实例 - 1500PLC 连接 V90 伺服系统实现位置闭环控制
S7-1500(T) 对 V90 PN 进行位 置控制的三种方法
常问问题 04/2019S7-1500(T)对V90 PN进行位置控制的三种方法S7-1500、V90 PN、位置控制/CN/view/zh/109766641C o p y r i g h t ãS i e m e n s A G C o p y r i g h t y e a r A l l r i g h t s r e s e r v e d目录1概述 ................................................................................................................. 32V90 PN 配置要点.............................................................................................. 43方法一使用西门子报文105和工艺对象........................................................... 64方法二使用西门子报文111和FB284 (SINA_POS)....................................... 125方法三使用西门子报文111和FB38002 (Easy_SINA_Pos) .. (18)C o p y r i g h t ãS i e m e n s A G C o p y r i g h t y e a r A l l r i g h t s r e s e r v e d1概述S7-1500系列PLC 可以通过PROFINET 与V90 PN 伺服驱动器搭配进行位置控制，实现的方法主要有以下三种：·方法一、在PLC 中组态位置轴工艺对象，V90使用西门子报文105，通过MC_Power 、MC_MoveAbsolute 等PLC Open 标准程序块进行控制,这种控制方式属于中央控制方式（位置控制在PLC 中计算）。
【技成周报26期】S7-1500控制V90伺服详解及欧姆龙SPED指令问题汇总
【技成周报26期】S7-1500控制V90伺服详解及欧姆龙SPED指令问题汇总本周春节档直播课堂问题来源《S7-1500控制V90伺服实现三种位置控制详解》《欧姆龙脉冲输出SPED指令》技术问题汇总整理。
扫码二维码即可观看录播回放哦《S7-1500控制V90伺服实现三种位置控制详解》课堂资料下载，关注公众号：PLC发烧友，回复：V90问：这个既然不灵活，为啥不用GSD文件方式呀?答：这个根据实际的应用场合来说，一些简单的定位控制可以采用HSP方式实现，位置环直接做在PLC侧，伺服不需要做任何的操作设置，PLC编程比较简单，拖拽几下就基本搞定了。
问：我电脑已经装了博途和其他软件影响吗？答：如果是今天讲课所用到的功能块或者组态文件，那么不影响，这些都是另外添加进去的，需要注意下载时要对应软件版本，然后添加即可。
问：105 111报文各自的优缺点是？答：v90可通过组态HSP和GSD两种方式实现控制，其中HSP 文件用工艺对象组态，位置环直接做在PLC侧，报文改不了，就是105，编程简单拖拽几下就基本搞定了，不需要在伺服测进行任何配置；而GSD文件则比较灵活，既可以在把位置环做在驱动侧，也可做在PLC侧，并且报文的选择也多了；如果位置环做到了驱动侧，我们还要用V-assistance调试软件来设定V90一些参数，控制模式改为EPOS功能。
问：3个轴可以同时调用FB284做绝对定位控制吗？答：可以的，FB284功能块是根据设备视图中报文 111 的硬件标识符来判断对应哪个轴的。
问：多个伺服的情况下，FB284怎么区分控制的伺服？答：S7-1200、1500PLC是通过V90 设备视图中的 111 报文硬件标识符来判断控制的是哪台伺服；S7-300、400PLC是通过设定值符号名或硬件标识符来判断控制的是哪台伺服。
问：回原点模式选择3 的时候，Position管脚的定义原点位置值还起作用吗？答：起作用的，模式选择为3的时候，工艺对象定位轴/同步轴将根据组态执行回原点运动，完成该运动之后，轴被定位在参数“Position”的值指定的位置。
S7-1200连接SINAMICS V90 实现位置闭环控制
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实例-1500PLC连接V90伺服系统实现位置闭环控制
实例-1500PLC连接V90伺服系统实现位置闭环控制实例| 1500PLC 连接V90 伺服系统实现位置闭环控制S7-1500 运动控制功能⽀持旋转轴、定位轴、同步轴和外部编码器等⼯艺对象。
并拥有轴控制⾯板以及全⾯的在线和诊断功能有助于轻松完成驱动装置的调试和优化⼯作。
S7-1500 ⽀持多种连接⽅式。
