西门子S7-1500连接 V90 PN 实现运动控制
PLC/HMI 发布时间:2020年9月7日 09:40 收录时间:2020年11月21日 10:30 作者:启程自动化培训 来源:微信公众号

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全新的工艺型 CPU,S7-1500T-CPU 是西门子新推出的一款运动控制 CPU,它无缝扩展了 中高级 PLC 的产品线,在标准型/安全型 CPU 功能基础上,能够实现更多的运动控制功能。根 据对工艺对象数量和性能的要求,可选择不同等级的 T-CPU 模块,适应从简单到复杂的应用。使用运动控制 PLC 可以使运动控制化繁为简,有如下特点:


• 标准、运动控制和安全功能集成在一个 CPU 中实现

   通过 PROFINET 连接西门子 SINAMICS 驱动器

• TIA Portal 为控制器、驱动器、HMI 提供统一、高效的工程平台

• 智能、友好的组态和调试工具,例如如凸轮编辑器、控制面板和运动学轨迹记录

• 运动控制编程基于国际标准 PLCopen,无需专业知识

• 面向工艺对象(TO)的控制方式,便于工程、调试和维护,简化了机器制造商和用户 的工作


通过工艺对象可以轻松实现以下基本功能:

S7-1500T 可以连接具有 PROFIdrive 功能的驱动装置或带模拟量设定值接口的驱动装置, 通过标准运动控制指令实现运动控制功能,通过轴控制面板以及全面的在线和诊断功能可轻 松完成驱动装置的调试和优化工作。


本文以 S7-1500T 连接 V90 PN 为示例,详细介绍了项目的配置及组态、轴的配置、V90 PN 的在线测试及优化以及轴工艺对象的功能测试。


2 配置组态

2.1 使用的软硬件

项目中使用的硬件如表 2-1 所示。

序号

说明

订货号

1

CPU 1515T-2 PN V2.5

6ES7 515-2TM01-0AB0

2

V90 PN

6SL3210-5FB10-1UF0

表 2-1 使用的硬件


项目中使用的软件如表 2-2 所示。

序号

名称

版本

1

TIA Portal Step7

V14SP1

2

TIA_Portal_V14_HSP

V14

表 2-2 项目中使用的软件


2.2 在博途软件中安装 V90 HSP 文件

从博途 V14 版本开始可以通过使用硬件支持包 (HSP)在 TIA Portal 中添加和组态 SINAMICS V90 PN 驱动装置。

图 2-1 系统示意图


在博途软件中安装 HSP ,操作步骤如表 2-3 所示。表 2-3 在博途软件中安装 HSP 的操作步骤

1.

下载 HSP 并且解压缩到计算机中, 解压缩后的文件为:


2.

打开博途软件,在项目视图下点击选项菜单(选项->硬件支持包)来安装 V90  HSP 文件:

点击“从文件系统添加”,在弹出的画面中选择 V90PN 的 HSP 文件后点击”Open”:

3.

选中文件后勾选 HSP0185 Sinamics V90 V1.0 选项进行安装:


4.

提示需要关闭博途软件,点击“确定”按钮:

5.

在关闭博途软件之前,安装无法继续进行,用户需要手动关闭博途软件:

6.

当关闭博途软件后,“继续”按钮变成可以点击,点击后继续进行安装:



7.

安装后点击“重新启动”,完成 HSP 的安装过程:




2.4 S7-1500T 连接 V90 PN 项目硬件组态

完成安装 HSP 之后,需要在博途软件中进行 PLC 硬件组态,在网络视图中添加 V90PN

驱动装置,操作步骤如表 2-4 所示。

表 2-4 硬件组态步骤

1.

创建新的项目:

2.

添加 1500T 到项目中 ,本文使用的 PLC 为 S7-1515T-2PN  V2.0:


3.

在网络视图中,将“驱动和启动器->SINAMICS V90 PN”文件夹中的 V90 PN 拖到网络中,注 意添加的产品型号需要和实际使用的一致,本文使用的产品为:6SL3210-5FB10-1UF0:


4.

创建 1500T 与 V90PN 的网络连接并设置设备的 IP 地址及设备名称:

1500T 的 IP 地址设置:

V90 PN 的 IP 地址及设备名称设置:


5.

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 Port2:

6.

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


2.5 工艺对象轴配置 完成硬件组态之后,需要进行博途软件下进行工艺对象轴的配置,本文配置定位轴并且

关联到 V90PN 驱动装置,配置步骤如表 2-5 所示。表 2-5 工艺对象轴配置步骤

1.

在左侧目录树中,双击“新增对象”创建新的工艺对象 (TO),在此选择定位轴:

2.

配置 TO 中的驱动,选择 V90 PN,V90 默认采用的报文为 105 报文,支持 DSC 控制:


3.

检查编码器的类型和连接,需要和实际使用的产品一致:


4.

“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 105 报文,勾选“自动传送驱动装置参数值”:

“与编码器进行连接”中,编码器信息通常不需要用户填写,因为博途软件已经集成了 V90  PN

的信息,默认采用的报文为 105 报文,勾选“自动传送编码器参数值”:

5.

用户可以根据实际的需要选择和填写后续的信息,具体内容请参考 S7-1500T。

6.

保存编译并且下载到 S7-1500T 中。


3 .V90 PN 的在线测试和优化

通过如上步骤建立通信并且下载到 PLC 后,可以进行驱动和 PLC 的在线调试和优化, 操作步骤如表 3-1 所示。

表 3-1 测试及优化

1.

首先对 V90 PN 进行在线,右键点击下图中 Drive_1,并且选择“Go online”:

随后进行控制面板的测试,可以使用博途集成的控制面板进行操作,点击“Active”按钮:

2.

通过控制面板获取控制权时需要点击“OK”按钮进行确认:


3.

点击“Switch on”按钮使能驱动,通过 JOG 按钮进行驱动测试:

4.

切换面板到优化界面,并且选择激活控制权:


5.

填写移动距离为 720 度,随后点击启动优化按钮进行优化,如果用户对于系统的特性有特殊的 需求,可以提高 Dynamic factor 系数,或者点击 Extended settings 扩展设定进行独立设置,在 Further values 中可以进行滤波器设置:


6.

经过一段测试过程,系统会出现优化后的参数和之前的参数对比等信息,点击 Save 按钮保存参 数:

经过如上操作后,还需要把优化好的参数保存到离线的计算机项目中,可以首先放弃控制权,然后选择 Drive_1[V90 PN ]后点击上载按钮保存参数:


4 .轴工艺对象功能的测试

通过如上步骤完成驱动的测试和优化后,可以进行 PLC 的轴工艺对象的测试操作,操作 步骤如表 4-1 所示。

表 4-1 轴工艺对象测试步骤

1.

首先对 PLC 进行在线,右键点击下图中 PLC_1,并且选择“Go online”。随后双击轴工艺对象下面的 Commissioning:

在弹出的轴控制面板中进行轴的测试,点击“Active”按钮:

2.

通过“Enable”按钮使能轴 TO 后,可以通过点动的方式进行测试:


3.

在确定轴工艺对象正常工作后,可以通过优化界面进行测试,即可以通过设定速度和加速度以及 目标距离等信息,观察设定位置和实际位置之间的关系,如果跟随特性不理想可通过调整增益 Gain 或者前馈分量 Precontrol 的百分比进行测试:

4.

如果优化过程满足需要后,用户可以编写 PLC  Open 程序进行工艺相关的编程操作。




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