西门子 6ES7195-7HA00-0XA0 西门子 6ES7195-7HA00-0XA0 西门子 6ES7195-7HA00-0XA0
SIMATIC DP,总线模块,用于 ET200M 用于安装一个 SV 和一个 IM153,用于牵拉和 插接功能,在 Run 运行过程中 包括总线模块盖板
长沙玥励自动化设备有限公司(西门子系统集成商)长期销售西门子S7-200/300/400/1200PLC、数控系统、变频器、人机界面、触摸屏、伺服、电机、西门子电缆等,并可提供西门子维修服务,欢迎来电垂询
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. 概述
西门子驱动装置(SIMOVERT MasterDrives VC,MicroMaster 4 以及SIMOREG DC Master)除了具有与驱动基本应用有关的功能外,还具有强大的通讯功能。驱动通讯可以分为三种方式:
• PROFIBUS DP协议
PROFIBUS DP和USS协议属于主/从通讯,需要有PLC作为主站,驱动装置作为从站。
USS协议的主要优点是,其接口集成在基本装置中,不需要额外费用;主要缺点是通讯速度慢,只有基本通讯功能(PKW+PZD),最多31个从站。
PROFIBUS DP协议的主要优点是,通讯速度快,除了基本功能之外还有一些附加功能(例如:非循环通讯,交叉通讯),站点数更多;主要缺点是需要另外购买作为选件的通讯模板(例如:CBP2或PROFIBUS模板)。
SIMOLINK协议(代替Peer to Peer协议)主要用来实现驱动装置与驱动装置之间的通讯。SIMOLINK协议也可以是主/从通讯,主站是S7-400(FM458+EXM448)或SIMADYN D。
这里我们主要介绍S7 PLC与驱动装置采用PROFIBUS DP协议进行通讯。
本文档只介绍STEP 7本身提供的功能。有关Drive ES的功能将根据需要在以后的文档中再做介绍。
(关于 DriveES,可以参加西门子自动化与驱动培训中心的培训课程D2403)
2. 必备条件
下面以S7-300 PLC与MasterDrives CUVC变频器的通讯为例:
主站:S7-300 CPU315-2DP可编程序控制器
装有STEP 7 V5.4 的PC机用于S7 CPU315-2DP的硬件组态与编程,通过MPI电缆与CPU315-2DP的MPI接口连接,用于硬件组态数据及程序的下载。CPU315-2DP的DP接口通过PROBIBUS 电缆与CUVC 变频器的CBP2 上的DP 接口连接,用于S7-300 与变频器的通讯。
网络连接如图1 所示。
3. 硬件组态
3.1. 新建项目
3.2. 插入一个S7-300 主站
接下来对该站进行硬件组态:从硬件组态目录中依次插入机架、电源、CPU,设置CPU上PROFIBUS DP 接口的网络参数(可采用缺省设置,即:地址2,最高地址126,波特率1.5 Mbps,协议DP)。如图4 所示。
按OK 键确认后得到主站的组态结果,如图5所示。
3.3 插入一个MASTERDRIVE 从站
从站路径为:PROFIBUS DP >
MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx 与MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 的区别是,前者只能按照PPO 类型选择报文结构(即CBP 功能:循环通讯),后者还能选择更多的报文结构,以配合CBP2 的一些扩展功能(DPV1功能)。
(关于CBP2 模板的报文结构参见下面第7 部分)
选择MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 作为从站,地址设成3。如图6 所示。
3.4. 在从站中插入“模板”
通常S7 传送到驱动装置的第1 个字是控制字,第2 个字是频率设定值;驱动装置传送到S7的第1 个字是状态字,第2 个字是频率实际值。这是最简单的应用。
(关于CBP2 模板的其他选项的含义参见下面第7 部分)
3.5 查看从站中“模板”的属性
属性中给出驱动装置占用S7-300 PLC 外设地址的情况,包括:输出/输入地址,长度,单位,连续性范围。这里除了地址之外,其他属性都是由PPO3 决定的,只能读,不能改写。
当字长不大于 2 或选择“以字为单位传送”时:用 MOVE 指令(L/T 指令)编程
