6SL3210-5FB10-1UA2西门子V90 0.1KW 200V驱动器
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SINAMICS V90， 输入电压： 200-240 V 1 相/三相交流 - 15 %/+ 10 % 2.5 A/1.5 A 45-66 输出电压：0 – 输出 1.2 A 0-330 Hz 电机：0.1 kW 防护方式：IP20 尺寸 A， 45x170x170（宽x高x深）
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SIEMENS西门子
上海丽丞工业自动化设备有限公司
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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 伺服电机完美结合，组成最佳的伺服驱动系统，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绝对值编码器类型。
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伺服电机的绝对值编码器数值。
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》。
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序号 |
设备名称 |
订货号 |
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1 |
PS207电源 24 V DC/2.5 A |
6EP1 332-1LA00 |
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2 |
SIMATIC S7-200 SMART CPU ST60 |
6ES7288-1ST60-0AA0 |
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3 |
V90驱动器 |
6SL3210-5FE10-4UA0 |
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4 |
伺服电机 |
1FL6042-1AF61-0LG1 |
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5 |
V90 动力电缆 (含接头) |
6FX3002-5CL01-1AD0 |
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6 |
伺服电机编码器电缆 |
6FX3002-2DB10-1AD0 |
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7 |
V90 控制信号电缆（含 50 针接头及 1m 电缆线） |
6SL3260-4NA00-1VB0 |
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8 |
SIMATIC Field PG M3 |
6ES7715-1BB23-0AA1 |
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9 |
Mini USB电缆 |
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序号 |
说 明 |
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1 |
Window 7 旗舰版 32位 |
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2 |
STEP 7-Micro/WIN SMART 编程软件 |
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3 |
SINAMICS_V-ASSISTANT |
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，判断绝对位置是否有效。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绝对位置，此时可以通过RS485 USS通讯读取绝对位置(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
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绝对值编码器进行调试；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
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步骤 |
内容 |
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1 |
接线 |
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2 |
进行外部脉冲位置控制模式（PTI）下的系统调试 |
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3 |
STEP 7-Micro/WIN SMART连接S7-200 SMART |
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4 |
组态运动轴 |
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5 |
组态轴工艺对象的参数 |
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6 |
下载到PLC |
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7 |
用轴控制面板调试轴 |
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8 |
编程 |
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9 |
下载到PLC |
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10 |
试运行 |
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
3.4.1 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
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参数 |
说明 |
设置 |
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P29003 |
控制模式设定为PTI |
P29003 = 0 |
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P29250 |
使能PTI 绝对位置模式 |
P29250 = 1 |
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P29010~P29014 |
PTI控制模式下的相关参数 |
根据实际条件设置 |
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P29012 P29013 |
位置控制相关的参数 |
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
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参数 |
说明 |
设置 |
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USS波特率 |
USS 波特率8(38400bits/s) |
缺省值 |
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P29004 |
USS 地址 |
0-31 |
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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。
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伺服电机绝对值编码器的位置，如图5所示。
图5 启用从驱动器里读取1FL6伺服电机绝对值编码器的位置
在PLC中编程如表4所示：
表4. PLC编程
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启用和初始化运动轴：执行AXISx_CTRL 。
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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。 |
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通过 SINAMICS V90 伺服驱动器读取绝对位置值： |
AXISx_ABSPOS 指令用于读取SINAMICS V90 伺服驱动器绝对值编码器数值。读取绝对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绝对值编码器的 SIMOTICS-1FL6 伺服电机结合使用时，支持此功能。
AXISx_ABSPOS 指令的D_Pos 输出，指示SINAMICS V90 伺服驱动器绝对值编码器数值，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。
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