西門子MASTERDRIVES伺服的簡要過程控制

韋才競，蔣麗艷

(桂林中昊力創(chuàng)機電設(shè)備有限公司，廣西 桂林 541213）

MASTERDRIVES伺服是SIEMENS旗下一款老的伺服系統(tǒng)，一般在老設(shè)備改造中常用，因為少用，所以鮮為人知，在這里就簡單介紹一下其通用的一些過程控制（以下將MASTERDRIVES伺服簡稱“MC”）。

1 調(diào)試軟件

調(diào)試軟件我們采用的DRIVEMONITOR_V5.5。

2 驅(qū)動器連接參數(shù)設(shè)定

將驅(qū)動器通過RS232通訊電纜連到調(diào)試電腦，打開調(diào)試軟件DRIVEMONITOR_V5.5，點開工具欄TOOLS/ONLINE SETTINGS，選擇通訊口COM及波特率（可以在設(shè)備管理器中查看或修改），其余為默認值，端口：X103。

3 驅(qū)動器參數(shù)在線

點開工具欄FILE/SET UP AN USS ONLINE CONNECTION……，點START按鈕，如果通訊口及波特率設(shè)定正確的話，可以直接在線連接驅(qū)動器的參數(shù)。亦可通過新建文件名，如圖1，選好后點OK鈕進入主畫面，再點圖標 （將參數(shù)寫到EPROM中，斷電后參數(shù)不會丟失），如果通訊口及波特率設(shè)定正確的話，也可以直接在線連接驅(qū)動器的參數(shù)。

圖1 驅(qū)動器參數(shù)在線設(shè)置畫面

4 驅(qū)動器參數(shù)設(shè)定

（1）首次使用MC控制器或更換電機后，首先需進行參數(shù)的工廠恢復：點開工具欄PARAMETERS/PARAMETER LIST顯示全部參數(shù)，P053=6（0000000000000110）——》P060=2——》P970=0對參數(shù)進行工廠恢復。

（2）使用SIEMENS標準電機時電機參數(shù)的設(shè)定：參數(shù)進行工廠恢復后顯示r000=o005——》P071=400V（進線電壓） ——》P095=1（電機類型選擇） ——》P096=？（根據(jù)電機實際型號選擇） ——》P130=2（選擇編碼器接口板） ——》P060=1——》驅(qū)動器顯示 r000=o009——》 P060=3——》P367=3（選擇工作模式為速度模式） ——》P368=2（選擇控制命令源為固定設(shè)定值和端子控制） ——》P370=1（對電機參數(shù)開始進行初始化） ——》 P060=0，電機參數(shù)的設(shè)定完成。

（3）使用第三方電機時電機參數(shù)的設(shè)定：參考PDF手冊《MC伺服控制器簡明調(diào)試》，在此不再做說明。

（4）當P368=2（選擇控制命令源為固定設(shè)定值和端子控制）時。

a.可通過軟件DRIVEMONITOR_V5.5軟面板啟動。點開下面的三角符號，打開直接控制面板，點擊使能鍵變成黃色，使能BIT1～6，選擇SPEED為%，輸入數(shù)值（范圍為-200%～200%），要按回車鍵，速度值才能生效。再按啟動按鈕啟動電機。

b.亦可通過外部端子啟動，X101/8高電平為啟動源，X101/5和X101/6組合成頻率輸出值。

c.通過直接面板控制CUMC基本定位功能。

基本定位功能參數(shù)的設(shè)定：設(shè)參數(shù)P060=7——》激活基本定位功能塊的自由功能塊U953.60=4——》U953.61=4——》U953.62=4——》設(shè)定參數(shù)將基本定位功能塊與位置控制器連接P190=882——》P209=881——》P210=1——》設(shè)定編碼器控制模塊參數(shù)P174=885——》P175.1=889——》P175.2=890——》P179=890——》P647=3（零位開關(guān)接在端子X101/6（DI4），上升沿有效；如果零位開關(guān)接在端子X101/7（DI5）上，則改P648=3，上升沿有效。）。

打開基本定位功能區(qū)：點開下面的三角符號，打開直接控制面板，再點開菜單欄的，選擇右邊選擇欄中的圖標

進入基本定位功能控制區(qū)，點擊基本定位功能控制區(qū)中的使能鍵變成黃色，此時直接控制面板使能鍵也變成黃色。

開啟基本定位功能：當直接控制面板使能鍵變成黃色后，先使能BIT1～6，再啟動裝置（即啟動BIT0），此時裝置合閘使能上，基本定位功能控制區(qū)中的P211變綠，再點擊鈕P210使之變綠，則B220變綠，基本定位功能開啟。