4. 编程
根据前面的组态,由于输入/输出各占四个字节,可以使用两次MOVE 指令(L/T 指令)。由于程序简单,程序可以直接编写在OB1 中。数据从MB0 - MB3(即:MW0和MW2)写入驱动装置,从驱动装置读回的数据放入MB4 - MB7(即:MW4和MW6)。如图9所示。
传送到驱动装置的第1 个字(MW0)是控制字(控制指令):
1) 相应于第5部分参数设置,PLC 只控制驱动装置起/停。若要传送所有指令应设置:
传送到驱动装置的第2 个字(MW2)是频率设定值:
5. 参数设置
在驱动装置侧,驱动装置应处于可以运行的状态。为了实现与PLC 之间的通讯,以及从PLC 接收起/停指令和设定值,向PLC 传送状态字(驱动装置状态)和实际值,应如下更改参数:
参数设置可以通过操作面板PMU,也可以通过DriveMonitor 软件进行。
6. 测试
启动STEP 7的Monitor/Modify Variables 功能,填写变量。如图10 所示。
当控制字(Control Word1)为W#16#0400 时,驱动装置应显示O009,表示运行准备状态。将控制字从W#16#0400 改成W#16#0401 时,驱动装置起动。除了状态字(Status Word1)会发生变化外,速度实际值(Actual Value)也会逐渐上升,上升速度取决于参数P462.01 的数值,最后达到W#16#4000(50Hz)。状态字的含义如图11 所示。其中Bit 2 表示运行状态。将控制字改回W#16#0400 时,驱动装置首先减速,减速时间取决于P464.01 的数值,然后停止运行。
驱动装置起动后可以通过更改MW2 的数值更改速度。对应关系如下:
MW2 为整型,数值与频率之间是线性关系。负数用补码表示,对应反转。
7. CBP2的其他选项
在“3.3. 插入一个 MASTERDRIVES 从站”和“3.4. 在从站中插入模板”章节中我们看到,除了 PPO 类型选项外硬件组态目录中还有其他选项。如图 12 所示。
首先,我们也可以选择 MASTERDRIVES CBP 和 MASTERDRIVES CBP2 文件夹中的选项(参见图12)。这两个选项是随着 Drive ES 软件一起安装的,有关 Drive ES 的功能将根据需要在以后的文档中再做介绍。
(关于 DriveES,可以参加西门子自动化与驱动培训中心的培训课程D2403)
其次,MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 中的选项基本包括MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx 中的选项。事实上“options”下面的 PPO2 和PPO5 早已取代了上面的 PPO2 和 PPO5。那么什么是 PPO 呢?
PPO = Parameter - Process data - Object,即参数过程数据对象。它规定了 PLC 与驱动装置通讯时报文中有效数据的结构,符合 PROFIBUS 补充协议“variable-speed drives profile”。共有 PPO1 - PPO5 五种类型,如图 13 所示。
在 3.5. 节中我们曾查看过 PPO3 型从站中“模板”的属性,所有 PPO 类型从站中“模板”的连续性范围属性都是一样的,均为 Total length。由于 PPO3 总共只有 2 个字过程数据(PZD1 和 PZD2),所以我们仍然可以用 MOVE 指令(L/T 指令)编写程序;与此相同的还有 PPO1 中的过程数据。但如果选择 PPO2、4、5,过程数据(PKW)分别为6 个、6 个和 10 个,则需要编写 SFC14/15。对于 PPO1、2、5 中的参数数据(PKW)其属性连续性范围也为 Total length,也需要编写 SFC14/15。
SFC14/15 为系统功能,其用法参见 SFC14/15 的在线帮助。
在图 12 的硬件组态目录中,各选项含义如下:
1. Std. Telegram 1: 2/2 PZD:
2. Std. Telegram 2: 4/4 PZD:
3. PCS7 Telegram 352: 6/6 PZD:
4. PKW module:
5. PPO 1: 4 PKW, 2 PZD:
6. PPO 2: 4 PKW, 6 PZD:
7. PPO 3: 0 PKW, 2 PZD:
