玩轉西門子V90伺服驅動器,就是這麼簡單

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,易於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,功率範圍從0.05kW到7.0kW以及單相和三相的供電系統使其可以廣泛用於各行各業。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。那麼,今天小編同大神一起,帶你玩轉西門子V90伺服驅動器。

分為脈衝序列版本(PTI)和PROFINET版本(PN)兩種,如下圖所示:

玩轉西門子V90伺服驅動器,就是這麼簡單

支持以下幾種運動模式:

1) 外部脈衝位置控制模式(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發送高速脈衝來驅動伺服進行定位,對於伺服的調試較為簡單,繁瑣的是在PLC中編寫高速脈衝輸出程序。

首先,應該對外部硬件連接,如下圖所示。


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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後面板則無法使用。此處簡單介紹面板設置參數的方法,面板如下圖所示。


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在設置參數前最好先進行恢復出廠設置,恢復完成後斷電重啟,方法如下圖所示。


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所有參數調試完成後都需要進行斷電保持設置,將修改的參數存儲到ROM保持區,否則斷電後恢復缺省值,方法如下圖所示。

設置參數步驟如下圖所示:


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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,進入後通過


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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。


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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衝位置模式的調試步驟:

1、斷開主電源;

2、將伺服驅動斷電,並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脈衝位置控制模式(必須在使能關閉狀態修改,默認p29003=0);

6、保存參數並重啟伺服驅動以應用外部脈衝位置控制模式的設定;

7、設置參數 p29010 選擇設定值脈衝信號形式。 · p29010=0:脈衝+方向,正邏輯;

8、設置參數 p29014 選擇脈衝輸入通道。p29014=1:24 V 單端脈衝輸入;

24 V 單端脈衝輸入為出廠設置。

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: 每轉設定值脈衝數。

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:(外部脈衝位置模式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、設置編碼器脈衝輸出;

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衝,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=反饋回來的脈衝數/發送過去的脈衝數

為什麼要設置電子齒輪比,設置了齒輪比有什麼作用?

一、是調整電機旋轉1圈所需要的指令脈衝數,以保證電機轉速能夠達到需求轉速。

例如上位機PLC最大發送脈衝頻率為100KHz,若不修改電子齒輪比, 則電機旋轉1圈需要10000個脈衝,那麼電機最高轉速為600rpm,若將電子齒輪比設為2:1,或者將每轉脈衝數設定為5000,則此時電機可以達到1200rpm轉速。

二、 避免脈衝數產生小數,取整後影響定位精度

根據第一種方法算出電子齒輪比,雖然速度滿足了,還應考慮脈衝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衝當量,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衝當量,則應根據脈衝當量運算,運算方法如下圖所示。


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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衝產生小數卻能提高精度。且在誤差允許範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並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。


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