S1214PLC通过Profinet控制邦飞利变频器

 先上几张电机的照片：

 转子直径1300mm，转子端部连接了旋转变压器，输出的sin、cos波形通过变频器上的转换器解码细分成65536 u/r，相当于16位编码器；

 转子上贴了44对N/S永磁磁极，转子同时也是飞轮（黄色）

定子绕组是组合安装的，额定电压690v

 下面是邦飞利驱动器，面板上安装有Profinet通信接口，&旋变解码接口

     这是一个实验项目，项目要求通过PN总线控制邦飞利变频器，电机正转时为速度控制，从零速到额定转速250rpm的加速时间必须控制在0.8s以内，电机反转为位置控制模式；

     直径1.3m的转子，周长4m，250rpm时转子轮边的线速度是1000mpm，也就是16mps，16/0.8=20mps^2，加速度2g！（最好的跑车，0-100公里时速的加速时间是3.0s，加速度大约0.9g）

     接到这个调试任务时，我手上的资料一穷二白，别说邦飞利了，就连随时可以获得技术支持的西门子G120、V90等总线驱动我都没有调试过，况且是这么大的永磁同步电机——心中真是千万只草泥马在奔腾！

     ……

   通过PN总线控制邦飞利变频器，其实只要两份资料：1，关于邦飞利变频器PN通信模块的说明书《CM-Eth-PROFINET_GB_VEC1027R0》，文档大约5.6M；2，邦飞利变频器调试软件VPlus 8.08；

 总线控制主要是MCI控制：

 设置MCI控制方式，需要打开VPlus调试软件，在线修改P412参数：

     VPlus调试软件如果连上邦飞利变频器，工具栏上的在线工具按钮会以彩色显示，比如scope（类似西门子trace功能）；找到P412参数，鼠标指向“data set 0”这栏，窗口左下角信息栏会提示出厂默认参数值，点开“data set 0”这栏的话会有更多选项，总线控制时，这个参数选择"1-control via statemachine" ,通过状态机来控制。

    关于这个“状态机”，用这个词描述通信机制是很形象的，后面会举例说明状态机是怎么工作的。

   先看看Profinet的PKW和PZD描述：

  PKW主要是对变频器的所有参数进行读写访问，比如电机型号、本地或远程控制方式等，PZD主要是对变频器的过程数据进行周期性访问，比如运行电流、速度和位置信息等；PKW占用8个字节，一下子就占去了8/24，24字节是这个驱动器允许组态的最大数据结构，其中1/3用来读写参数显然是不划算不经济的，我这个项目把24字节全部用来组态PZD，需要用到哪些PZD可以根据一张“映射图”来任意组态：

 这张映射图基本上包含了PZD3-PZD12的IN、OUT对应关系，表中没有PZD1和PZD2，是因为它们被固定为“控制字+参考值”和“状态字+实际值”。

根据这张PZD映射图，使用VPlus调试软件，设置变频器参数：

 变频器这端的通信PZD设置好以后，在PLC这端的设置比较简单，安装邦飞利变频器的GSDM文件后，将设备联网，把PZD1-12拖放到相应的插槽：

硬件组态完成后，可以测试一下组态的正确性：在Vplus调试软件中查找P1108参数，它显示实际的位置值：

 在PLC端，建立变量监控表，比较PZD3/4（双字）的值是否为实际位置值：

 （这些图片并非是在线状态下截取）

硬件组态测试成功后，就是动作逻辑的编程了，也就是“状态机是怎么工作的？”

……

邦飞利变频器的定位控制，模式为1

 这个定位控制包含了绝对定位和相对定位，区别在于控制字不同，功能类似1200的“MC_MoveAbsolute”

和“MC_MoveRelative”，如果要执行绝对定位，必须先执行“回原点”操作。

下图是定位控制的时序说明：

控制字的发送必须根据状态字显示的信息，才能发送相应的命令，流程才能顺利执行，这就是状态机的控制机制。根据这份时序说明，编制相应的定位功能，比如相对位置定位（MC_MoveRelative):

西门子控制器通过pn总线驱动变频器，能不能使用软件自带的运动控制功能？我没有试过，但理解了状态机控制机制，一样是可以实现这些运动控制功能的。

最后，我最想分享的是，虽有千万草泥马，吾往矣！

分享看的云里雾里。在不影响该项目的核心机密的情况下，能否介绍一下该系统的用途，以及工作流程？这个系统是做什么的？为什么电机转子要连着旋变？

如果是涉密的项目就算了哈。

旋转变压器不是测速机的一种吗？

测速机都是连接的转子吧？

这电机外观整体是什么样的啊，局部想象不出来。

这种电机国内有生产么，特点是什么呢？

旋变是测速机的一种，定子包含一个10khz激磁绕组，一个sin和一个cos绕组，转子就是一个笼形绕组，但是用铜线绕制的;

旋变没有编码盘，不易损坏（耐草）;

这是一个低速大扭矩永磁同步直驱电机，用在螺旋压力机上可以取代减速机，大大简化传动机构。在一些需要用到精密减速机的应用上，比如机器人关节、雷达转动底座…，直驱可以省掉减速机;