基本定位功能的速度模式：首先勾選EXPERT MODE，如下圖所示，再選擇方向后，設(shè)定速度值和加減速度值（最大值的%），再激活傳送數(shù)據(jù)鈕“SETPOINT TRANSFER ACTIVE”，啟動按鈕即可運行電機了。

基本定位功能的回零模式：1）首先要修改參數(shù)U866.010（回零方式選擇REF_TYP）=B1（參考點為零位的方式）——》U866.011（正向回零軟限位停是否有效）=B0（先選擇無效，當選擇B1有效時，需更改正向軟限位U865.1的值）——》U866.012（負向回零軟限位停是否有效）=B0（先選擇無效，當選擇B1有效時，需更改負向軟限位U865.2的值）——》U866.014（選擇回零方向）=B1（反向回零，當選擇=B0時為正向回零）。

2）基本定位功能電機定長單位的計算及對應(yīng)參數(shù)的修正:

C.5.2.1 進給常量的計算:以磁梁吸附電機為例：電機減速比為11.26，電機額定轉(zhuǎn)速為3 000轉(zhuǎn)/分鐘，電機每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生4 096個脈沖,輸出軸轉(zhuǎn)一圈實測為520 MM，可以計算得出電機每產(chǎn)生一個脈沖輸出軸所走的長度（UM）=（520×1 000UM）/（4 096×11.26）=11.27470027。

C.5.2.2 根據(jù)計算所得的進給常量修改參數(shù)P169=11（進給常量的整數(shù),原為1），P170=27470027（進給常量小數(shù)點后的前八位,原為0）。

C.5.2.2 根據(jù)計算所得的進給常量修改最大速度及最大加減速參數(shù)：U856（最大速度）=12 288（默認值）×11.27470027=138 543（取整）,亦可根據(jù)實際需要手動修正此參數(shù)；U857（最大加減速度）=204（默認值）×11.27470027=2 300（取整）,亦可根據(jù)實際需要手動修正此參數(shù)。

3）基本定位功能電機運行參數(shù)的修正: 進入到基本定位功能控制區(qū)（如上圖）。

C.5.3.1 點NEXT鈕,進 入 到DRIVE CONFIGURATION界面輸入軸的類型：LINEAR AXIS線性軸U585=0,選擇單位為MM。

C.5.3.2 再 點NEXT鈕 進 入 到REFERENCE POINT APPROACH界面,再點開HOMING MODE按鈕選擇回零方式:參考零位ZERO MARKER和回零方向:反向回零;

C.5.3.3 再點NEXT鈕進入定位精度監(jiān)控區(qū),再點NEXT鈕進入軟限位位置設(shè)定區(qū),設(shè)置好正負限位值;

C.5.3.4 設(shè)定完成后,可以選擇按鈕GENERATING SCRIPTFILE,系統(tǒng)會自動將設(shè)置好的參數(shù)生成腳本文件下載到裝置中,參數(shù)即可生效;

C.5.3.5 再回到第一級界面CONTROL/OBSERVE欄,如上圖,可進行回零及定位的直接控制了。

4）基本定位功能的回零啟動: 進入基本定位功能控制區(qū),如上圖,選擇回零方向BACKWARD變綠（反向回零）,再選擇回零模 式REF_TYPE（選第二欄REFERENCING OPERATION）, 設(shè)定好速度值和加減速度值（最大值的%），再激活傳送數(shù)據(jù)鈕“SETPOINT TRANSFER ACTIVE”，啟動按鈕即可運行開關(guān)回零了。

5）基本定位功能的定位模式：參數(shù)的設(shè)定同C.5,在此不再做具體的解釋了.進入基本定位功能控制區(qū),首先執(zhí)行電機回零后,選擇定位模式（絕對定位還是相對定位）如果走絕對定位就不需選擇運動方向了,如果是相對定位,則需選擇運動方向;輸入定位位置值及速度值和加減速度值（最大值的%），再激活傳送數(shù)據(jù)鈕“SETPOINT TRANSFER ACTIVE”，啟動按鈕即可運行電機走定長了。

（5）當P368=6（選擇控制命令源為總線控制）時，端口：SLOT A——CBP2，修改參數(shù)P918.1=CPU中給定的總線地址。

A、純速度模式下的總線控制：CPU中配置控制字時為2個：PPO TYPE 3，PZD-2/2，第一個為控制字（狀態(tài)字反饋），第二個為速度字（速度反饋）。

