西門子S7-200 SMART 小型可編程控制器

西門子S7-200 SMART 小型可編程控制器

6ES7288-1SR30-0AA0 SIMATIC S7-200 SMART，CPU SR30， 標準 CPU，AC/DC/繼電器， 機載 I/O： 18 個 24V DC 數(shù)字輸入；12 DO 繼電器 2A； 電源：交流 47-63Hz 時 85-264V AC， 程序存儲器/數(shù)據(jù)存儲器 30 KB

調(diào)試

控制模式

“PTI”模式是允許通過外部脈沖串控制移動速度和距離的驅(qū)動器控制模式設(shè)置。 V90 伺服驅(qū)動器的默認控制模式為基本“PTI”模式，但您可以通過讀取參數(shù)“p29003”的值并驗證值是否為“0”來檢查模式設(shè)置。 可以將復(fù)合控制模式（PTI/S 和 PTI/T）與 S7?200 SMART CPU 的脈沖串輸出配合使用。 這屬于高級功能，不在本文檔的范圍內(nèi)。 要獲得這些功能的幫助，請參見 SINAMICS V90/SIMOTICS S-1FL6 操作說明文檔。

設(shè)定值脈沖輸入通道

要正確操作 S7?200 SMART CPU 的數(shù)字量輸出，必須為 V90 伺服驅(qū)動器中的設(shè)定值脈沖輸入通道參數(shù)選擇“24V 單端脈沖串輸入”設(shè)置（參數(shù)“p29014”= 1）。

設(shè)定值脈沖串輸入格式

確保 CPU 的運動軸輸出相位和極性設(shè)置（在 STEP 7?Micro/WIN SMART 運動控制向?qū)У?ldquo;方向控制”(Directional Control) 中建立）與 V90 伺服驅(qū)動器的設(shè)定值脈沖串輸入格式設(shè)置（參數(shù)“p29010”）一致。

通用工程單位基礎(chǔ)

當(dāng)使用 S7?200 SMART CPU 上的運動軸控制伺服電機的移動速度和距離時，必須在運動軸 (CPU) 與驅(qū)動器之間建立通用工程單位定義。

下圖顯示了運動系統(tǒng)的元素：

要在 CPU 和伺服驅(qū)動器之間建立通用工程單位定義，必須在調(diào)試系統(tǒng)時考慮以下運動系統(tǒng)變量：

• 電子齒輪傳動： 在 V90 伺服驅(qū)動器中，“a”和“b”值決定了驅(qū)動器的電子齒輪傳動比，該功能允許對 CPU 發(fā)出的脈沖串進行頻率轉(zhuǎn)換。 由于 S7?200 SMART CPU 中的運動軸發(fā)出的大脈沖頻率為 100 kHz，而安裝了編碼器的 SIMOTICS S-1FL6 伺服電機的編碼器精度為每轉(zhuǎn) 2^20 個脈沖，因此，在許多應(yīng)用中使用驅(qū)動器的電子齒輪傳動功能很有可能實現(xiàn)更高的電機速度。 例如，要實現(xiàn)比提供給驅(qū)動器的 CPU 脈沖串頻率高 10 倍的伺服驅(qū)動器設(shè)定值脈沖頻率，必須將電子齒輪傳動比設(shè)置為“10:1”。

  在 V90 伺服驅(qū)動器中，設(shè)置參數(shù)“p29012[0]”用于建立電子齒輪傳動比的分子（“a”），而設(shè)置參數(shù)“p29013”用于建立傳動比的分母（“b”）。 此外，使用電子齒輪傳動時，還需將參數(shù)“p29011”的值設(shè)置為“0”。 V90 伺服驅(qū)動器中電子齒輪傳動比 (a/b) 的有效范圍介于“0.02”和“200”之間。

  有關(guān)更多信息，請參見 SINAMICS V90/SIMOTICS S-1FL6 操作說明文檔的“電子齒輪傳動比”部分。

• 機械因數(shù)： “m”和“n”值建立了負載轉(zhuǎn)數(shù)與電機轉(zhuǎn)數(shù)之間的機械關(guān)系，在使用齒輪傳動機制時適用。 當(dāng) V90 伺服驅(qū)動器處于“PTI”控制模式時，其內(nèi)部機械齒輪傳動比參數(shù)固定為 1:1，但在為運動軸建立正確的工程單位轉(zhuǎn)換因數(shù)時，實際“m”和“n”值非常重要，如下所示。

  “c”值用于建立負載位移（使用工程單位）與負載轉(zhuǎn)數(shù)之間的關(guān)系。 “負載每轉(zhuǎn)移動 20 cm”和“負載每轉(zhuǎn)移動 360 度”是該轉(zhuǎn)換因數(shù)的示例。