可以使⽤PROFIBUS DP 和PROFINET IO 连接驱动装置和编码器，也可以使⽤模拟量输出模块（AQ）连接带模拟设定值接⼝的驱动装置并通过⼯艺模块（TM）,读出编码器的信息。
本⽂中所涉及的例⼦就是使⽤第⼆种⽅式。
图2-1 连接⽅式⽰意2.2 SINAMICS V90SINAMICS V90 是西门⼦推出的⼀款⼩型、⾼效便捷的伺服系统，可以实现位置控制、速度控制和扭矩控制。
使⽤V90 的速度控制功能可以与S7-1500 运动控制功能配合使⽤，接收S7-1500 模拟量模块发出的+-10V 模拟量信号做为速度给定，并通过PTO 功能反馈位置信号给S7-1500，在S7-1500PLC 中实现闭环位置控制。
3、应⽤项⽬配置⽰例3.1 S7-1500 组态3.1.1 组态硬件配置由于需要模拟量输出信号来控制速度给定，并接收来⾃V90 的脉冲反馈信号，所以S7-1500 系统中⾄少要配置 1 块模拟量输出模块和 1 块⾼速计数模块，考虑到V90 给出的位置反馈信号是5V 差分信号，S7-1500 系统中也要配置能够接收5V 差分信号的⾼速计数模块。
还需要 1 块数字量输出模块来为V90 提供使能信号。
图3-1 S7-1500 模块配置3.1.2 组态⼯艺对象驱动装置组态⾸先在⼯艺组态中添加⼀个定位轴，⼯艺对象⼀般的组态⽅法请参考《S7-1500运动控制使⽤⼊门》。
由于V90 接收的是+-10V 模拟量信号，所以模拟量输出模块也要设置输出范围为+-10V。
驱动装置类型选择“连接模拟量驱动装置”并在“输出”后⾯选择模拟量输出的变量名称。
S7-1500对V90 PN进行位置控制的三种方法
S7-1500(T) 对V90 PN 进行位置控制的三种方法目录1概述 (3)2SINA_POS(FB284)介绍 (3)3SINA_POS功能说明 (6)3.1概述 (6)3.2功能块的运行模式介绍 (6)3.2.1运行条件 (6)3.2.2相对定位运行模式 (7)3.2.3绝对定位运行模式 (8)3.2.4连续运行模式(按指定速度运行) (9)3.2.5主动回零 (9)3.2.6直接设置回零位置 (10)3.2.7运行程序段 (10)3.2.8按指定速度点动 (11)3.2.9按指定距离点动 (12)3.3基于ModePos 值的运行模式切换说明 (12)4项目配置 (13)4.1V90 PN项目配置要点 (13)4.2S7-1500项目配置步骤 (15)1概述S7-1200/1500可以通过PROFINET通信连接V90 PN伺服驱动器，PLC通过西门子提供的驱动库中的功能块FB284可实现V90的基本定位控制。
获得FB284功能块的两种方法如下，可选择其中一种：1.安装Startdrive软件，在TIA Portal软件中就会自动安装驱动库文件，2SINA_POS(FB284)介绍功能块FB284在命令库中的位置如图2-1所示：图2-1 功能块FB284功能块可在下述组织块(OB)中进行调用：·循环组织块：OB1·循环中断组织块：如OB32此功能块可配合SINAMICS驱动中的基本定位功能使用，需注意在驱动侧必须激活基本定位功能，并使用西门子111通信报文。
FB284功能块介绍见表2-1。
表2-1 FB284功能块说明类型默认值描述类型默认值描述输入0运行模式:ModePos INT1 = 相对定位2 = 绝对定位3 = 连续运行模式(按指定速度运行)4 = 主动回零5 = 直接设置回零位置6 = 运行程序段 0～157 = 按指定速度点动8 = 按指定距离点动EnableAxis BOOL0伺服运行命令：0 = 停止(OFF1)1 = 启动CancelTraversing BOOL 1 0=取消当前的运行任务1 = 不取消当前的运行任务1暂停任务运行：IntermediateStop BOOL0 = 暂停当前运行任务1 = 不暂停当前运行任务0正方向Positive BOOLNegative BOOL 0 负方向0点动信号1Jog1BOOL0点动信号2Jog2BOOLPN无效FlyRef BOOL0此输入对V900故障复位AckError BOOL0激活请求的模式ExecuteMode BOOLPosition DINT0[LU]ModePos=1或2时的位置设定值ModePos=6时的程序段号Velocity DINT0ModePos=1、2、3时的速度设定值[1000LU/min]设定速度百分比0～199%OverV INT 100[%]OverAcc I NT 100[%] ModePos=1、2、3时的设定加速度百分比 0～100%=1、2、3时的设定减速度百分ModePosOverDec INT 100[%]比 0～100%ConfigEPOS DWORD0可以通过此参数控制基本定位的相关功能，位的对应关系如下表所示:ConfigEPos位功能说明ConfigEPos.%X0 OFF2停止ConfigEPos.%X1 OFF3停止ConfigEPos.