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S7-1500对V90 PN进行位置控制的三种方法

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发布时间:2024年01月08日
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本章主要介绍 S7-1500对V90 PN进行位置控制的三种方法。

S7-1500对V90 PN进行位置控制的三种方法

S7-1500系列PLC可以通过PROFINET与V90 PN伺服驱动器搭配进行位置控制,实现的方法主要有以下三种:
• 方法一、在PLC中组态位置轴工艺对象,V90使用西门子报文105,通过MC_Power、MC_MoveAbsolute等PLC Open标准程序块进行控制, 这种控制方式属于中央控制方式(位置控制在PLC中计算)。
• 方法二、PLC使用FB284(SINA_POS)功能块,V90使用西门子报文111,实现相对定位、绝对定位等位置控制功能,这种控制方式属于分布控制(位置控制在驱动器中计算)。
• 方法三、PLC使用FB38002(Easy_SINA_Pos)功能块,V90使用西门子报文111,此功能块是FB284功能块的简化版,功能比FB284少一些,但是使用更加简便。

V90 PN配置要点

• 对于方法一:设置控制模式为"速度控制(S)"
• 对于方法二或三:设置控制模式为"基本定位器控制(EPOS)",配置通信报文为西门子报文111
• V90在线后点击"设置PROFINET->配置网络",设置V90的IP地址及设备名称:注意:设置的设备名称一定要与1500项目中配置的相同。
参数保存后需重启驱动器才能生效。

方法一 使用标准报文105和工艺对象

V90 PN与PLC采用PROFINET IRT通信方式并使用西门子报文105,项目步骤如下:

1. 创建项目后,添加新设备S7-1500 PLC

2. 在网络视图中添加V90 PN设备(使用HSP)

须注意,方法一必须使用V90 HSP文件组态,不能使用V90 PN的GSD文件。
HSP文件下载链接:

https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/72341852
注意:此处的V90固件版本必须与实际使用的相一致。

2. 建立V90 PN与PLC的网络连接,并分别设置S7-1500及V90 PN的IP地址及设备名称:

V90 的IP地址及设备名称设置:

3. 在网络视图中配置PROFINET IRT通信,需要注意当前V90 PN的通信时间最短为2ms:

4. 在拓扑视图中配置通信的接口连接,本例为PLC的Port2连接V90 PN的Port1:

5. 插入一个位置轴

配置TO中的驱动,选择V90 PN,V90默认采用的报文为西门子报文105:

根据V90电机的编码器选择编码器类型,对于绝对值编码器建议选择循环绝对编码器

"与驱动装置进行连接"中,数据交换和信息传递通过集成组态的形式可以实现自动传递,默认采用的报文为西门子105,勾选"运行时自动应用驱动值(在线)":

"与编码器进行连接"中,编码器信可以不填写,通过勾选"自动进行编码器数据交换(在线)"自动获取相关参数:

用户可以根据实际的需要选择和填写后续的信息,完成工艺对象的配置。

5. 在OB1中使用MC_Power、MC_MoveAbsolute等PLC Open标准程序块编写轴的位置控制程序,PLC Open指令位于工艺指令目录下的运动控制文件夹中,命令相关说明请查看博途的帮助文件。

详细文档点击此处查看

方法二 使用西门子报文111和FB284(SINA_POS)

V90 PN与PLC采用PROFINET RT通信方式并使用西门子报文111,V90 PN设置控制模式为"基本位置控制(EPOS)"。

1. 创建新项目,添加新设备S7-1500 PLC,在网络视图中添加V90 PN设备

须注意,方法二和方法三必须使用V90 GSD文件组态,不能使用V90 PN的HSP。

V90 PN的GSD文件,下载链接:

https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/109737269
随后通过 "选项"菜单的"管理通用站描述文件(GSD)"进行安装。

2. 建立V90 PN与PLC的网络连接,并分别设置S7-1500及V90 PN的IP地址及设备名称:

PLC IP地址的设置:

V90 PN IP地址及设备名称的设置:

3. 在V90 PN的设备视图中插入西门子报文111

4. 编写程序

此种方法需要调用驱动功能库文件,可以通过以下两种方法进行安装:
(1) 安装Startdrive软件,在TIA 博途软件中就会自动安装驱动库文件
Startdrive软件V14.1:

https://support.industry.siemens.com/cs/us/en/view/68034568
SINAMICS Startdrive V15:

https://support.industry.siemens.com/cs/us/en/view/109754382
SINAMICS Startdrive V15.1:

https://support.industry.siemens.com/cs/us/en/view/109760845
(2) 在TIA 博途中安装SINAMICS Blocks DriveLib,下载链接:

https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/109475044

在OB1中将DriveLib_S7_1200_1500中的SINA_POS(FB284)功能块拖拽到编程网络中(此功能块只能与报文111配合使用),进行位置控制。

注意:功能块参数HWIDSTW及HWIDZSW的赋值请参看下图:

5. FB284功能块输入输出块参数说明

输入参数:

输入信号类型含义
ModePosINT运行模式:1 = 相对定位2 = 绝对定位3 = 连续运行模式(按指定速度运行)4 = 主动回零5 = 直接设置回零位置6 = 运行程序段 0~157 = 按指定速度点动8 = 按指定距离点动
EnableAxisBOOL伺服运行命令:0 = 停止(OFF1)1 = 启动
CancelTraversingBOOL0 = 取消当前的运行任务1 = 不取消当前的运行任务
IntermediateStopBOOL暂停任务运行:0 = 暂停当前运行任务1 = 不暂停当前运行任务
PositiveBOOL正方向
NegativeBOOL负方向
Jog1BOOL点动信号1
Jog2BOOL点动信号2
FlyRefBOOL此输入对V90 PN无效
AckErrorREAL故障复位
ExecuteModeBOOL激活请求的模式
PositionDINTModePos=1或2时的位置设定值[LU]ModePos=6时的程序段号
VelocityDINTModePos=1、2、3时的速度设定值[LU][1000LU/min]
OverVINT设定速度百分比0~199%
OverAccINTModePos=1、2、3时的设定加速度百分比 0~100%
OverDecINTModePos=1、2、3时的设定减速度百分比 0~100%
ConfigEPOSDWORD可以通过此参数控制基本定位的相关功能,位的对应关系见下表
HWIDSTWHW_IOV90设备视图中报文1的硬件标识符
HWIDZSWHW_IOV90设备视图中报文1的硬件标识符

ConfigEPOS位的对应关系:

输出参数:

输出信号类型含义
AxisEnabledBOOL驱动已使能
AxisPosOkBOOL目标位置到达
AxisSpFixedBOOL设定位置到达
AxisRefBOOL已设置参考点
AxisWarnBOOL驱动报警
AxisErrorBOOL驱动故障
LockoutBOOL位置环设定值到达目标位置
ActVelocityDINT实际速度[十六进制的40000000h对应 p2000参数设置的转速]
ActPositionDINT当前位置LU
ActModeINT当前激活的运行模式
EPosZSW1WORDPOS ZSW1的状态
EPosZSW2WORDPOS ZSW2的状态
ActWarnWORD驱动器当前的报警代码
ActFaultWORD驱动器当前的故障代码
ErrorBOOL1=存在错误

详细文档点击此处查看

方法三 使用西门子报文111和FB38002 (Easy_SINA_Pos)

V90 PN与PLC采用PROFINET RT通信方式并使用西门子报文111,V90 PN设置控制模式为"基本位置控制(EPOS)"。

1. PLC与V90 PN的项目配置与方法二中的步骤完全相同。

2. FB38002(Easy_SINA_Pos)是FB284(SINA_POS)的简化版,功能比FB284少一些,但是使用更加简便,可以通过如下链接下载库文件:

http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/109747655

3.在TIA 博途中添加库文件,并将库中的Easy_SINA_Pos功能块拖拽到左侧"程序块"中

4.在OB1中调用Easy_SINA_Pos功能块,为功能块各参数添加变量:

注意:对功能块参数HWI DSTW及HWI DSZW的赋值可以通过点击参数,在下拉菜单中选择对应的西门子报文111选项。
也可以参看下图,在设备视图的报文属性中查询硬件标识符的数值:


5. FB38002功能块输入输出参数说明

输入信号类型含义
ModePosINT运行模式:1 = 相对定位2 = 绝对定位4 = 主动回零7 = 按指定速度点动
EnableAxisBOOL伺服运行命令:0 = 停止(OFF1)1 = 启动
Jog1BOOL点动信号1
Jog2BOOL点动信号2
MDIPositionDINTMDI运行模式下的位置设定值[LU]
MDIVelocityDINTMDI运行模式时的速度设定值[1000LU/min]
ExecuteModeBOOL激活请求的模式
RefCamInputBOOL回零开关信号
RefDirectionBOOL选择回零开始的方向:0 = 正向寻零1 = 反方向寻零
AckErrorBOOL故障复位
HWLimitEnableBOOL激活硬件限位开关:1 = 激活
SWLimitEnableBOOL激活软件限位开关:1 = 激活
HWIDSTWHW_IO符号名或SIMATIC S7-1x00设定值槽的HW ID
HWIDSTWHW_IO符号名或SIMATIC S7-1x00设定值槽的HW ID

输出信号类型含义
ModeErrorBOOLModePos不在1-7范围内
CommunicationErrorBOOL使用SFC14/15 于驱动器进行通讯发生故障
DiagIDWORD通信错误,在执行SFB 调用时发生错误
AxisEnabledBOOL驱动已使能
AxisErrorBOOL驱动故障
AxisWarnBOOL驱动报警
AxisPosOkBOOL目标位置到达
AxisRefBOOL已设置参考点
ActVelocityDINT实际速度[十六进制的40000000对应 p2000参数设置的转速]
ActPositionDINT当前位置LU
ActModeINT当前激活的运行模式
ActWarnWORD驱动器当前的报警代码
ActFaultWORD驱动器当前的故障代码

详细文档点击此处查看

常问问题

1、S7-1500 可以控制几个V90 PN进行位置控制?

如果采用方法一对V90进行速度控制,需要使用TIA Selection Tool或SIZER软件进行配置,计算PLC的带轴能力。对于方法二及三,在不挂其他PROFINET设备下,最多可以控制64个V90 PN。

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