• 編碼器精度： “r”值是伺服電機中編碼器的精度。 如上所述，安裝了編碼器的 SIMOTICS S-1FL6 伺服電機的編碼器精度為每轉(zhuǎn) 2^20 個脈沖或“1048576”。 當(dāng) V90 伺服驅(qū)動器與包含編碼器的電機配對時，驅(qū)動器將自動檢測編碼器類型并獲取其精度。 但在程序中，必須在 AXISx_ABSPOS 子例程的“Res”輸入?yún)?shù)中此精度值，同時還要在如下所示的其中一個工程單位轉(zhuǎn)換因數(shù)計算中該值。
• 運動控制向?qū)е械臏y量系統(tǒng)設(shè)置： 使用 STEP 7?Micro/WIN SMART 運動控制向?qū)ЫM態(tài) CPU 運動軸的測量系統(tǒng)時，必須三個轉(zhuǎn)換設(shè)置。 個設(shè)置用于將 CPU 脈沖與電機轉(zhuǎn)數(shù)相關(guān)聯(lián)，第二個設(shè)置用于建立基本工程單位的名稱，第三個設(shè)置用于將電機轉(zhuǎn)數(shù)與負載位移相關(guān)聯(lián)：

  

  • - 設(shè)置 #1： “電機一次旋轉(zhuǎn)所需的脈沖數(shù)”(Number of pulses required for one motor revolution)： 此設(shè)置用于定義 CPU 脈沖與電機轉(zhuǎn)數(shù)之間的關(guān)系。 計算此設(shè)置正確值的相應(yīng)公式為：

    (1) 電機一次旋轉(zhuǎn)所需的脈沖數(shù) = r * (b / a)

    其中，“r”= 編碼器精度，用電機每轉(zhuǎn)的編碼器脈沖數(shù)表示；
    “a”和“b”= 電子齒輪傳動 (E-gear) 比參數(shù)（“a”= V90 參數(shù)“p29012[0]”的值，“b”= V90 參數(shù)“p29013”的值）

    例如，如果所需的 E-gear 比為 128:1，并且電機的編碼器精度為 2^20 或 1048576，則：

    “電機一次旋轉(zhuǎn)所需的脈沖數(shù)”= 1048576 * (1 / 128) = 8192

  • - 設(shè)置 #2： “測量的基本單位”(Base unit of measurement)： 此設(shè)置用于建立在整個運動控制向?qū)е兴俣群途嚯x設(shè)置的基本工程單位名稱。 為避免混淆，所選單位應(yīng)與負載的相關(guān)工程單位匹配。 例如，如果負載位移和速度用“cm”和“cm/s”表示，則此設(shè)置也應(yīng)選擇“cm”。
  • - 設(shè)置 #3： “電機一次旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生多少‘xxx’的運動？”(One motor revolution produces how many "xxx" of motion?)： 此設(shè)置用于定義電機轉(zhuǎn)數(shù)與負載位移（采用定義的工程單位，如 cm 和度）之間的關(guān)系。 計算此設(shè)置正確值的相應(yīng)公式為：

    (2) 電機一次旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生多少“xxx”的運動 = c * (m / n)

    其中，“c”= 負載每轉(zhuǎn)的位移（采用定義的工程單位），
    “m/n”= 外部齒輪傳動比（以電機每轉(zhuǎn)的負載轉(zhuǎn)數(shù)表示）

    例如，如果機械齒輪傳動比為 1:2，負載每轉(zhuǎn)的位移為 10 cm，則：

    “電機一次旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生多少 cm 的運動”= 10 * (1 / 2) = 5

重要事項

• 不要從中斷例程或中斷例程調(diào)用的子例程中調(diào)用 AXISx_ABSPOS 子例程。
• 如果在 CPU 項目中已組態(tài)多個運動軸，請確保在對任何軸執(zhí)行個 AXISx_ABSPOS 子例程之前，已對所有軸執(zhí)行 AXISx_CTRL 子例程。 AXISx_CTRL 子例程包含的代碼可對程序中 AXISx_ABSPOS 子例程的所有實例所共用的 V 存儲區(qū)進行初始化，以管理與伺服驅(qū)動器的通信。

