西門子公司為適應小型運動控制需求,推出了一款小型高性能伺服SINAMICS V90。SINAMICS V90 伺服驅動和 SIMOTICS S-1FL6 伺服電機組成了性能優化,易于使用的伺服驅動系統,八種驅動類型,七種不同的電機軸高規格,功率范圍從0.05kW到7.0kW以及單相和三相的供電系統使其可以廣泛用于各行各業。比如:定位,傳送,收卷等設備中,同時該伺服系統可以與S7-1500T/S7-1500/S7-1200 進行完美配合實現豐富的運動控制功能。那么,今天小編同大神一起,帶你玩轉西門子V90伺服驅動器。
分為脈沖序列版本(PTI)和PROFINET版本(PN)兩種,如下圖所示:
支持以下幾種運動模式:
1) 外部脈沖位置控制模式(PTI)
2) 內部設定值位置控制模式(IPOS)
3) 速度模式(S)
4) 轉矩模式(T)
PTI是伺服應用中最基本使用也是最頻繁的模式,今天我們一起來學習如何使用該模式。通過PLC發送高速脈沖來驅動伺服進行定位,對于伺服的調試較為簡單,繁瑣的是在PLC中編寫高速脈沖輸出程序。
首先,應該對外部硬件連接,如下圖所示。
西門子plc和伺服驅動器的接線示意圖
接下來開始對參數進行調試,可以通過驅動器面板和V-ASSISTANT軟件兩種方式調試參數,但軟件與驅動器連接后面板則無法使用。此處簡單介紹面板設置參數的方法,面板如下圖所示。
在設置參數前最好先進行恢復出廠設置,恢復完成后斷電重啟,方法如下圖所示。
所有參數調試完成后都需要進行斷電保持設置,將修改的參數存儲到ROM保持區,否則斷電后恢復缺省值,方法如下圖所示。
設置參數步驟如下圖所示:
在進入參數設置前需要選擇正確的參數組號如P0A,0B,0C,0D等,也可選擇P ALL組,進入后通過<移位鍵來修改參數編號,如下圖所示。
注意:初次上電驅動器未與PLC相連時,常出現F7491 、F7492和A52902號錯誤。原因為 順時針行程限制信號(CWL)和逆時針行程限制信號(CCWL)以及急停(EMGS) 這三個信號為OFF。默認必須為ON才可運行,如果實際使用時無需用到這三個功能,可通過把P29300的第1、2、6位設為1來強制為ON,如下圖所示。
注意:通過面板設置時要轉換成十六進制數,通過軟件設置則轉換成十進制。
如未識別到伺服電機,則會發生故障 F52984。請手動輸入電機ID(p29000)進行校準,電機 ID 可參見電機銘牌。
默認運行方向為 CW(順時針)。如有必要,可通過設置參數 p29001 更改運行方向。p29001=0:CW,p29001=1:CCW
下面我們來看一下外部脈沖位置模式的調試步驟:
1、斷開主電源;
2、將伺服驅動斷電,并使用信號電纜將其連接至控制器(例如,SIMATIC S7-200 SMART)。為確保正常運行,數字量信號 CWL、CCWL 和EMGS 必須保持在高電平(1);
3、打開 DC 24 V 電源;
4、檢查伺服電機類型;
· 如果伺服電機帶有增量編碼器,請輸入電機ID(p29000)-46
· 如果伺服電機帶有絕對編碼器,伺服驅動可以自動識別伺服電機。
5、設置P29003=0脈沖位置控制模式(必須在使能關閉狀態修改,默認p29003=0);
6、保存參數并重啟伺服驅動以應用外部脈沖位置控制模式的設定;
7、設置參數 p29010 選擇設定值脈沖信號形式。 · p29010=0:脈沖+方向,正邏輯;
8、設置參數 p29014 選擇脈沖輸入通道。p29014=1:24 V 單端脈沖輸入;
24 V 單端脈沖輸入為出廠設置。
9、設置電子齒輪比。通過參數 p29012 和 p29013 來設置電子齒輪比。
p29012:電子齒輪比分子。共有四個分子(p29012[0] 至p29012[3])。
p29013:電子齒輪比分母。 也可通過p29011: 每轉設定值脈沖數。
10、設置扭矩限值和轉速限值。內部設定值: p29043;
11、通過設置下列參數來配置必要的數字量輸入DI信號:
出廠設置如下:(外部脈沖位置模式DI信號使用較少)
· p29301[0]: 1 (SON) · p29302[0]: 2 (RESET)
· p29303[0]: 3 (CWL) · p29304[0]: 4 (CCWL)
· p29305[0]: 5 (G-CHANGE) · p29306[0]: 6 (P-TRG)
· p29307[0]: 7 (CLR) · p99308[0]: 10 (TLIM1)
12、 檢查編碼器類型。如使用絕對編碼器,必須通過 BOP 菜單功能“ABS”調整絕對編碼器;
13、設置編碼器脈沖輸出;
14、通過 BOP 保存參數;
15、打開主電源;
16、清除故障和報警;
17、將信號 SON 置為高電平,通過指令設備輸入外部脈沖,伺服電機開始運行。如果不使用外部使能,可將P29300的第0位設置為1使能強制為ON。
在上述步驟中,設置電子齒輪比較為繁瑣,下面介紹一下電子齒輪比的設置方法。
電子齒輪比=反饋回來的脈沖數/發送過去的脈沖數
為什么要設置電子齒輪比,設置了齒輪比有什么作用?
一、是調整電機旋轉1圈所需要的指令脈沖數,以保證電機轉速能夠達到需求轉速。
例如上位機PLC最大發送脈沖頻率為100KHz,若不修改電子齒輪比, 則電機旋轉1圈需要10000個脈沖,那么電機最高轉速為600rpm,若將電子齒輪比設為2:1,或者將每轉脈沖數設定為5000,則此時電機可以達到1200rpm轉速。
二、 避免脈沖數產生小數,取整后影響定位精度
根據第一種方法算出電子齒輪比,雖然速度滿足了,還應考慮脈沖當量是否能滿足精度要求,還要根據機械傳動比測算一下脈沖當量,若無法滿足可適當減小轉速以達到精度要求。如果系統對精度要求很高需要較小的脈沖當量,則應根據脈沖當量運算,運算方法如下圖所示。
總結:設定電子齒輪比肯定會降低伺服的分辨率影響精度,但合理的設置避免脈沖產生小數卻能提高精度。且在誤差允許范圍內適當調整電子齒輪比可以提高電機轉速,所以在設定電子齒輪比并不能一味的按照公式推算,應當權衡精度和速度的要求,使系統性能發揮到最佳。