8. PPO 4: 0 PKW, 6 PZD:
9. PPO 5: 4 PKW, 10 PZD:
8. MM4 PROFIBUS模板的选项
MM420/430/440 变频器通过 PROFIBUS 模板实现 PROFIBUS-DP 通讯。PROFIBUS 模板与 CBP2 模板一样,既有基本功能(循环通讯),也有扩展功能(DPV1功能)。MM4 PROFIBUS 模板的选项如图 14 所示。前半段适合所有 3 种变频器,后半段仅适合 MM430 和 MM440。
在图 14 的硬件组态目录中,各选项含义如下:
1. Standard Telegram 1:
2. 4 PKW,2 PZD (PPO 1):
3. 0 PKW,2 PZD (PPO 3):
4. 4 PKW,4 PZD whole cons.:
5. 4 PKW,4 PZD word cons.:
6. 0 PKW,4 PZD whole cons.:
7. 0 PKW,4 PZD word cons.:
-- MM430/440 only:PZD > 4 -- 仅对 MM430/440:PZD 大于 4 个字
8. 4 PKW,6 PZD (PPO 2):
9. 4 PKW,6 PZD word cons.:
10. 0 PKW,6 PZD (PPO 4):
11. 0 PKW,6 PZD word cons.:
12. 4 PKW,8 PZD whole cons.:
13. 4 PKW,8 PZD word cons.:
14. 0 PKW,8 PZD whole cons.:
15. 0 PKW,8 PZD word cons.:
参数设置可以通过操作面板BOP/AOP,也可以通过 Starter 软件进行。
附加说明:
今后的发展趋势是取消 PPO 类型,代之以标准报文或自由组态。因为在 PPO 类型中不论是过程数据还是参数数据都采用循环方式传送。而参数数据是不需要采用循环方式访问的。
参数数据可以采用非循环方式访问(DPV1功能)。CBP2 模板和 MM4 PROFIBUS 模板既支持循环方式访问又支持非循环方式访问。非循环访问不需要组态,用 SFC58/59以读/写数据包的形式读/写参数。也可以调用 Drive ES SIMATIC 中的标准功能块,而且可以实现更复杂的功能,比如:同时读取或改写多个参数,甚至在 CPU 的 DB 块中对驱动装置的所有参数进行备份。新一代驱动装置 SINAMICS 只支持参数数据的非循环访问。
提示:CBP2 模板和 MM4 PROFIBUS 模板的一些扩展功能需要借助 Drive ES 软件实现。
附:
Drive ES软件的订货号:
Drive ES Basic V5.4 订货号:6SW1700-5JA00-4AA0
.液压伺服系统简介
1.1 液压伺服系统的组成
使用TCPU控制液压伺服系统时,TCPU就是该系统中的控制器;TCPU可以通过脉冲或者模拟量输出来控制比例换向阀的开度和方向从而控制液压缸的运动方向和速度;测量反馈系统可以由设备编码器或者模拟量信号通过IM174接口模板或模拟量输入模板将信号反馈给TCPU。
1.2 液压伺服系统与电气伺服系统区别
在 TCPU 中,补偿曲线可以由多种方法来确定,例如 S7T Config 中的 Trace 工具,根据输出不同的给定值和实际的速度值来确定差补点,将差补点的值以表格的方式添入到 Cam Disk (凸轮盘)中。
2.1 系统结构
2.2 硬件及软件要求
表 1. 硬件及软件要求
3.1 硬件组态
3.2 在 S7T Config 中配置液压轴
在“常规”(General) 选项卡中,选择“速度控制”(Speed control) 和“定位”(Positioning) 控制然后打开轴向导;
配置完液压轴的物理单位及模度后,进入到输入输出的配置界面,并选择其输出方式模拟量输出模板(图7 );
选择输出设备为模拟量输出模块,填入相应参数:
点击继续进入到位置反馈参数界面,填入使用的模拟量输入的地址(图 8):
点击继续,进入到位置反馈参数分配界面(图 9):
相关输入参数:
分配完所有参数,单击“完成”(Finish) 退出轴组态对话框。
3.3 建立补偿曲线凸轮盘
做好以上工作后,将 S7T-Config 存盘编译,并将组态好的轴和凸轮盘等工艺对象生成相应的工艺对象数据块,并下载到 TCPU。本例中工艺对象数据块对应为:
4.1 使用 FB 520 和 FB 521 自动获得补偿曲线