調(diào)試

控制模式

“PTI”模式是允許通過外部脈沖串控制移動速度和距離的驅(qū)動器控制模式設(shè)置。 V90 伺服驅(qū)動器的默認控制模式為基本“PTI”模式，但您可以通過讀取參數(shù)“p29003”的值并驗證值是否為“0”來檢查模式設(shè)置。 可以將復(fù)合控制模式（PTI/S 和 PTI/T）與 S7?200 SMART CPU 的脈沖串輸出配合使用。 這屬于高級功能，不在本文檔的范圍內(nèi)。 要獲得這些功能的幫助，請參見 SINAMICS V90/SIMOTICS S-1FL6 操作說明文檔。

設(shè)定值脈沖輸入通道

要正確操作 S7?200 SMART CPU 的數(shù)字量輸出，必須為 V90 伺服驅(qū)動器中的設(shè)定值脈沖輸入通道參數(shù)選擇“24V 單端脈沖串輸入”設(shè)置（參數(shù)“p29014”= 1）。

設(shè)定值脈沖串輸入格式

確保 CPU 的運動軸輸出相位和極性設(shè)置（在 STEP 7?Micro/WIN SMART 運動控制向?qū)У?ldquo;方向控制”(Directional Control) 中建立）與 V90 伺服驅(qū)動器的設(shè)定值脈沖串輸入格式設(shè)置（參數(shù)“p29010”）一致。

通用工程單位基礎(chǔ)

當(dāng)使用 S7?200 SMART CPU 上的運動軸控制伺服電機的移動速度和距離時，必須在運動軸 (CPU) 與驅(qū)動器之間建立通用工程單位定義。

下圖顯示了運動系統(tǒng)的元素：

要在 CPU 和伺服驅(qū)動器之間建立通用工程單位定義，必須在調(diào)試系統(tǒng)時考慮以下運動系統(tǒng)變量：

• 電子齒輪傳動： 在 V90 伺服驅(qū)動器中，“a”和“b”值決定了驅(qū)動器的電子齒輪傳動比，該功能允許對 CPU 發(fā)出的脈沖串進行頻率轉(zhuǎn)換。 由于 S7?200 SMART CPU 中的運動軸發(fā)出的大脈沖頻率為 100 kHz，而安裝了編碼器的 SIMOTICS S-1FL6 伺服電機的編碼器精度為每轉(zhuǎn) 2^20 個脈沖，因此，在許多應(yīng)用中使用驅(qū)動器的電子齒輪傳動功能很有可能實現(xiàn)更高的電機速度。 例如，要實現(xiàn)比提供給驅(qū)動器的 CPU 脈沖串頻率高 10 倍的伺服驅(qū)動器設(shè)定值脈沖頻率，必須將電子齒輪傳動比設(shè)置為“10:1”。

  在 V90 伺服驅(qū)動器中，設(shè)置參數(shù)“p29012[0]”用于建立電子齒輪傳動比的分子（“a”），而設(shè)置參數(shù)“p29013”用于建立傳動比的分母（“b”）。 此外，使用電子齒輪傳動時，還需將參數(shù)“p29011”的值設(shè)置為“0”。 V90 伺服驅(qū)動器中電子齒輪傳動比 (a/b) 的有效范圍介于“0.02”和“200”之間。

  有關(guān)更多信息，請參見 SINAMICS V90/SIMOTICS S-1FL6 操作說明文檔的“電子齒輪傳動比”部分。

• 機械因數(shù)： “m”和“n”值建立了負載轉(zhuǎn)數(shù)與電機轉(zhuǎn)數(shù)之間的機械關(guān)系，在使用齒輪傳動機制時適用。 當(dāng) V90 伺服驅(qū)動器處于“PTI”控制模式時，其內(nèi)部機械齒輪傳動比參數(shù)固定為 1:1，但在為運動軸建立正確的工程單位轉(zhuǎn)換因數(shù)時，實際“m”和“n”值非常重要，如下所示。

  “c”值用于建立負載位移（使用工程單位）與負載轉(zhuǎn)數(shù)之間的關(guān)系。 “負載每轉(zhuǎn)移動 20 cm”和“負載每轉(zhuǎn)移動 360 度”是該轉(zhuǎn)換因數(shù)的示例。

• 編碼器精度： “r”值是伺服電機中編碼器的精度。 如上所述，安裝了編碼器的 SIMOTICS S-1FL6 伺服電機的編碼器精度為每轉(zhuǎn) 2^20 個脈沖或“1048576”。 當(dāng) V90 伺服驅(qū)動器與包含編碼器的電機配對時，驅(qū)動器將自動檢測編碼器類型并獲取其精度。 但在程序中，必須在 AXISx_ABSPOS 子例程的“Res”輸入?yún)?shù)中此精度值，同時還要在如下所示的其中一個工程單位轉(zhuǎn)換因數(shù)計算中該值。
• 運動控制向?qū)е械臏y量系統(tǒng)設(shè)置： 使用 STEP 7?Micro/WIN SMART 運動控制向?qū)ЫM態(tài) CPU 運動軸的測量系統(tǒng)時，必須三個轉(zhuǎn)換設(shè)置。 個設(shè)置用于將 CPU 脈沖與電機轉(zhuǎn)數(shù)相關(guān)聯(lián)，第二個設(shè)置用于建立基本工程單位的名稱，第三個設(shè)置用于將電機轉(zhuǎn)數(shù)與負載位移相關(guān)聯(lián)：

