基于西門子S7-200SMART的SINAMICSV90位置控制應(yīng)用

翟靂

摘要：為了探究如何更方便、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)位置控制，確保其位置控制的精度， 本文探討了基于西門子S7-200 SMART系列PLC和SINAMICS V90伺服系統(tǒng)的位置控制方法。通過介紹系統(tǒng)軟硬件構(gòu)成及其特點(diǎn)，詳細(xì)論述了PLC系統(tǒng)通過外部脈沖位置控制模式控制伺服電機(jī)，以實(shí)現(xiàn)相對運(yùn)動的過程。

關(guān)鍵詞：S7-200 SMART;SINAMICS V90;位置控制

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）07-0001-02

隨著自動化水平的不斷提高，越來越多的工業(yè)控制場合需要精確的位置控制。因此，如何更方便、更準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)位置控制是工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)的一個重要問題。位置控制的精確性主要取決于伺服驅(qū)動器和運(yùn)動控制器的精度。

1 SINAMICS V90伺服驅(qū)動簡介

西門子SINAMICS V90是2013年推出的小型、高效便捷的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動控制伺服驅(qū)動系統(tǒng)，配合使用SIMOTICS S-1FL6伺服電機(jī)。

SINAMICS V90伺服驅(qū)動支持九種控制模式，包括四種基本控制模式（外部脈沖位置控制模式、內(nèi)部設(shè)定值位置控制模式、速度控制模式、轉(zhuǎn)矩控制模式）和五種復(fù)合控制模式。

2 西門子S7-200 SMART實(shí)現(xiàn)對SINAMICS V90的位置控制方法

2.1 主要設(shè)備

西門子S7-200 SMART ST20型PLC，SINAMICS V90伺服驅(qū)動器，SIMOTICS S-1FL6伺服電機(jī)。

2.2 系統(tǒng)構(gòu)成

SINAMICS V90伺服驅(qū)動器與PLC連接起來，Q0.1與PTIA_24P相連，Q0.2與PTIB_24P相連，Q0.4與EMGS相連，Q0.5與SON相連，Q0.6與RESET相連，SINAMICS V90伺服驅(qū)動器與SIMOTICS S-1FL6伺服電機(jī)連接。

2.3 控制程序的設(shè)計(jì)要求

現(xiàn)對上述系統(tǒng)提出控制要求：伺服電動機(jī)驅(qū)動滾珠絲桿，滾珠絲桿螺距為6mm，機(jī)械減速比為1，脈沖當(dāng)量為1um/p，伺服電機(jī)帶增量編碼器分辨率為10000。當(dāng)手自動轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1打到左邊，執(zhí)行手動模式。手動模式下，按住按鈕SB1，電機(jī)以100r/min正轉(zhuǎn)，按住按鈕SB2，電機(jī)以200r/min反轉(zhuǎn)。

2.4 SINAMICS V90伺服驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置

P29003設(shè)置為0，P29014設(shè)置為1，P29010設(shè)置為0，P29011設(shè)置為0，P29012[0]設(shè)置為5，P29013設(shè)置為3，P2544設(shè)置為40，P2546設(shè)置為1000，P29301[0]設(shè)置為1，P29302[0]設(shè)置為2，P29300為6。

2.5 控制程序

2.5.1 伺服使能解析

如圖1所示，網(wǎng)絡(luò)1是使用Always_On特殊存儲器SM0.0，該位始終為1，接通急停信號（Q0.4）和伺服開啟信號（Q0.5），使伺服驅(qū)動器正常開啟。

2.5.2 手動部分解析

如圖2所示，網(wǎng)絡(luò)2將手動自動轉(zhuǎn)換開關(guān)打到手動狀態(tài)（I0.3=0），按下點(diǎn)動正轉(zhuǎn)信號（I0.0=1）和點(diǎn)動反轉(zhuǎn)信號（I0.1=1）都驅(qū)動點(diǎn)動標(biāo)志位M0.0。

網(wǎng)絡(luò)3含義是按下點(diǎn)動正轉(zhuǎn)信號（I0.0=1），將10000傳輸給VD300，即電機(jī)速度為100r/min，V310.0=0則代表正轉(zhuǎn)，電機(jī)以100r/min正轉(zhuǎn)。松開點(diǎn)動正轉(zhuǎn)信號（I0.0=0），將0傳輸給VD300，即電機(jī)速度為0r/min，電機(jī)停轉(zhuǎn)。

網(wǎng)絡(luò)4含義是按下點(diǎn)動反轉(zhuǎn)信號（I0.1=1），將20000傳輸給VD300，即電機(jī)速度為200r/min，V310.0=1則代表反轉(zhuǎn)，電機(jī)以200r/min反轉(zhuǎn)。松開點(diǎn)動反轉(zhuǎn)信號（I0.1=0），將0傳輸給VD300，即電機(jī)速度為0r/min，電機(jī)停轉(zhuǎn)。

網(wǎng)絡(luò)5是AXISx_CTRL啟動和初始化運(yùn)動，使用 SM0.0（始終開啟）作為EN參數(shù)的輸入。使用點(diǎn)動標(biāo)志位M0.0為1或自動標(biāo)志位M0.1為1，MOD_EN 參數(shù)處于開啟狀態(tài)。

網(wǎng)絡(luò)6 AXISx_MAN 是將運(yùn)動軸置為手動模式。手動自動轉(zhuǎn)換開關(guān)打到手動狀態(tài)（I0.3=0）作為EN參數(shù)的輸入。使用點(diǎn)動標(biāo)志位M0.0啟用RUN（運(yùn)行/停止）參數(shù)，會使運(yùn)動軸加速至指定的速度Speed 參數(shù)（VD300）和方向Dir 參數(shù)（V310.0）。

2.5.3 停止解析

如圖3所示，網(wǎng)絡(luò)7為按下停止按鈕I0.4，復(fù)位M0.1，同時(shí)復(fù)位V0.0開始的250位。

3 結(jié)語

通過調(diào)速，程序能實(shí)現(xiàn)控制程序要求，能完成西門子S7-200 SMART通過外部脈沖位置控制模式對SINAMICS V90的位置控制，定位精度較高。