通过FM353实现V90的位置控制-SiemensSupport

操作指南01/2015通过FM353实现V90的位置控制FM353、SINAMICSV90SiemensAGCopyrightyearAllrightsreserved目录1简介..................................................................................................................32V90的外部脉冲位置控制（PTI）介绍.............................................................32.1控制模式选择.....................................................................................32.2数字量输入/输出功能..........................................................................42.3脉冲输入通道.....................................................................................52.4脉冲输入形式.....................................................................................62.5电子齿轮比设置.................................................................................63FM353介绍.....................................................................................................83.1概述....................................................................................................84FM353与V90实现位置控制项目配置............................................................94.1使用的软硬件列表..............................................................................94.2FM353与V90的接线.......................................................................104.3PTI模式下V90参数设置..................................................................114.3.1配置伺服电机型号.............................................................................114.3.2V90的PTI模式参数设置...................................................................124.4FM353中位置轴的组态....................................................................134.5用控制面板调试...............................................................................214.6用程序调试.......................................................................................233CopyrightSiemensAGCopyrightyearAllrightsreserved1简介SINAMICSV90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SIMOTICSS-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。通过优化的设计，SINAMICSV90确保了卓越的伺服控制性能，经济实用、稳定可靠，能用于贴标机、包装机、压边机等等伺服控制系统。伺服控制器的进线电压为380V~480V-15%~10%，功率范围从0.4~7Kw，1FL6电机的额定转矩范围从1.27~33.4Nm。图1-1V90伺服驱动器以及伺服电机SINAMICSV90可以与西门子自动化产品的功能模块FM353配合使用，FM353通过高速输出口输出脉冲+方向信号控制SINAMICSV90实现速度控制及位置控制，本文介绍了具体实现方法。2V90的外部脉冲位置控制（PTI）介绍2.1控制模式选择SINAMICSV90伺服驱动支持9种控制模式，包括4种基本控制模式和5种复合控制模式。基本控制模式只能支持单一的控制功能，复合控制模式包含两种基本控制功能，可以通过DI信号在两种基本控制功能间切换。