螺旋压力机的螺杆是多线螺纹，电机转子（飞轮）转动一圈，螺距比较大;  锻压机的打击能量与飞轮的转速成正比，螺杆总的螺距只有400mm，也就是飞轮转动2.5圈。螺旋压力机的难点是在这2.5圈内飞轮达到标称速度，并且重复精度不大于2%（有一些锻打件特别要求重复击打精度，比如航发叶片），击打能量才能精确控制。

保密倒是谈不上，技术就是窗户纸，一捅就破。帖子还没写完，主要是想把后面的速度控制和位置控制的“时序”讲清楚。博途里集成了运动控制功能块，都是封装好了的，反而没有人想知道块内部是什么控制机制，我这次调试用不了博途集成的运动控制块，只好自己编写，要分享的也是这部分。

调试用了多少时间啊？

三天时间。

通过这次调试，我以后可以用200smart来做控制器，自编运动控制程序，最多可以连接8台伺服做定位控制

不错啊，以后一体化的设备应该是越来越多了，省略减速机，控制精度能有所提高，设备体积应该能有大幅度的减小。

是的，最近谈的比较多的是稀土，这是我们能把永磁同步电机做到低成本的有利资源，如果别人做精密谐波减速机，我们跟着做谐波传动，那就很难实现超越，低速大扭矩永磁同步电机直接驱动是很有前途的一种尝试。

电机比较好做，难的是跟它匹配的驱动器，这次调试最大的收获是不必依赖1200自带的运动控制功能指令（MC指令），也不必受最大4台伺服的限制，只要pn总线能组态硬件，多少台都可以自己编程做运动控制，由于是自己的程序，简单的同步控制也可以做到。

问题是为什么没有选择西家传动产品作为电机的驱动呢？控制第三方电机，西家传动不是强项吗？

邦家的驱动器便宜（特别是大功率的）其实邦家最牛的产品是他们家的减速机，在工程机械上是No.1的。

低速大扭矩永磁同步电机大约在2005年左右开始推向市场，西家的产品最早是1fw3系列的，最大扭矩做到11400Nm(at 400rpm).最早是给塑料机械（挤出机）用的，设计这个电机的初衷是节能和提高速度的稳定性。另外，与减速机相比由于电机只有轴承是磨损件，后期维护成本可以降低。后来西家又开发了1fw4系列用在船的电推，大型压缩机，大型磨粉机等。这些应用都是要求出力大，对速度和扭矩波动要求不高，是低速大扭矩同步电机的一种典型应用。

还有的应用就是在冲压行业，大家叫它伺服压力机，螺旋压力机也算冲压机的一种，它要求的是传递精准的打击能量，由于原来是靠小齿轮和大齿轮啮合把电机的能量传递到滑块，而小齿轮上的有那么几个齿一直收到冲击，容易损坏，更换起来非常麻烦，而利用低速大扭矩伺服电机直驱完美的解决了这个问题并且可以提高动态响应。

另外的一种压力机是曲柄连杆机构的机械压力机，用这种电机做成伺服压力机，可以提高节拍。

利用低速大扭矩同步伺服电机替代机械传动特别是减速机能提高效率。增强灵活性。

本楼的帖子，一直没有置精华，主要是考虑，第一，没有西门子传动呀？第二，还是不太明白楼主的工艺和应用场合。

通过10楼的描述，再重新看一遍楼主的帖子。果断置精华。这种应用就是个性化的设计，都是第三方元器件，整合在一起，组成一个有针对性的，定制的自动化与驱动系统集成。从性价比，可靠性，技术成熟性，供货周期，等等综合考虑，发挥每个元器件各自的专长。优势互补。这是开放性技术理念。不搞一枝独秀。

哇塞，帅呆了。

贸易战能持续，我们就能用上更多更廉价的同步电机。

原来许多异步电机带来的烦恼，就变得简单了。

看图示和说明，看来能达到ProfiNet RT级别的控制。

这次中美贸易战，学到很多。知道我们自己的差距，一定要做的事情。若想不受制于人，就要做好“备胎计划”。

另外，今后如果没高学历、不懂计算机、不懂外语，在工业领域就混不了了。想想也是这么个理儿。任正非与记者的访谈，学到很多。这是题外话了。

文章贴出来了吗？想了解怎么连续位置控制，所谓的运动控制。

本来已经把定位控制的程序贴上去了的，可能是多次编辑的原因，也可能是受限于单贴字数的原因，也可能是最近论坛的一些改进动作吧，最终这个定位程序的图片是丢失了，但那张定位状态时序图还在啊（最后那张图）！

最初只是试试变频器的性能，实际我没有用变频器的位置环，只是让变频器做速度环和电流环控制，通过PN总线读取变频器里的的实时位置值，在plc里编写定位控制，主要是S形减速定位：

 在什么时候开始执行S形减速呢？假设当前速度是200rpm，减速时间0.5s，以5ms为时间单位累积100点，减速距离就是： S = 1/2 * 200rpm*0.5s，也就是说减速距离是根据速度自动计算的提前量，实际的测试效果很好，我就没用变频器自己的位置环。

长见识了。

楼主自己做的S曲线很漂亮，学习一下。

技术论坛还是有很多传动大牛的！

这个贴很有实际应用价值， 谢谢分享！