4.2 FB 520 和 FB 521 的功能介绍
4.2.1 FB 520 “GetCharacteristics”
4.2.2 FB 521 “WriteCamData”
由这两个功能块的结构图可以看出,其内部调用了很多S7-Tech里面的功能块,所以需要将这些功能块复制到当前的项目中来。而且,可以看到在FB520功能块内部已经调用了FB521,所以只要保证FB 521在项目中存在就可以了,不需要在程序中单独调用。表 2 为FB520,FB521所使用到的S7-Tech功能块:
表 2. 使用的 S7-Tech 功能块
4.2.3 FB520的管脚及其定义(图 13 及表 3):
表 3. FB 520 管脚定义
4.3 在OB1中调用FB520(图 14)
使用步骤:
4.4 FB 520 “GetCharacteristics” 的测量原理(图 15)
4.5 FB 520 “GetCharacteristics” 补偿曲线的写入过程(图 16):
4.6 FB 520 “GetCharacteristics” 执行时的基本步骤
4.7 FB 520 “GetCharacteristics” 的 42 种执行状态(图 17):
产品
商品编号(市售编号)
6ES7195-7HA00-0XA0
产品说明
SIMATIC DP,总线模块,用于 ET200M 用于安装一个 SV 和一个 IM153,用于牵拉和 插接功能,在 Run 运行过程中 包括总线模块盖板
产品家族
IM 153-1/153-2
产品生命周期 (PLM)
PM300:有效产品
价格数据
价格组 / 总部价格组
AL / 250
列表价(不含增值税)
显示价格
您的单价(不含增值税)
显示价格
金属系数
无
交付信息
出口管制规定
AL : N / ECCN : N
工厂生产时间
1 天
净重 (Kg)
0.103 Kg
产品尺寸 (W x L X H)
未提供
包装尺寸
10.30 x 10.30 x 6.90
包装尺寸单位的测量
CM
数量单位
1 件
包装数量
1
其他产品信息
EAN
4025515060192
UPC
662643115321
商品代码
85389091
LKZ_FDB/ CatalogID
ST76
产品组
4056
原产国
德国
Compliance with the substance restrictions according to RoHS directive
RoHS 合规开始日期: 2008.12.31
产品类别
A: 问题无关,即刻重复使用
电气和电子设备使用后的收回义务类别
没有电气和电子设备使用后回收的义务
分类
版本
分类
eClass
5.1
27-24-26-03
eClass
6
27-24-26-03
eClass
7.1
27-24-26-03
eClass
8
27-24-26-03
eClass
9
27-24-26-03
eClass
9.1
27-24-26-03
ETIM
4
EC001598
ETIM
5
EC001598
ETIM
6
EC001598
IDEA
4
3560
UNSPSC
14
32-15-17-03
UNSPSC
15
32-15-17-04
• USS协议
• SIMOLINK协议(一般用来代替Peer to Peer协议,实现从站到从站的通讯)
采用PROFIBUS DP协议通讯时,既可以利用STEP 7本身提供的功能,也可以使用TIA软件Drive ES。
从站:MasterDrives CUVC变频器 + CBP2 通讯模板
编程装置:PC + STEP 7 V5.4 + MPI接口(MPI Adapter 或CP5611卡)
图1:PC机、CPU315-2DP 与驱动装置的连接
在SIMATIC Manager 中新建一个项目,名称为Drives_Comm。如图2 所示。
图2:新建项目,名称为Drives_Comm
在项目名称Drives_Comm 下插入SIMATIC 300 Station,如图3 所示。
图3:在项目下插入一个S7-300 站
图4:设置CPU 上PROFIBUS DP 接口的参数
图5:主站的组态
在PROFIBUS(1): DP master system (1) 总线上挂上MasterDrives 从站。
SIMOVERT >
MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx 或
MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1
(关于MM4 PROFIBUS 模板的报文结构参见下面第8 部分)
图6:选择MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 作为3 号站
在驱动装置从站中插入类似于ET 200M 从站中的模板,以确定报文结构。
将右边窗口硬件目录中MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 下面的 PPO 3: 0PKW, 2PZD插入左下窗口中的第一行(Slot 1)。该选项共占两行。意思是:PPO类型3,即:0个字参数数据(又叫PKW),2 个字过程数据(又叫PZD)。参数数据用于PLC 读/写变频器的参数,过程数据用于PLC 控制和监视生产过程。0 个字参数数据表示PLC 不能读/写驱动装置的参数,参数数据也不占用S7 的外设地址;2 个字过程数据表示PLC 和驱动装置交换2 个字过程数据,各占用S7-300 PLC 四个字节的外设地址。地址范围是输入字节256 - 259,输出字节256 -259。如图7 所示。
(关于MM4 PROFIBUS 模板选项的含义参见下面第8 部分)
图7:驱动装置的输入/输出地址
双击左下窗口中的第二行(Slot 2),打开其属性。如图8 所示。
图8:驱动装置的输入/输出地址的属性
提示:
长度:
MASTERDRIVES/DC MASTER:
最大 16 个字
MICROMASTER 420:
最大 4 个字
MICROMASTER 430/440:
最大 8 个字
单位:
Words(字)
连续性范围:
Unit
以字为单位传送
Total length
所有字一起传送
当字长大于 2 且选择“所有字一起传送”时:用 SFC14/15 编程
图9:PLC程序
当 MW0 = 0000 0100 0000 0000 B = 0400 H 时,驱动装置处于运行准备状态;
当 MW0 = 0000 0100 0000 0001 B = 0401 H 时,驱动装置进入运行状态1)
MW0 = 1001 1100 0111 1110 B(9C7EH)<-> 运行准备
MW0 = 1001 1100 0111 1111 B(9C7FH)<-> 运行
同时设置:P555~P575 = 3101~3115
当MW2 = 0100 0000 0000 0000 B = 4000 H= 16384 D 时,相当于50Hz。
P918.01 = 3(缺省设置)
驱动装置地址(即:站号)
P554.01 = 3100
起/停指令(ON/OFF1)
P443.01 = 3002
频率设定值(Setpoint)
P734.01 = 32
状态字1(Status Word1)
P734.02 = 148
频率实际值(Actual Value)
图10:用监视和修改变量功能控制驱动装置起动和调速
MW2 = 0000 0000 0000 0000 B = 0000 H= 0 D ~ 0Hz
MW2 = 0100 0000 0000 0000 B = 4000 H= 16384 D ~ 50Hz
图11:MasterDrives 驱动装置的状态字的含义
图12:硬件组态目录中 MasterDrives 驱动装置的选项
图13:5种PPO类型
标准报文1:只有过程数据,2 个字输出/2 个字输入,用 MOVE 指令(L/T 指令)编程;
标准报文 2:只有过程数据,4 个字输出/4个字输入,用 SFC14/15 编程;
PCS7 报文 352:只有过程数据,6 个字输出/6 个字输入,用于 PCS7;
PKW 模板(4 个字输出/4 个字输入):用 SFC14/15 编程;
PPO 1,4 个字参数数据,用SFC14/15 编程;2 个字过程数据,用 MOVE 指令(L/T 指
令)编程;
PPO 2,4 个字参数数据,用 SFC14/15 编程;6 个字过程数据,用 SFC14/15 编程;
PPO 3,没有参数数据,2 个字过程数据,用 MOVE 指令(L/T 指令)编程;
PPO 4,没有参数数据,6 个字过程数据,用 SFC14/15 编程;
PPO 5,4 个字参数数据,用 SFC14/15 编程;10 个字过程数据,用 SFC14/15 编程;
图14:硬件组态目录中 MICROMASTER 4 驱动装置的选项