控制模式缩写4CopyrightSiemensAGCopyrightyearAllrightsreserved基本控制模式外部脉冲位置控制模式PTI内部设定值位置控制模式IPos速度控制模式S转矩控制模式T复合控制模式外部脉冲位置控制与速度控制切换PTI/S内部设定值位置控制与速度控制切换IPos/S外部脉冲位置控制与转矩控制切换PTI/T内部设定值位置控制与转矩控制切换IPos/T速度控制与转矩控制切换S/T表2-1V90控制模式通过参数P29003选择控制模式，参数值见表2-2和表2-3。参数参数值描述P290030(默认值)外部脉冲位置控制模式（PTI）1内部设定值位置控制模式（IPos）2速度控制模式（S）3转矩控制模式（T）表2-2基本控制模式选择数字量输入DI10的功能被固定为控制模式选择（C-MODE）。参数参数值DI10控制模式选择信号（C-MODE）状态0（第一种控制模式）1（第二种控制模式）P290034外部脉冲位置控制模式（PTI）速度控制模式（S）5内部设定值位置控制模式（IPos）速度控制模式（S）6外部脉冲位置控制模式（PTI）转矩控制模式（T）7内部设定值位置控制模式（IPos）转矩控制模式（T）8速度控制模式（S）转矩控制模式（T）表2-3复合控制模式选择2.2数字量输入/输出功能V90集成了10个数字量输入（DI1~DI10）和6个数字量输出（DO1~DO6）端口，其中DI9的功能固定为急停，DI10的功能固定为控制模式切换，其它DI和DO的功能可通过参数设置。DI1~DI8的功能通过参数P29301[x]~P29308[x]设置，不同的控制模式下的功能在不同下标中区分：外部脉冲位置控制模式：DI1~DI8的功能通过参数P29301[0]~P29308[0]设置；DO1~DO6功能通过参数P29330~P29335设置，不区分控制模式。DI和DO默认功能设置请参考表2-4和表2-5。5CopyrightSiemensAGCopyrightyearAllrightsreserved表2-4数字量输入默认功能设置表2-5数字量输出默认功能设置功能代码的含义请参考SINAMICSV90操作手册。2.3脉冲输入通道SINAMICSV90支持两个脉冲信号输入通道，通过P29014参数进行脉冲输入通道选择。24V单端脉冲输入通道，最高输入频率200kHz；5V高速差分脉冲输入（RS485）通道，最高输入频率1MHz。注意：两个通道不能同时使用，同时只能有一个通道被激活。P29014=1(默认)24V单端脉冲输入P29014=05V高速差分脉冲输入图2-124V单端脉冲输入接线图图2-25V高速差分脉冲输入接线图6CopyrightSiemensAGCopyrightyearAllrightsreserved2.4脉冲输入形式SINAMICSV90支持两种脉冲输入形式，两种形式都支持正逻辑和负逻辑，通过P29010参数选择脉冲输入形式。AB相脉冲，通过A相和B相脉冲的相位控制旋转方向；脉冲+方向，通过方向信号高低电平控制旋转方向。图2-3脉冲输入形式2.5电子齿轮比设置SINAMICSV90支持电子齿轮比设置，电子齿轮比功能用来设置上位发送的设定值脉冲对应的电机转速，例如上位发送10000个脉冲电机转1圈，负载移动10毫米。图2-4V90电子齿轮比设置7CopyrightSiemensAGCopyrightyearAllrightsreserved电子齿轮比实际是用于脉冲设定值的缩放。通过分子和分母实现，有两种设置方法。1.P29011=0，电子齿轮比由P29012和P29013的比值确定；P29013P29012=电子齿轮比2.P29011≠0，电子齿轮比由编码器分辨率和P29011的比值确定：数）（期望电机每转的脉冲参考表编码器分辨率电子齿轮比P29011)6-2(=计算电子齿轮比的方法：1.已知电机每转所需要的脉冲数计算电子齿轮比，例如期望上位发送5000个脉冲电机转1圈，直接设置P29011=5000即可；2.已知机械系统参数计算电子齿轮比；图2-5V90电子齿轮比计算利用如下公式计算：P29013P29012)ba(=×==iLUCrdr电子齿轮比公式中：r：编码器分辨率，电机轴旋转一圈编码器反馈脉冲数，参考表2-6d：电机每转期望的脉冲数LU：最小长度单位，上位机发出一个脉冲时，丝杠移动的直线距离或旋转轴转动的度数，也是控制系统所能控制的最小距离；C：节距，负载每转移动距离或角度；i=n/m：机械减速比，电机转速/负载转速；计算电子齿轮比的示例：8CopyrightSiemensAGCopyrightyearAllrightsreserved图2-6V90电子齿轮比计算示例注意：1.电子齿轮比的取值范围是0.02至200；2.仅可在伺服关闭状态下设置电子齿轮比。编码器类型编码器分辨率增量型10000绝对型1048576表2-6不同编码器的分辨率3FM353介绍3.1概述FM353是S7-300PLC用于控制步进电机的功能模块，输出5V差分的脉冲和方向信号，具有多种控制模式（点动、开环、MDI、增量、自动等）。FM353是开环控制，无法连接编码器反馈信号，适用于低负载且没有大的负载波动的定位工作。控制对象分为直线轴、旋转轴。9CopyrightSiemensAGCopyrightyearAllrightsreserved图3-1FM353控制原理图关于FM353详细介绍及组态包可参考以下文档：FM353常见问题：=7890&loginID=&srno=&sendtimeFM353配置及编程入门:=4142&loginID=&srno=&sendtime用于FM353和FM354的组态包版本V4.03.09:=4037&loginID=&srno=&sendtime4通过FM353实现V