1FL6032-2AF21-1AA1 SIMOTICS S-1FL6 工作電壓 230 V 三相交流 PN=0.2 kW；NN=3000 U/min M0=0.64 Nm；MN=0.64 Nm； 軸高度 30 mm 增量編碼器 TTL 2500 增量/轉(zhuǎn) 帶滑鍵 公差 N 無駐車制動器 防護等級 IP65 帶密封圈 與變頻器兼容 SINAMICS V90

1                     摘要

本文主要介紹了如何使用CPU 1215C通過PROFINET 連接SINAMICS V90伺服系統(tǒng)實現(xiàn)位置閉環(huán)控制。其中對S7-1200 V4固件版本的運動控制功能、工藝對象的組態(tài)和V90 PN的相關(guān)參數(shù)設(shè)置作了簡要介紹。

2                     簡介

2.1                 S7-1200運動控制功能

2.1.1               S7-1200 V3.0 固件

S7-1200 CPU固件版本從V3.0開始已經(jīng)支持多4路PTO輸出，以CPU1214C（6ES7214-1AG31-0XB0）為例，其CPU本體支持4路PTO輸出，其中PTO 1、PTO 2的頻率范圍為 2 Hz ≤ f ≤ 100 kHz，PTO 3 、PTO 4的頻率范圍為2 Hz ≤ f ≤ 20 kHz。

2.1.2               S7-1200 V4.0 固件

S7-1200 CPU V4.0固件版本雖然也只支持4路PTO輸出，但是PTO的信號類型可以進行選擇，支持的信號類型見表2-1 PTO 信號類型所示。

表2-1 PTO信號類型

V4.0固件版本的CPU高速脈沖信號發(fā)生器輸出地址可以自由分配給PTO，輸出地址分配與輸出頻率范圍見表2-2 脈沖信號發(fā)生器地址分配所示。

表2-2 脈沖信號發(fā)生器地址分配

以CPU1214C CPU本體輸出地址(6ES7214-1AG40-0XB0)為例，示例幾種可能的PTO信號類型組合方式，見表2-3 脈沖方向組態(tài)所示：

l  示例1：4-100kHz PTO，不帶方向輸出。

l  示例2：2-100kHz PTO 和 2-20kHz PTO，脈沖A+方向B輸出。

l  示例3：4-100kHz PTO，脈沖A+方向B輸出，其中脈沖A 100kHz，方向B 20kHz。

表2-3 脈沖方向組態(tài)

2.1.3               S7-1200 V4.1 固件

S7-1200 CPU V4.1固件版本起不僅支持通過PTO輸出方式對伺服電機進行開環(huán)控制，而且支持通過PROFIdrive或者模擬量輸出（AQ）方式對伺服電機進行閉環(huán)控制，見表2-4驅(qū)動器連接方式所示。本文中例子就是使用PROFIdrive方式對SINAMICS V90 PN進行閉環(huán)控制。

表2-4 驅(qū)動器連接方式

2.2                 SINAMICS V90 PN

SINAMICS V90 是西門子推出的一款小型、高效便捷的伺服系統(tǒng)。SINAMICS V90 驅(qū)動器與 SIMOTICS S-1FL6 電機組成的伺服系統(tǒng)是面向標準通用伺服市場的驅(qū)動產(chǎn)品，覆蓋0.05kW～7kw 功率范圍。

2016 年 7 月底，推出了帶PROFINET 接口的 V90 驅(qū)動器，配合SIEMENS PLC, 能夠組成一套完善的、經(jīng)濟的、可靠的運動控制解決方案。SINAMICS V90 PROFINET (PN) 版本有 2個RJ45 接口用于與 PLC 的 PROFINET 通信連接，支持 PROFIdrive 運動控制協(xié)議。它也可以集成到博途中與 S7-1200，S7-1500 連接。

注意：

(1) SINAMICS V90 PN 支持 SIMATIC PLC 的工藝對象(TO)，可通過 TO 實現(xiàn)位置及速度的控制，如 S7-1500 T-CPU, S7-1500 及 S7-1200。

(2) SINAMICS V90 PN 版本獨立于當(dāng)前的 SINAMCIS V90 脈沖串的控制器，它不支持 PTI、脈沖加方向、模擬量和USS/Modbus RTU 通信等控制方式。

(3) SINAMICS V90 PN 只支持 PROFINET 通信，支持西門子標準報文 1，2，3，5，102，105，支持 DSC控制。本例中 SINAMICS V90 PN 需要選擇標準報文3。

2.3                 PROFINET 通信

PROFINET IO 是一種基于以太網(wǎng)的實時協(xié)議。在工業(yè)自動化應(yīng)用中作為高級網(wǎng)絡(luò)使用。一個完整的POFINET IO 網(wǎng)絡(luò)包括以下設(shè)備：

l  IO 控制器：典型的是 PLC，用于控制整個系統(tǒng)

l  IO 設(shè)備：一個分散式 IO 設(shè)備（例如，編碼器，傳感器），通過 IO 控制器控制

l  IO 檢測器：HMI（人機接口）或個人計算機，用于診斷或調(diào)試

PROFINET 提供兩種實時通信，PROFINET IO RT（實時）和 PROFINET IO IRT（等時實時）。實時通道用于 IO 數(shù)據(jù)和報警的傳輸。在 PROFINET IO RT 通道中，實時數(shù)據(jù)通過優(yōu)先以太網(wǎng)幀進行傳輸。沒有特殊的硬件要求。

SINAMICS V90 PN基于PROFINET IO RT（實時），其循環(huán)周期可達到 4 ms?；赑ROFINET IO IRT 通道可用于傳輸具有更加精確時間要求的數(shù)據(jù)。其循環(huán)周期可達 2 ms，但需要具有特殊硬件的 IO 設(shè)備和開關(guān)的支持。

所有的診斷和配置數(shù)據(jù)通過非實時（NRT）通道進行傳輸。使用 TCP/IP 協(xié)議。因而，沒有可確定的循環(huán)周期，其循環(huán)周期可能超過 100 ms。

SIMATIC S7-1200 目前僅支持PROFINET IO RT 通訊，所以后面章節(jié)所講的與 SINAMICS V90 PN 連接做位置控制是通過PROFINET IO RT 通訊來實現(xiàn)的。

3                     應(yīng)用項目配置示例

3.1                 自動化任務(wù)概述

圖3-1提供了自動化任務(wù)的概述。S7-1200 CPU 通過PROFINET 網(wǎng)絡(luò)控制V90 PN 伺服驅(qū)動器。

圖3-1 自動化任務(wù)概述

3.2                 使用環(huán)境

本文例子基于以下使用環(huán)境創(chuàng)建。

3.2.1               硬件部分

3.2.2               軟件部分

3.3                 V-ASSISTANT 端 V90 PN 參數(shù)配置

3.3.1               配置報文

選擇報文列表如圖3-2。本例中選擇標準報文 3。

圖 3-2 選擇報文

3.3.2               配置 IP 地址和設(shè)備名稱（可選）

圖 3-3 配置IP地址和設(shè)備名稱

1.配置設(shè)備名稱：在本例中，設(shè)備名稱為 sinamics-v90-pn。

2.配置 IP 地址：在本例中，IP 地址為192.168.0.2。

3.在配置完設(shè)備名稱以及 IP 地址之后，必須保存參數(shù)并重啟驅(qū)動來激活配置。

4.配置完的信息可以在右側(cè)欄中查看。

注：配備名稱和 IP 地址也可以在 TIA Portal 中進行配置