基于西門子S7-200SMART的SINAMICSV90位置控制應用

翟靂

摘要：為了探究如何更方便、準確地實現位置控制，確保其位置控制的精度， 本文探討了基于西門子S7-200 SMART系列PLC和SINAMICS V90伺服系統的位置控制方法。通過介紹系統軟硬件構成及其特點，詳細論述了PLC系統通過外部脈沖位置控制模式控制伺服電機，以實現相對運動的過程。

關鍵詞：S7-200 SMART;SINAMICS V90;位置控制

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）07-0001-02

隨著自動化水平的不斷提高，越來越多的工業控制場合需要精確的位置控制。因此，如何更方便、更準確地實現位置控制是工業控制領域內的一個重要問題。位置控制的精確性主要取決于伺服驅動器和運動控制器的精度。

1 SINAMICS V90伺服驅動簡介

西門子SINAMICS V90是2013年推出的小型、高效便捷的標準運動控制伺服驅動系統，配合使用SIMOTICS S-1FL6伺服電機。

SINAMICS V90伺服驅動支持九種控制模式，包括四種基本控制模式（外部脈沖位置控制模式、內部設定值位置控制模式、速度控制模式、轉矩控制模式）和五種復合控制模式。

2 西門子S7-200 SMART實現對SINAMICS V90的位置控制方法

2.1 主要設備

西門子S7-200 SMART ST20型PLC，SINAMICS V90伺服驅動器，SIMOTICS S-1FL6伺服電機。

2.2 系統構成

SINAMICS V90伺服驅動器與PLC連接起來，Q0.1與PTIA_24P相連，Q0.2與PTIB_24P相連，Q0.4與EMGS相連，Q0.5與SON相連，Q0.6與RESET相連，SINAMICS V90伺服驅動器與SIMOTICS S-1FL6伺服電機連接。

2.3 控制程序的設計要求

現對上述系統提出控制要求：伺服電動機驅動滾珠絲桿，滾珠絲桿螺距為6mm，機械減速比為1，脈沖當量為1um/p，伺服電機帶增量編碼器分辨率為10000。當手自動轉換開關SA1打到左邊，執行手動模式。手動模式下，按住按鈕SB1，電機以100r/min正轉，按住按鈕SB2，電機以200r/min反轉。

2.4 SINAMICS V90伺服驅動器參數設置

P29003設置為0，P29014設置為1，P29010設置為0，P29011設置為0，P29012[0]設置為5，P29013設置為3，P2544設置為40，P2546設置為1000，P29301[0]設置為1，P29302[0]設置為2，P29300為6。

2.5 控制程序

2.5.1 伺服使能解析

如圖1所示，網絡1是使用Always_On特殊存儲器SM0.0，該位始終為1，接通急停信號（Q0.4）和伺服開啟信號（Q0.5），使伺服驅動器正常開啟。

2.5.2 手動部分解析

如圖2所示，網絡2將手動自動轉換開關打到手動狀態（I0.3=0），按下點動正轉信號（I0.0=1）和點動反轉信號（I0.1=1）都驅動點動標志位M0.0。

網絡3含義是按下點動正轉信號（I0.0=1），將10000傳輸給VD300，即電機速度為100r/min，V310.0=0則代表正轉，電機以100r/min正轉。松開點動正轉信號（I0.0=0），將0傳輸給VD300，即電機速度為0r/min，電機停轉。

網絡4含義是按下點動反轉信號（I0.1=1），將20000傳輸給VD300，即電機速度為200r/min，V310.0=1則代表反轉，電機以200r/min反轉。松開點動反轉信號（I0.1=0），將0傳輸給VD300，即電機速度為0r/min，電機停轉。

網絡5是AXISx_CTRL啟動和初始化運動，使用 SM0.0（始終開啟）作為EN參數的輸入。使用點動標志位M0.0為1或自動標志位M0.1為1，MOD_EN 參數處于開啟狀態。

網絡6 AXISx_MAN 是將運動軸置為手動模式。手動自動轉換開關打到手動狀態（I0.3=0）作為EN參數的輸入。使用點動標志位M0.0啟用RUN（運行/停止）參數，會使運動軸加速至指定的速度Speed 參數（VD300）和方向Dir 參數（V310.0）。

2.5.3 停止解析

如圖3所示，網絡7為按下停止按鈕I0.4，復位M0.1，同時復位V0.0開始的250位。

3 結語

通過調速，程序能實現控制程序要求，能完成西門子S7-200 SMART通過外部脈沖位置控制模式對SINAMICS V90的位置控制，定位精度較高。