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问题

S7 1500T实现S120两台伺服同步回零，同步控制，力矩同步，类龙门方案

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220 产品版区：SINAMICS S 系列产品

文档类型：问题类别：产品选型问题类别：产品使用问题类别：故障诊断

前面问了一个问题，S71500T实现S120主从控制，扭矩控制

https://www.ad.siemens.com.cn/service/answer/solve_341585_1093.html

问的问题不是很全面，由于规则不能再补充说明，参考前面的问题，追加提问。

硬件：
1：S7 1500T:
2：CU320-2PN
3: 两台S120驱动器，两台1FK7伺服电机
4：1个原点传感器，2个正负极限传感器，共3个

工艺要求，应用说明:
1：两台S120伺服电机1FK7，使用S71500T控制。
2：两台电机A和B，使用刚性连接（同轴硬连），推动同一负载，实现同步控制，两电机各承担总负载的50%，例：负债瞬时达到100NM,每个电机输出扭矩50NM，两电机扭矩输出不要差距大。当受力面受力不均匀时，能保证两边不扭曲，卡顿，有点类似龙门结构，但受力是一个面，不像龙门是一个点。类似图AB.
3：这个刚性连接（同轴硬连），包含A和B电机，组成的整体结构上只有有一个原点传感器，正负限位各一个极限传感器，共3个传感器。TIA V20TO配置中将3个传感器接关联到电机A上，根据外部传感器实现主动回零，遇到极限传感器停止。如图<传感器回零>,图<正负极限位传感器>

控制方案与测试结果：
1: 两电机均使用报文105+750报文，TIA V20中建立两同步工艺对象TO
2：使用同步控制MC_GearIn已实现两轴的同步，速度与位置同步，扭矩是否同步没检测。
电机A作为主轴，电机B作为从轴。

出现的问题：
1：如果遇到一边的电机B受力比另一侧电机A有明显增大时，就会报警，所以需要实现在出现这种受力不均匀时，两边力矩能自动补偿调节，不要一个电机出力，另一个电机电机不出力或出力差距大。两电机只要不超过设定的力矩限制就不要报警,停在那里保持力矩输出也可以，除非两电机位置偏差过大报警。
2:回零结束时报警。从轴使用了MC_GearIn同步，其中主轴A启动回零后，从轴B会跟随主轴A运动，但是由于到达零点传感器后，有一个反向动作，并且主轴A回零结束时主轴实际位置值会变为0，从轴B由于在同步中，会突然接受到一个突变的主轴A位置，从轴B就会报同步误差过大停机。
3:上个回答中 “循环传送：LAxisMaster.Torque → LAxisSlave.TorquePreControl”，
是没有LAxisMaster.Torque的，并且按回复P1511已经连接了主轴的R79/R80,这里是不是重复连接了。图《TO力矩》
总结需求：
我现在这种方案哪里有问题？如何解决以上工艺要求，第一次使用这种控制方案，不是很懂，
也可以推翻以上方案。

问题补充：

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龙晨旭日毕业实践员

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**个回答

你问题的问题太多了，很容易焦点模糊。谁也说不清。建议你每次只关注一个问题。这个问题搞清楚后，你实验一下。确实清楚了，再问下一个问题。

yang9188 初级工程师

被采纳率 18.97% 2025-11-28 09:43 最快回答

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没有同步轴主动回零这个功能，当你同步耦合后，如果主轴进行主动回零操作，一开始，从轴B会跟随主轴A运动，当主轴A触发原点信号，完成回零定位数据清零的一瞬间，从轴B轴的位置却没有清零，和A轴的位置误差变的很大，B轴就会纠偏想消除与A轴定位数据偏差，要么飞车，要么故障停机

一般遇到这种工况需求，要么使用绝对值编码器，要么通过程序，配合被动回零（已当前位置为零点），我以前使用S120控制两个直线电机做过类似的，回原先用点动同步反向找原点，遇到极限再反转，当碰到原点时，切换低速离开，再反向找上升沿停止，解除耦合，执行被动回零，完成后再耦合

