S7-200 SMART PLC读取V90**值编码器数值

时间：2020-10-22作者：上海腾希电气技术有限公司浏览：753

S7-200 SMART PLC读取V90**值编码器数值

1.概况

SINAMICS V90是西门子推出的一款小型、高效便捷的伺服系统。它作为 SINAMICS 驱动系列家族的新成员，与SIMOTICS S-1FL6 伺服电机**结合，组成较佳的伺服驱动系统，实现位置控制、速度控制和扭矩控制。目前1FL6电机有两种编码器类型，即增量编码器类型及**值编码器类型。
西门子的小型自动化S7-200 SMART PLC可以控制V90驱动器，本文介绍如何实现SMART PLC读取1FL6伺服电机的**值编码器数值。
关于如何实现SMART PLC控制V90实现定位控制请参见《SIMATIC S7-200 SMART 系统手册》及《S7-200 SMART连接SINAMICS V90 实现位置控制》。

2.使用的硬件及软件

硬件

序号	设备名称	订货号
1	PS207电源 24 V DC/2.5 A	6EP1 332-1LA00
2	SIMATIC S7-200 SMART CPU ST60	6ES7288-1ST60-0AA0
3	V90驱动器	6SL3210-5FE10-4UA0
4	伺服电机	1FL6042-1AF61-0LG1
5	V90 动力电缆 (含接头)	6FX3002-5CL01-1AD0
6	伺服电机编码器电缆 (含接头，用于**值编码器)	6FX3002-2DB10-1AD0
7	V90 控制信号电缆（含 50 针接头及 1m 电缆线）	6SL3260-4NA00-1VB0
8	SIMATIC Field PG M3	6ES7715-1BB23-0AA1
9	Mini USB电缆

软件

序号	说  明
1	Window 7 旗舰版 32位
2	STEP 7-Micro/WIN SMART 编程软件
3	SINAMICS_V-ASSISTANT

3.实现方法

 3.1概述

如图1，使用PG通过标准mini USB电缆与V90连接，打开SINAMICS V—ASSITANT软件设置驱动器的参数。

图1 PG与V90连接
如图2所示，PLC通过V90上的RS485通讯读取编码器调整状态并且通过V90的数字量输出检查V90的驱动器状态，判断**位置是否有效。如果V90的DO1=1,DO2=0和DO3=1且r2507=3,这意味着PLC可以有效地读取编码器的**位置，此时可以通过RS485 USS通讯读取**位置(r2521[0]),否则r2521是无效的。PLC可以通过数字量输出报警或面板来提示用户当前r2521无效。读取r2521值后,PLC可以通过PTI方式输出脉冲给驱动器执行相应的运动控制。     

图2 PLC与V90系统连接图

3.2实现步骤

根据SIMATIC S7-200 SMART CPU ST60的运动控制功能信号分配和V90端子定义进行接线（详见《SINAMICS V90 OPI操作手册》）；使用SINAMICS_V-ASSISTANT对SINAMICS V90进行参数设置以及对电机的**值编码器进行调试；使用STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件对CPU ST60进行组态和参数化，操作步骤如表1所示。
表1.操作步骤

步骤	内容
1	接线
2	进行外部脉冲位置控制模式（PTI）下的系统调试
3	STEP 7-Micro/WIN SMART连接S7-200 SMART
4	组态运动轴
5	组态轴工艺对象的参数
6	下载到PLC
7	用轴控制面板调试轴
8	编程
9	下载到PLC
10	试运行

3.3接线

S7-200 SMART与V90的485通讯连接：
SINAMICS V90 伺服驱动通过 RS485 接口（X12）使用 USS 协议与 PLC RS485（端口 0） 进行通讯，接线如图3所示。

图3  S7-200 SMART CPU 与V90通讯线连接


S7-200 SMART通过PTI方式控制V90定位的控制信号接线如图4所示：

图4  S7-200 SMART CPU 与V90控制信号连接

3.4 伺服驱动器的参数

3.4.1 位置控制相关的参数
按照表2所示对伺服驱动器的位置控制相关的参数进行设置
表2.V90 位置控制参数

参数	说明	设置
P29003	控制模式设定为PTI	P29003 = 0
P29250	使能PTI **位置模式	P29250 = 1
P29010~P29014	PTI控制模式下的相关参数	根据实际条件设置
P29012 P29013 P29247~P29249	位置控制相关的参数 P29012 P29013是电子齿轮比	根据实际条件设置

3.4.2 USS通讯相关的参数
按照表3所示对伺服驱动器的USS通讯相关的参数进行设置
表3. V90 USS通讯参数

参数	说明	设置
USS波特率	USS 波特率8(38400bits/s)	缺省值
P29004	USS 地址	0-31
PKW/PZD	USS PZD/PKW 长度为0/4	缺省值

