

曲線功能激活

運動控制向?qū)н€提供曲線功能，此功能允許用戶提前設置好運動距離及運動速度，對于運動路線、速度固定的工藝可以快速組態(tài)。曲線由多個步組成，每一步包含一個達到目標速度的加速/減速過程和以目標速度勻速運行的一串固定數(shù)量的脈沖。如果是單步運動或者是多步運動的最后一步，還應該包括一個由目標速度到停止的減速過程。每個運動軸較多支持32條曲線。

曲線運行模式組態(tài)

選擇曲線中的運行模式，分為**位置、相對位置、單速連續(xù)旋轉(zhuǎn)、雙速連續(xù)旋轉(zhuǎn)。在**位置或相對位置模式，向?qū)У那€功能只支持單向運動，不能出現(xiàn)使軸反向的組態(tài)。

存儲器分配

由于向?qū)ЫM態(tài)后會占用V存儲區(qū)空間，因此用戶需要特別注意，此連續(xù)數(shù)據(jù)區(qū)不能被其他程序使用。默認地址從VB0開始。

組件選擇組態(tài)

向?qū)渲媒Y束后，在指令清單中如果不想選擇某項或某幾項，可將其右側(cè)復選框中的勾去掉，最后在生成子程序時就不會出現(xiàn)上述指令，從而可減小向?qū)д加肰存儲區(qū)的空間。

向?qū)/O映射

向?qū)ЫY束后，用戶可以在此查看組態(tài)的功能分別對應哪些輸入/輸出點，并據(jù)此安排程序與實際接線。由于向?qū)ЫM態(tài)完成后會占用V存儲區(qū)空間，用戶需要特別注意此連續(xù)數(shù)據(jù)區(qū)不能被其他程序使用。

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詞條
詞條說明
I/O 數(shù)據(jù)區(qū) 評估值狀態(tài)
評估值狀態(tài)簡介值狀態(tài)（QI，質(zhì)量信息）是指通過過程映像輸入 (PII) 供用戶程序使用的 I/O 通道診斷信息。值狀態(tài)與用戶數(shù)據(jù)同步傳送。值狀態(tài)的每個位均*給一個通道，并提供有關值有效性的信息（0 = 值不正確）。例如，如果數(shù)字輸入發(fā)生斷路，用戶數(shù)據(jù)信號邏輯上應為“0”。由于診斷到斷路情況，模塊還將值狀態(tài)中的相關位設置為 0，這表示用戶可以通過查詢值狀態(tài)來確定值無效。過程映像輸入中值狀態(tài)字節(jié)的分
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