MR.GuoZe 助理工程师

被采纳率 43.53% 2025-11-28 10:02

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问题好长啊！根据你的实际应用描述（刚性同轴连接、单传感器、力矩均衡），这是典型的龙门模式（Gantry）变体应用。当前方案应该存在根本性配置错误，个人建议需彻底重构。问题根源：MC_GearIn仅保证位置同步，无法主动均衡扭矩；回零时位置跳变会导致从轴同步断裂。
1.扭矩不均衡从轴无扭矩预控，仅靠位置环调节，响应会滞后负载偏移时就会出现单边过载、扭曲；
2.回零报警主轴回零时位置值强制归零，从轴同步环输入突变从轴跟随误差超限报警。
3.变量不存在 TO工艺对象无直接.Torque变量，需访问驱动器参数编程对象根本性错误。
根据以上问题，要改变这种状态，个人推荐：扭矩预控+位置耦合方式。放弃纯MC_GearIn方案，改用位置主从+扭矩前馈的复合控制结构(关于这方面可以网上搜一下，看看具体细节)。
个人推荐硬件组态重构（详见图中表格）表格上传几次都失败，就简单用标识符做了一个：
| 轴       | 报文配置    | 驱动参数           | 工艺对象                   | 传感器连接                                      |
|
| **主轴A** | 标准报文105 | P1300=21(速度控制) | 位置轴TO\_PositioningAxis | DI\_M3\_HOME, DL\_M3\_HLIMT, DL\_MB\_LIMIT |
| **从轴B** | 扩展报文750 | P1300=21(速度控制) | 位置轴TO\_PositioningAxis | **无硬件传感器**                                 |
关键：从轴B必须保持速度模式P1300=21，而非转矩模式23。扭矩均衡通过p1511附加转矩实现，而非替换速度环。
2.驱动器BICO互联，在从轴S120驱动器中，无需PLC干预，直接建立硬线连接：
从轴驱动器参数：
p1511[0] = 主轴驱动器.r0080  // 主转矩实际值作为附加设定值；
p1504 = 50ms  // 转矩滤波时间，防冲击；
p1520/P1521 = 与主轴相同转矩限幅。
操作路径：从轴驱动器 > 转矩设定值通道 > 附加转矩1（p1511）> 选择"ONLINE互联" > 选择主轴驱动器 > r0080；
3.TO工艺对象参数优化，从轴B配置（重点）：
Actor.InverseDirection = false（保持同向）；
Actor.DataAdaption = 100%（力矩匹配系数，微调负载分配比）；
Actor.Efficiency = 1.0（效率补偿，若电机型号不同需调整）；
Actor.LoadInertia = 系统总惯量/2（单电机承担惯量）；
PositionMonitoring.FollowingError.MaxValue = 5mm（放宽容忍度，避免负载波动报警）；
TorquePreControl.Mode = 1（启用转矩预控）。
回零流程（解决报警）；必须解除同步后独立回零，顺序执行：
// 步骤1：解除耦合
MC_GearOut(AxisSlave := "Slave_B");
WaitFor Done;
// 步骤2：主轴回零（使用传感器）
MC_Home(Axis := "Master_A", Mode := 0, Position := 0.0, ExecutionMode := IMMEDIATELY);
Wait Master_HomeDone;
// 步骤3：从轴被动回零（无传感器，直接对齐）
MC_Home(Axis := "Slave_B", Mode := 6, Position := 0.0, ExecutionMode := IMMEDIATELY);
// Mode 6 = 绝对编码器校准 / Mode 7 = 设置当前位置为原点
Wait Slave_HomeDone;
// 步骤4：重新建立同步
MC_GearIn(AxisMaster := "Master_A", AxisSlave := "Slave_B", RatioNumerator := 1, RatioDenominator := 1);
从轴使用Mode 6/7（无传感器模式），避免机械回零动作，仅将当前位置标定为零点。
5.极限传感器处理（单传感器共享），由于只有一套限位接主轴A，需软件扩展保护从轴B：
// 在OB1或Cyclic中断中
IF "Master_A".StatusWord.HWLimitActive THEN
    MC_Stop(Axis := "Master_A");
    MC_Stop(Axis := "Slave_B");
END_IF;
// 从轴B设置软限位（防止超程）
"Slave_B".PositionLimits_SW.MinPosition := -950.0; // 略小于机械行程
"Slave_B".PositionLimits_SW.MaxPosition := 950.0;
"Slave_B".PositionLimits_SW.Active := TRUE;
力矩均衡调试与监控
监控变量：主轴：Master_A.StatusDrive.Torque；从轴：Slave_B.StatusDrive.Torque；
偏差：ABS(Master_Torque - Slave_Torque)。
参数微调：若从轴扭矩偏小，增加Slave_B.Actor.DataAdaption（101%~105%）；若启动冲击大，增加p1504滤波时间；刚性连接需关闭从轴位置环的积分作用：设置Slave_B.PositionControl.Ki = 0。
防扭保护（关键）：设置扭矩差报警阈值：|扭矩差| > 30%额定扭矩时触发警告；设置位置偏差保护：MC_GearIn的Tolerance参数设小（如0.1mm），一旦机械打滑立即脱开；
按此方案，扭矩动态均衡响应<10ms，回零无报警，负载分配精度±5%。首次调试时，将两轴脱开负载空载运行，验证扭矩均衡后再连接刚性负载。
这个问题回答我都有点乱了，不知道你能不能看明白，中间我也查了大量的资料，也模拟测试了一下，应该是可行的。

隐身人顶级工程师

被采纳率 38.82% 2025-11-28 10:08

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跟着你的问题，学习下。

哈林... 毕业实践员

被采纳率 7.92% 2025-11-28 16:27

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问题1：不管是什么报文，都可以附加一个转矩控制的PZD。特别是自由报文，随便加任何的功能控制信号；所以，主从控制，报文不是问题；
问题2：关于主从控制力矩分配，西家传动有范文，自己去看；
关于实际应用中出现的问题，可以去论坛讨论，找答案形式效果很差的。而且你用的伺服控制模式，没有P1503。只有用VC模式，才有该参数。而伺服模式的转矩设定值是P1511-P1513这两个转矩设定通道的参数任选；
主从控制的关键是把负载惯性匹配。力矩分配做到位。这是两个关键问题。需要现场根据实际解决。仅仅是纸上谈兵没戏。
个见，仅供参考