标准报文 1:2 个字输出/2 个字输入,用 MOVE 指令(L/T 指令)编程;
PPO 1,4 个字参数数据,用 SFC14/15 编程;2 个字过程数据,用 MOVE 指令
(L/T 指令)编程;
PPO 3,没有参数数据,2 个字过程数据,用 MOVE 指令(L/T 指令)编程;
4 个字参数数据,用 SFC14/15 编程;4 个字过程数据,整体连续,用 SFC14 /15 编程;
4 个字参数数据,用 SFC14/15 编程;4 个字过程数据,字连续,用 MOVE 指令编程;
没有参数数据;4 个字过程数据,整体连续,用 SFC14 /15 编程;
没有参数数据;4 个字过程数据,字连续,用 MOVE 指令(L/T 指令)编程;
PPO 2,4 个字参数数据,用 SFC14/15 编程;6 个字过程数据,用 SFC14/15 编程;
4 个字参数数据,用 SFC14/15 编程;6 个字过程数据,字连续,用 MOVE 指令编程;
PPO 4,没有参数数据;6 个字过程数据,用 SFC14/15 编程;
没有参数数据;6 个字过程数据,字连续,用 MOVE 指令(L/T 指令)编程;
4 个字参数数据,用 SFC14/15 编程;8 个字过程数据,整体连续,用 SFC14 /15 编程;
4 个字参数数据,用 SFC14/15 编程;8 个字过程数据,字连续,用 MOVE 指令(L/T 指
令)编程;
没有参数数据;8 个字过程数据,整体连续,用 SFC14/15 编程;
没有参数数据;8 个字过程数据,字连续,用 MOVE 指令(L/T 指令)编程;
MM4 变频器上参数设置:
P0700[0] = 6
控制字1
P1000[0] = 6
频率设定值
P2051[0] = 52*
状态字1
P2051[1] = 21*
频率实际值
*) 默认值
Drive ES SIMATIC V5.4 订货号:6SW1700-5JC00-4AA0
液压伺服系统以其响应速度快(相对于机械系统)、负载刚度大、控制功率大等独特的优点在工业控制中得到了广泛的应用。而电液伺服系统是通过使用电液伺服阀,将小功率的电信号转换为大功率的液压动力,从而实现了一些重型机械设备的伺服控制。
液压伺服系统主要由以下几部分组成(如图 1):
图1. 液压伺服系统
控制电气伺服系统时,执行机构(通常为伺服电机)能够根据速度给定改变运行速度,响应快,动态特性好,给定与输出之间呈线性比例关系;而液压伺服系统由其液压油的物理特性决定了其响应速度和动态特性都较低,而且在液压伺服系统启动、停止以及换向时都会出现大滞后性,这样就导致输出给定与执行速度之间的关系并不是线形的(如图 2),这样,一旦我们还以控制线性电气轴的模型来控制非线性液压轴时,速度会非常不稳定,而且位置闭环会不停的修正由速度不稳定所带来的位置偏差,这时液压执行机构就会来回跳动或者抖动,造成定位误差大甚至损坏机械设备。所以我们在控制液压伺服系统时就应该先了解该系统的给定与输出之间的关系,确定补偿曲线来保证执行机构平稳运行。
图 2. 给定与实际速度的关系
本文主要介绍使用自动获得补偿曲线功能块 FB 520“GetCharacteristics” 和 FB 521“WriteCamData”来确定差补曲线。
2.系统结构及软硬件要求
本系统的给定和反馈均使用高性能ET200M带AI/AO模板来实现(如图 3):
图 3. 系统结构图
名称
数量
订货号
CPU 315T-2 DP
1
6ES7315-6TG10-0AB0 Or 6ES7315-6TH13-0AB
Firmware: V2.6
Or CPU 317T-2 DP
1
6ES7317-6TJ10-0AB0 Or 6ES7317-6TK13-0AB0
Firmware: V2.6
Micro Memory Card 4MB
1
6ES7953-8LM20-0AA0
Interface module IM174
1
6ES7174-0AA00-0AA0
Or ET200M / ET200S
1
6ES7 153-2BA02-0XB0 or 6ES7 151-1BA02-0AB0
STEP 7
1
6ES7810-4CC08-0YA7 Version: V5.4 以上
S7 Technology
1
6ES7864-1CC41-0YX0 Version: V4.1 以上
3.项目配置过程:
