S7-1500運動控制的操作原理

使用 TIA Portal，可以創建項目、組態工藝對象，并將組態結果加載到 CPU 中。運動控制功能在 CPU 中處理。可在用戶程序中使用運動控制指令控制工藝對象。另外，還可通過 TIA Portal 進行調試、優化和診斷。

項目實例

本文中的實例項目使用CPU1516-3PN/DP通過PN通訊控制G120變頻器，通

過安裝在電機后面的編碼器連接到工藝模塊TM Count24V作為位置反饋。

選擇CPU1516的PN接口，為PN接口分配子網，IP 地址和設備名稱，請確保CPU、驅動器和編程計算機的IP 地址在同一個子網，且不與其他設備沖突：

選擇CPU旁邊的TM Count模塊，在其參數配置中，將通道0的工作模式選為“運動控制的位置檢測”，這樣接入到通道0的編碼器就可以在后面的運動控制工藝對象里面進行配置：

同時，還需要根據所連接編碼器實際數據配置通道0的模塊參數，例如“編碼器類型”在本例中選擇的是24V增量編碼器，“每個單位的增量”中填入編碼器每圈的脈沖數，“基準速度”中填入所使用電機的額定轉速

配置驅動器

至此，CPU的站點硬件組態完畢，接下來需要在項目中插入一個驅動器，在本例中使用G120的CU250S-2PN，將驅動器拖拽到項目中后，將其PN口與之前組態的CPU的PN網絡相連接：

進入驅動器的設備視圖，插入所使用的功率單元，為驅動器設置IP 地址和設備名稱，并在循環數據交換中選擇“Standard Telegramm 3”

運動控制所需要的硬件組態部分基本完畢，在進行下一步之前需要使用驅動器的調試軟件對驅動器進行參數分配和優化，因為不同驅動器的參數方法不盡相同.

配置工藝對象

在S7-1500的運動控制功能中，被控電機都是以工藝對象的形式存在的，所以需要先在項目中插入一個新的工藝對象，在運動控制里面看到對象類型可以是速度軸，位置軸，外部編碼器以及同步軸。在本例中選用位置軸，并定義一個工藝對象的名稱：

基本參數及硬件接口

插入工藝對象之后，在項目樹下可以看到該對象及其下面的組態、調試、診斷等項目。在工藝對象組態中分為基本參數、硬件接口和擴展參數。這些參數中如果是藍色圖標代表默認參數可用，如果是紅色圖標則表示有錯誤或者未設置，綠色圖標表示經過修改且可用的參數：

首先，需要在基本參數里面根據項目實際情況選擇軸的類型，線性或是旋轉軸，同時還要選擇單位等參數，在本例中都選用默認值。接下來在驅動裝置中選擇驅動裝置類型為PROFIdrive，驅動裝置從下拉列表中選擇前面已經組態好的“驅動_1”：

在后面的編碼器參數中，選擇通過工藝模塊(TM)進行連接，并在下面工藝模塊中選擇前面組態好的TM Count 2x24V的通道0.

在數據交頁面中，需要將驅動器報文選擇為跟前面驅動器組態一致的DP_TEL3_STANDARD，轉速參數根據實際電機填寫。編碼器報文可以選擇標準報文81或者83，根據實際編碼器選擇編碼器類型和每圈的脈沖數，本例中使用1024脈沖的增量式旋轉編碼器。最后將高精度預留位改為0：

擴展參數

工藝對象所必需的硬件接口基本已經配置完畢，后面需要配置擴展參數。擴展參數是用戶根據自己項目的實際情況進行調整的一些參數，例如需要在“機械”配置頁面選擇編碼器所在位置，以及傳動比參數和絲杠螺距參數等，在本例中，傳動比為1:1，絲杠螺距為10mm，這意味著之后在控制指令里面讓軸移動10mm，實際電機轉一圈：

接下來的擴展參數中“位置限制”“動態限制”“急停”等參數分別針對軸的位置限幅，速度、加速度、加加速限幅等參數進行設置，用戶可根據實際情況設置，在此不再贅述。

下面的“歸位”參數指的是讓軸尋找參考點，這里面分為主動回參考點和被動回參考點，以及回參考點的方式和速度參數等，由于每個用戶的需求不盡相同，這里不再詳細描述，具體細節請參考S7-1500運動控制手冊的回參考點章節。“位置監視”里面是關于工藝對象運行狀態的監視參數，當軸的運行狀態超過監視允許的參數值時，工藝對象會報出相應的錯誤。在驅動器和設備沒有優化之前，經常會由于這里面默認的監視值過小而報錯，所以建議在系統優化之前先將“位置監視”和“跟隨誤差”里面的參數加大。

位置監視參數中主要是針對定位完成狀態的監視，其中，當軸的實際位置進入“定位窗口”內之后，系統則認為定位完成；如果軸的設定值已經到達目的位置，但是經過“容差時間”之后，實際位置還沒有進入“定位窗口”，則系統會報位置監視錯誤。

跟隨誤差參數中，主要監視軸的運行狀態，跟隨誤差指的是軸在運行當中，實際值和給定值之間的差值，當跟隨誤差超過允許范圍，系統會報出跟隨誤差錯誤。

因為跟隨誤差會隨著速的增大而增大，所以跟隨誤差監視值也是個動態的值，具體設置請參考功能手冊或者在線幫助。

在“控制回路”參數中可以調節控制器的增益以及預控系數來優化工藝對象的控制效果。

至此，S7-1500運動控制工藝對象的參數組態基本完畢，將當前項目存盤編譯，并下載到CPU中，如果CPU和驅動器沒有錯誤，下一步可以使用工藝對象自帶的調試功能來測試一下軸的運行，同時起到檢測之前參數的目的。

在線調試

S7-1500運動控制工藝對象?供的了在線調試工具，使用此工具可以簡單直觀的

使用博圖軟件控制電機進行簡單的測試，以檢驗之前工藝對象的參數分配以及查看電機基本運行狀態。

1. 在左側項目數選擇調試，進入調試界面；

2. 在主控制區域選擇“激活”來使控制面板獲得控制權，隨后會有一個安全提示，確認即可；

3. “啟動”和“禁用”可以將驅動器使能或者去使能；

4. 在操作模式中可以選擇點動、回原點或者相對、絕對定位等操作；

5. “控件區域”可以設置工藝對象的位置、速度、加速度等參數，后面的“正向”“反向”和“停止”用來啟動和停止軸的運行；

6. “軸狀態”可以顯示工藝對象的基本狀態及故障代碼和?述，軸的更多狀態可點擊“更多信息”切換到診斷頁面中找到；

7. “當前值”可以顯示當前軸的位置和速度等基本運行狀態。