應用案例 | S7-1500系列PLC與變頻器位置控制

     西門子S7-1500 的運動控制功能支持軸的定位和移動，是 S7-1500 系列 CPU 眾多集成功能中的重要組成部分。運動控制功能支持旋轉(zhuǎn)軸、定位軸、同步軸和外部編碼器等工藝對象。根據(jù)PLC-Open，具有 PROFIdrive 功能的驅(qū)動裝置或帶模擬量設定值接口的驅(qū)動裝置將通過標準運動控制指令控制。軸控制面板以及全面的在線和診斷功能有助于輕松完成驅(qū)動裝置的調(diào)試和優(yōu)化工作。

一、S7-1500 運動控制的操作原理

運動控制系統(tǒng)

S7-1500 Motion Control 支持軸的控制定位和移動，是各個 CPU S7-1500 和CPU S7-1500SP 的重要組成部分。S7-1500T Technology CPU 具備增強型功能。運動控制功能支持以下工藝對象：

● 速度軸● 定位軸● 同步軸● 外部編碼器● 測量輸入● 輸出凸輪● 凸輪軌跡● 凸輪 (S7-1500T)

根據(jù) PLCopen，具有 PROFIdrive功能的驅(qū)動裝置和帶模擬量設定值接口的驅(qū)

PROFI drive功能簡介

【PROFIdrive】 是由 PNO（PROFIBUS 用戶組織）在PROFIBUS DP和 PROFINET IO

中為速控和位控驅(qū)動裝置指定的配置文件。

PROFIdrive定義圖

二、控制案例分析

2.1 S7-1500系列PLC+變頻器+編碼器組成位置控制系統(tǒng)

系統(tǒng)搭建示意圖

本文中的實例項目使用 CPU1516-3PN/DP 通過 PN 通訊控制 G120 變頻器，通過安裝在電機后面的編碼器連接到工藝模塊 TM Count24V 作為位置反饋。

軸定位功能圖

2.2 系統(tǒng)硬件組態(tài)

1.硬件組成

CPU型號：1516-3 PN/DP 訂貨號：6ES7 516-3AN00-0AB0 FW V1.6

TM技術(shù)模塊：2x24V 訂貨號：6ES7 550-1AA00-0AB0 FW V1.1

G120變頻器：CU250-2S 訂貨號：6SL3 246-0BA22-1FA0 FW V4.6

組態(tài)軟件：STEP 7 TIA Portal 6ES7 822-1AA03-0YA5 V13 Upd4

SIMATIC Startdrive 6SL3 072-4DA02-0XG0 V13 Upd1

2.硬件組態(tài)

組態(tài)1

組態(tài)&參數(shù)

變頻器參數(shù)設置

3.配置工藝對象

變頻器配置參數(shù)

3.1基本參數(shù)設置

基本參數(shù)設置

3.2編碼器參數(shù)設置

編碼器參數(shù)設置

編碼器設置2

編碼器設置3

3.3其他參數(shù)設置

其他參數(shù)設置

4.在線調(diào)試診斷

在線調(diào)試診斷

5.編程下載

時序圖

三、總結(jié)

PROFI drive是變頻器制造廠商為優(yōu)化周期通信而開發(fā)的用戶數(shù)據(jù)框架，目的是提供變頻器PROFIBUS接口的制造廠商標準，使集成、調(diào)試時間最小化，這個FAQ描述了控制器和變頻器之間周期通信的常用術(shù)語。

PROFIdrive Profile 2.0定義了周期通信的用戶數(shù)據(jù)為PPO。主站使用PPO周期地讀取從站參數(shù)，PPO分為兩部分：PKW區(qū)和PZD區(qū)。分成兩個區(qū)的結(jié)果是在處理時間上有所區(qū)分，通常對PKW處理要比PZD慢。

通過PKW可以任意地監(jiān)控/修改變頻器的參數(shù)。例如，可以讀出故障值或者是最小、最大限制。PKW區(qū)至少由三部分構(gòu)成，分別是參數(shù)號碼PKE、參數(shù)下標IND、參數(shù)值PWE，參數(shù)值PWE占用兩個字。有的PPO類型沒有PKW區(qū)。

PROFI drive是一種方便快捷有效的通訊控制方式，能將簡單的控制反饋器件結(jié)合起來實現(xiàn)較為復雜&準確的控制系統(tǒng)。

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