A.1、控制字的給定（可通過參數(shù)R550監(jiān)控控制字的每一個位是否通過總線送過來）：鏈接功能塊為B表示的是位鏈接,K表示的是單字鏈接,KK表示的是雙字鏈接。

A.1.1、控制字1的BIT10 ——》通過程序置1（總線開啟）；

A.1.2 控制字1的BIT0——》鏈接到驅(qū)動器的B3100（改參數(shù)P554= B3100） （啟動位）；

A.1.3 控制字1的BIT1～6——》鏈接到驅(qū)動器的B1（置1,改參數(shù)P555～P564= B1,或鏈接到B3101～B3106,通過程序置1）；

A.1.4 控制字1的BIT7——》鏈接到驅(qū)動器的B3107（改參數(shù)P566= B3107） （復位位）；

A.1.5 控制字1的BIT11——》鏈接到驅(qū)動器的B3111（改參數(shù)P571= B3111） （選擇正向運行）；

A.1.6 控制字1的BIT12——》鏈接到驅(qū)動器的B3112（改參數(shù)P572= B3112） （選擇反向運行）。

A.2、速度源的給定：為第二個控制字——》鏈接到驅(qū)動器的K3002（K3002后的數(shù)字2表示為通訊字的第二個字,改參數(shù)P443= K3002）；

A.3、電機走純速度模式運行：BIT10首先置1——》BIT1～6再置1——》BIT11（或12）置1——》MOVE速度值到第二個控制字中（十六進制的4000或十進制的16384對應(yīng)額定速度3000轉(zhuǎn)/分鐘） ——》BIT0再置1就能運行電機了。

B、CUMC基本定位功能的總線控制：CPU中配置控制字時為14個（前4個字是給PIV，不參與控制，參與控制的PZD為10個字）：PPO TYPE 5，PIV+PZD-10/10，PZD的第1個字為基本控制字（狀態(tài)字反饋），，PZD的第2個字為基本定位功能控制字（基本定位控制字反饋），PZD的第3個字為速度字（速度反饋），PZD的第4～5個字為位置字（位置反饋）。進給常量的計算可參考上述介紹的4.4.3.5的第三點：基本定位功能電機運行參數(shù)的修正。

B.1、第一個控制字的給定：PZD的第1個字（可通過參數(shù)R550監(jiān)控控制字的每一個位是否通過總線送過來）合閘使能后R550為：1001110001111111。

B.2、第二個控制字的給定：

B.2.1、控制字2的BIT0 ——》鏈接到驅(qū)動器的B3200（改參數(shù)U866.2= B3200） （REF_ON回零啟動）；

B.2.2、控制字2的BIT1 ——》鏈接到驅(qū)動器的B3201（改參數(shù)U866.3= B3201） （POS_ON定位啟動）；

B.2.3、控制字2的BIT2 ——》鏈接到驅(qū)動器的B3202（改參數(shù)U866.4= B3202） （SETUP_ON速度控制啟動）；

B.2.4、控制字2的BIT3 ——》鏈接到驅(qū)動器的B3203（改參數(shù)U866.5= B3203,也可根據(jù)實際應(yīng)用情況直接鏈接到B0或B1而不通過CPU的BIT3控制） ：（POS_TYP定位模式,B0=相對定位,B1=絕對定位 ,）；

B.2.5、控制字2的BIT4 ——》鏈接到驅(qū)動器的B3204（改參數(shù)U866.6= B3204） （D_FWD速度控制時選擇正向運行）；

B.2.6、控制字2的BIT5 ——》鏈接到驅(qū)動器的B3205（改參數(shù)U866.7= B3205） （D_BWD速度控制時選擇反向運行）；

B.2.7、控制字2的BIT6 ——》鏈接到驅(qū)動器的B3206（改參數(shù)U866.8= B3206） （SPV_RIE,當SPV_RIE_TYP=0時, SPV_RIE上升沿到,數(shù)據(jù)刷新一次）；

B.2.8、控制字2的BIT7 ——》鏈接到驅(qū)動器的B3207（改參數(shù)U866.9= B3207也可直接鏈接到B1而不通過CPU的BIT7控制） （SPV_RIE_TYP數(shù)據(jù)刷新方式,當SPV_RIE_TYP=0時, SPV_RIE上升沿到,數(shù)據(jù)刷新一次; 當SPV_RIE_TYP=1時, 數(shù)據(jù)刷新為連續(xù)裝入）；

B.2.9、控制字2的BIT8 ——》鏈接到驅(qū)動器的B3208（改參數(shù)U866.10= B3208也可直接鏈接到B1而不通過CPU的BIT8控制） （REF_TYPE回零方式 ,當 REF_TYPE=0 時 , HOMING ON THE FLY; 當REF_TYPE=1時, 參考點回零方式）；