注意：
PLC的 RS485接口的波特率和驱动器USS地址要求与V90一致, 因此， 需要对V90里的参数P29004设置一致的USS地址。并且V90 USS RS485端口的波特率设置为38400bits/s，报文长度为4个PKW和0个PZD的USS协议。

3.5 PLC组态及编程

在PLC的编程软件中组态运动轴，详细步骤参见《SIMATIC S7-200 SMART系统手册》，注意在组态轴工艺对象的参数中需启用从驱动器里读取1FL6伺服电机**值编码器的位置，如图5所示。

图5  启用从驱动器里读取1FL6伺服电机**值编码器的位置
在PLC中编程如表4所示：

表4. PLC编程

启用和初始化运动轴：执行AXISx_CTRL 。

使用手动模式运行轴运动：执行AXISx_MAN，输入RUN、JOG_P 或 JOG_N之一，使轴速度或位置点动运行。

 

通过 SINAMICS V90 伺服驱动器读取**位置值： –执行AXIS0_ABSPOS –把伺服驱动器返回的当前**位置放到VD326里

总结:

ABSPOS指令用途:

AXISx_ABSPOS 指令用于读取SINAMICS V90 伺服驱动器**值编码器数值。读取**位置值的目的是为了更新运动轴中的当前位置值。
SINAMICS V90 伺服驱动器与安装了**值编码器的 SIMOTICS-1FL6 伺服电机结合使用时，支持此功能。

ABSPOS指令D_POS:

AXISx_ABSPOS 指令的D_Pos 输出，指示SINAMICS V90 伺服驱动器**值编码器数值，该数值只在AXISx_ABSPOS 指令的完成位=1时有效，
为了保证D_Pos读数的稳定值，需要采用完成位的上升沿转移该数值。该数值显示方式因为运动控制组态向导不同而显示不同。如下所示:

（1）、测量系统选择：工程单位


如果测量系统选择为“工程单位”，则AXISx_ABSPOS.D_Pos的计算公式如下：

AXISx_ABSPOS.D_Pos  ，数据类型为real 。
其中：r2521显示V90 的编码器实际位置值，r2521正确显示必须先将V90驱动器ABS。
 注：上边公式的假设条件为P29247 = 2^20=1048576, P29248 = 1, P29249 = 1

（2）、测量系统选择：相对脉冲
如果测量系统选择为“相对脉冲”，则AXISx_ABSPOS.D_Pos的计算公式如下：
AXISx_ABSPOS.D_Pos  ，数据类型为DINT。

SINAMICS V90手册链接：V90手册

 


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• 词条

  词条说明

• 显示已组态拓扑的图形视图

  显示已组态拓扑的图形视图将显示哪些内容？在已组态拓扑的图形视图中将显示以下内容：已组态的 PROFINET 设备和无源以太网组件及其端口带有非以太网组件的已组态站（当该站中至少有一个以太网组件时）端口之间的已组态互连显示类型拓扑视图和网络视图的图形视图的显示方式非常相似：与设备视图相比，它简化了组件的显示。端口之间的互连以水平线和垂直线进行显示。 如果工具快换装置端口与其可能的伙伴端口之间进行互连

• 连接相关的自动防火墙规则

  连接相关的自动防火墙规则含义对于使用 CP 组态的连接，STEP 7 会自动创建防火墙规则，允许在*方向（CP 主动/被动）上与 CP 的伙伴进行通信。同时会考虑连接建立方向。要在启用了高级防火墙模式时显示这些防火墙规则，需要单击“更新连接规则”(Update connection rules) 按钮。随后，会在高级防火墙模式下显示防火墙规则。提示手动释放 UDP 组播连接不会为 UDP 组播连

• 自定义 IO 设备在程序中的排列

  自定义 IO 设备在程序中的排列要求CPU S7-1500 FW V1.7 及以上版本作为 IO 控制器。至少一个伙伴端口组态为“由用户程序设置伙伴”(Partner set by user program)。已经考虑了建立和运行标准机器项目的规则。步骤操作步骤与激活可选 IO 设备的步骤相对应。要对端口进行程控分配，只有数据记录的结构必须扩展。 下面介绍了这种扩展。示例： 用于分配伙伴端口的数据

• Web PLC 程序结构

  PLC 程序结构用户程序必须调用“ WWW”指令以使 Web 应用程序（如用户自定义 Web 页面）可供标准 Web 页面上的 CPU 使用，并允许在该位置进行调用。由源文件生成的 Web Control DB 是“WWW”指令的输入参数 (CTRL_DB)。 Web Control DB 引用在片段 DB 中编码的用户自定义 Web 页面的内容，随后接收状态和控制信息。在启动程序中调用指令“WW