  

  • - 設(shè)置 #1： “電機一次旋轉(zhuǎn)所需的脈沖數(shù)”(Number of pulses required for one motor revolution)： 此設(shè)置用于定義 CPU 脈沖與電機轉(zhuǎn)數(shù)之間的關(guān)系。 計算此設(shè)置正確值的相應(yīng)公式為：

    (1) 電機一次旋轉(zhuǎn)所需的脈沖數(shù) = r * (b / a)

    其中，“r”= 編碼器精度，用電機每轉(zhuǎn)的編碼器脈沖數(shù)表示；
    “a”和“b”= 電子齒輪傳動 (E-gear) 比參數(shù)（“a”= V90 參數(shù)“p29012[0]”的值，“b”= V90 參數(shù)“p29013”的值）

    例如，如果所需的 E-gear 比為 128:1，并且電機的編碼器精度為 2^20 或 1048576，則：

    “電機一次旋轉(zhuǎn)所需的脈沖數(shù)”= 1048576 * (1 / 128) = 8192

  • - 設(shè)置 #2： “測量的基本單位”(Base unit of measurement)： 此設(shè)置用于建立在整個運動控制向?qū)е兴俣群途嚯x設(shè)置的基本工程單位名稱。 為避免混淆，所選單位應(yīng)與負載的相關(guān)工程單位匹配。 例如，如果負載位移和速度用“cm”和“cm/s”表示，則此設(shè)置也應(yīng)選擇“cm”。
  • - 設(shè)置 #3： “電機一次旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生多少‘xxx’的運動？”(One motor revolution produces how many "xxx" of motion?)： 此設(shè)置用于定義電機轉(zhuǎn)數(shù)與負載位移（采用定義的工程單位，如 cm 和度）之間的關(guān)系。 計算此設(shè)置正確值的相應(yīng)公式為：

    (2) 電機一次旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生多少“xxx”的運動 = c * (m / n)

    其中，“c”= 負載每轉(zhuǎn)的位移（采用定義的工程單位），
    “m/n”= 外部齒輪傳動比（以電機每轉(zhuǎn)的負載轉(zhuǎn)數(shù)表示）

    例如，如果機械齒輪傳動比為 1:2，負載每轉(zhuǎn)的位移為 10 cm，則：

    “電機一次旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生多少 cm 的運動”= 10 * (1 / 2) = 5

重要事項

• 不要從中斷例程或中斷例程調(diào)用的子例程中調(diào)用 AXISx_ABSPOS 子例程。
• 如果在 CPU 項目中已組態(tài)多個運動軸，請確保在對任何軸執(zhí)行個 AXISx_ABSPOS 子例程之前，已對所有軸執(zhí)行 AXISx_CTRL 子例程。 AXISx_CTRL 子例程包含的代碼可對程序中 AXISx_ABSPOS 子例程的所有實例所共用的 V 存儲區(qū)進行初始化，以管理與伺服驅(qū)動器的通信。

• 如果將運動軸測量系統(tǒng)組態(tài)為“相對脈沖”設(shè)置，而非“工程單位”設(shè)置，仍然可以使用 AXISx_ABSPOS 子例程通過 V90 伺服驅(qū)動器返回位置信息。 不過需要注意的是，子例程的“D_pos”參數(shù)中返回的位置值的類型為 DINT，并且是伺服驅(qū)動器報告的實際位置值（不對該值執(zhí)行工程單位轉(zhuǎn)換）。

• 如果將運動軸測量系統(tǒng)組態(tài)為“相對脈沖”設(shè)置，而非“工程單位”設(shè)置，仍然可以使用 AXISx_ABSPOS 子例程通過 V90 伺服驅(qū)動器返回位置信息。 不過需要注意的是，子例程的“D_pos”參數(shù)中返回的位置值的類型為 DINT，并且是伺服驅(qū)動器報告的實際位置值（不對該值執(zhí)行工程單位轉(zhuǎn)換）。

西門子S7-200 SMART 小型可編程控制器