B.2.10、 改參數(shù) U866.11= B1（REF_FWD_STOP正向軟限位停,當=B1時, 需更改正向軟限位U865.1的值大于0;當=B0時,不受正向軟限位控制）；

B.2.11、 改參數(shù) U866.12= B1（REF_BWD_STOP反向限位停,當=B1時, 需更改反向軟限位U865.2的值小于0;當=B0時,不受正向軟限位控制）；

B.2.12、控制字2的BIT12 ——》鏈接到驅(qū)動器的B3212（改參數(shù)U866.14= B3212也可直接鏈接到B1而不通過CPU的BIT8控制） （REF_D回零方向,當 REF_D=0時 , 為正向回零 ; 當REF_D=1時, 為反向回零）。

B.3、速度源的給定：PZD的第3個字——》鏈接到驅(qū)動器的K3003（改參數(shù)U868= K3003）；

B.4、位置源的給定：PZD的第4～5個字——》鏈接到驅(qū)動器的KK3034（改參數(shù)U867= KK3034）；

B.5、基本定位功能中的速度控制：首先合閘使能第一個控制字,R550顯示為:1001110001111111后——》MOVE速度值到第三個控制字中（十六進制的4000或十進制的16384對應(yīng)額定速度3000轉(zhuǎn)/分鐘） ——》控制字2的 BIT7置1（數(shù)據(jù)刷新為連續(xù)裝入） ——》控制字2的BIT2置1（速度控制啟動） ——》控制字2的BIT4或BIT5置1（選擇速度控制啟動方向）即可運行電機了。

B.6、基本定位功能中的回零控制：

B.6.1、U866.011（正向回零軟限位是否有效）=B0（先可以選擇無效，當回零后再選擇B1有效，需更改正向回零軟限位U865.1的值大于零）；

B.6.2、U866.012（反向回零軟限位是否有效）=B0（先可以選擇無效，當回零后再選擇B1有效，需更改正向回零軟限位U865.2的值小于零）；

B.6.3、檢查零位開關(guān)接線端子X101/6（DI4）上升沿是否有效；

B.6.4、首先合閘使能第一個控制字——》MOVE回零速度值到第三個控制字中（十六進制的4000或十進制的16384對應(yīng)額定速度3000轉(zhuǎn)/分鐘）——》控制字2的 BIT8置1（回零模式為參考點回零） ——》控制字2的 BIT7置1（數(shù)據(jù)刷新為連續(xù)裝入）——》控制字2的 BIT12置1（回零反向反向回零）——》控制字2的 BIT0置1（回零啟動）,此時執(zhí)行回零到回零開關(guān)停下,當前位置值為0后,再斷開控制字2的 BIT0,回零已完成。

B.7、基本定位功能中的定位控制：

操作回零后,可選擇控制字2的 BIT3置1（絕對定位）——》首先合閘使能第一個控制字——》MOVE定位速度值到第三個控制字中（十六進制的4000或十進制的16384對應(yīng)額定速度3000轉(zhuǎn)/分鐘）——》MOVE定位位置值到第4～5個控制字中——》控制字2的 BIT7置1（數(shù)據(jù)刷新為連續(xù)裝入） ——》控制字2的 BIT1置1（定位啟動）,即可執(zhí)行基本定位功能中的定位控制了。

（6）如何改變CUMC驅(qū)動電機的方向:

可以采用以下方法：

a.傳統(tǒng)方法：改變電機的任意兩相進線相序，從而改變電機的磁場方法，就可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)向的改變。當使用編碼器閉環(huán)模式時需要同時改變編碼器的極性。

b.使用參數(shù)：P595=0 順時針磁場，當設(shè)定值為正向時，電機順時針運行

P595=1 逆時針磁場，當設(shè)定值為正向時，電機逆時針運行

因此，當需要將電機的運行方向改變時，更改P595即可實現(xiàn)。

圖2 保存文件示意

設(shè)定步驟：P060=5>>>595=?>>>P060=1or7

（7）在線參數(shù)怎樣保存到硬盤文件

如圖2所示,通過此項保存可將在線的驅(qū)動器參數(shù)值保存到我們的電腦硬盤,以便離線時查看驅(qū)動器參數(shù)值。

[1]《MC伺服控制器簡明調(diào)試》.

[2]《如何改變CUMC驅(qū)動電機的方向》.

[3]《CUMC基本定位功能簡明調(diào)試》.