在 SIMATIC 管理器中创建新的项目并添加一个 SIMATIC 300 站点。根据实际硬件配置硬件组态,本例中使用模拟量输入输出作为给定和反馈信号。组态模拟量输入输出并分配 I/O 地址(图 4);
图 4. 硬件组态
在 S7T Config 的浏览器中,双击“插入轴”(Insert axis)(图 5)
图 5. 插入液压轴
在轴类型话框中,选择“液压”(Hydraulic) 轴类型。 将阀类型定义为“Q 阀”(Q valve)(图 6)。
图 6. 选择轴的类型
图 7. 选择输出方式
图 8. 选择反馈方式
图 9. 反馈参数分配
根据前文所提到的,液压伺服系统需要确定一条补偿曲线来线性化输出变量与液压轴速度之间的关系。在 TCPU 中通过使用凸轮盘(Cam Disk)工艺对象来确定补偿曲线,液压伺服轴的补偿曲线反映了液压比例阀输出给定与液压轴速度之间的对应关系。由于本文使用功能块 FB 520 “GetCharacteristics” 和 FB 521“WriteCamData” 来自动获得补偿曲线,所以需要建立两个凸轮盘(Cam Disk)来确定补偿曲线。其中第一个凸轮盘是用来测量、寻找补偿点,而测量后的结果会写入到另外一个凸轮盘,这个被写入的凸轮盘也就是当前液压伺服系统的最终补偿曲线。
在 CAMS 下面建立两个凸轮盘,分别取名为:Cam_Profile 与 Cam_Reference,并填入两个差补点描绘一条输出给定与执行速度间的参考关系曲线,如图 10:
图 10. 建立补偿曲线凸轮盘
4.编写用户程序
FB 520 “GetCharacteristics” 和 FB 521“WriteCamData”两个功能块并没有在 S7-Tech 库中提供,所以需要到以下链接下载例子项目,并将项目中的FB520和FB521复制到自己的项目中来。
下载链接:27731588
通过该功能块,系统能够执行测量并得到当前液压系统的补偿曲线,并将相应的Cam Disk激活为当前液压系统的Profile。其内部调用结构如图 11:
图 11. FB 520 结构
该功能块能够将测量的补偿曲线写入到相应的Cam Disk中。其内部调用结构如图 12:
图 12. FB 521 结构
PLC-Open FB
功能
FB 402 “MC_Reset”
复位可能出现的错误
FB 405 “MC_Halt”
停止轴运动
FB 407 “MC_WriteParameter”
写系统参数
FB 414 “MC_MoveVelocity”
使轴运动,并可改变其运行速度
FB 434 “MC_CamClear”
删除一个凸轮盘中的所有插补点
FB 435 “MC_CamSectorAdd”
插入一个新的插补点到凸轮盘中
FB 436 “MC_CamInterpolate”
修改凸轮盘的插补点
FB 439 “MC_SetCharacteristics”
激活一个凸轮曲线作为液压阀的特性曲线
图 13. FB 520 管脚定义
名称
含义
输入参数
Axis
液压轴工艺DB号
CamReference
执行测试时的参考凸轮盘的工艺DB号
CamProfil
最终要写入的凸轮盘的工艺DB号
Enable
使能
Mode
执行模式
maxDistance
执行测试时的最大移动距离
JogPos
正向点动
JogNeg
负向点动
JogVelocity
点动速度
输出参数
Done
测量完成
Busy
忙
Error
有错误
ErrorID
错误代码
ErrorSource
错误源
State
当前状态
ActiveCam
当前执行的凸轮盘的工艺DB号
图 14. 在 OB1 中调用 FB 520
图 15. FB 520 的测量原理
图 16. 补偿曲线的写入过程
生成的线性参考凸轮盘被激活,并且液压轴被设置为闭环模式;
根据 TCPU 发出的目标给定以及液压轴的响应时间计算出死区;
由正方向开始,TCPU 在不同的位置上给出一系列给定速度,并根据反馈速度测量补偿点,测量结束后回到初始位置;
由负方向开始,TCPU 在不同的位置上给出一系列给定速度,并根据反馈速度测量偿点,测量结束后回到初始位置;
TCPU 将测量的补偿曲线写入到另外一个凸轮盘,并将其激活为当前液压轴的最终偿曲线。
图 17:FB 520 的42种执行状态(State)
5.执行结果
在FB520执行自动检测之后,可以通过在线的方式察看测量出来的补偿曲线,如图 18:
西门子 6ES7195-7HA00-0XA0 西门子 6ES7195-7HA00-0XA0 西门子 6ES7195-7HA00-0XA0