%X2 激活软件限位ConfigEPos.%X3 激活硬件限位ConfigEPos.%X6 零点开关信号ConfigEPos.%X7 外部程序块切换ConfigEPos.%X8 ModePos=2、3时类型默认值描述支持设定值的连续改变并且立即生效注意：如果程序里对此进行了变量分配，必须保证初始数值为3（即ConfigEPos.%X0 和ConfigEPos.%X1等于1，不激活则OFF2和OFF3停止始终生效）HWIDSTW HW_IO 0 V90设备视图中报文111的硬件标识符HWIDZSW HW_IO0V90设备视图中报文111的硬件标识符输出0驱动已使能AxisEnabled BOOL0目标位置到达AxisPosOk BOOL0设定位置到达AxisSpFixed BOOLAxisRef BOOL0已设置参考点0驱动报警AxisWarn BOOL0驱动故障AxisError BOOL0驱动处于禁止接通状态，检查Lockout BOOLConfigEPos管脚控制位中的第0位及第1位是否置1。
S7-1200 1500+西门子驱动实现基本定位控制的方法
S7-1200/1500+西门子驱动实现基本定位控制的方法当前西家主流的基本定位控制方案是由S7-1200/S7-1500 PLC通过PROFINET通信连接S120/V90 PN驱动来实现的。
但具体实现方法是不同的，在用户做控制方案时应根据不同的需求来确定使用何种方法。
我们以S7-1200/S7-1500配西家驱动V90PN为例来加以简单说明。
实现定位功能时，位置控制器可以在PLC中也可以在驱动器中，它们分别对应于PLC的工艺对象（TO）及驱动中的基本定位功能（EPOS）。
PLC的工艺对象（TO）此种定位控制是将位置闭环放在PLC中执行，而V90PN工作在速度模式下。
在TIA博途下，通过在S7-1200/S7-1500PLC中组态“定位轴”工艺对象(TO)，使用PLCopen运动控制指令控制V90PN执行定位任务。
此种方式会占用PLC资源，因此根据型号不同，PLC大带轴数量也有很大差别。
使用S7-1500/1500T PLC通过TO方式控制V90的优点在于，除了可以实现单轴基本定位功能外，还可以实现齿轮同步，凸轮同步等高级位置控制功能。
注意：由于S7-1500及V90PN均支持PROFINET IRT通信，使用TO的方式可以实现高动态，高精度的位置控制；驱动中的基本定位功能（EPOS）S120/V90PN驱动器内部都集成了基本定位控制器（EPOS），激活后可以通过EPOS功能实现单轴的点动、回零、程序步、相对定位以及绝对定位等操作。
此时，位置闭环由驱动器本身完成，PLC只需通过报文发送启动命令、定位速度、目标位置等信息至驱动器即可，如下图所示。
支持PROFINET通讯的PLC通过安装GSD文件的方式可以组态V90PN进行控制。
此种控制方式的优点在于，基本定位功能不会占用PLC资源，PLC能控制的轴的大数量主要受PLC本身所能连接的PROFINET站点数量的限制，缺点在于只能实现单轴的定位。
在TIA 博途下，推荐使用驱动库中基于111报文的功能块FB284控制V90PN实现基本定位控制。
实例西门子S7-200SMARTV90PTI定位控制
实例西门子S7-200SMARTV90PTI定位控制V90 PTI 驱动支持两个脉冲输入通道，PLC通过发送脉冲信号实现位置控制。
脉冲信号连接支持下面两种脉冲信号类型：● 24 V 单端脉冲输入● 5 V 高速差分脉冲输入（RS485）S7-200 SMART + V90 PTI 位置控制V90 PTI可以与S7-200 SMART配合使用，ST40、ST60 CPU通过脉冲输出+方向信号控制V90实现位置控制，本体集成的三个高速输出点（Q0.0、Q0.1、Q0.3）可通过Micro/Win SMART 软件中的运动控制向导方便的组态为脉冲输出+方向信号控制通道，可最多连接3个V90实现定位控制。
1.S7-200 SMART与 V90的接线（以连接至轴0为例）2.V90参数设置（以PLC发送1500个脉冲电机旋转一圈为例）：3.使用向导组态200 SMATR运动控制功能4.在OB1中手入向导自动生成的运动控制程序详细信息点击下载文档常问问题PTI模式下上电后运行电机不转怎么办？驱动器给出伺服使能信号（SON=1）后无法运行，有如下可能：（1）如果给出SON后驱动器READY信号为0：·检查CWL,CCWL,EMGS信号是否为1（高电平）·检查驱动器是否有故障或报警排除上述原因后，重新给出SON信号，驱动器READY信号为1后可发送脉冲控制驱动器运行。
（2）如果给出SON后驱动器READY信号为1：·检查驱动器的电子齿轮比设置·检查脉冲信号类型设置及脉冲信号接线是否正确。
V90的电子齿轮比设置？电子齿轮比是用来放大或缩小从上级控制器所获得的脉冲频率。
电子齿轮比的分子是电机编码器转一圈的脉冲个数,其分母是使电机转一圈通过上级控制器所发出的脉冲数。
详细信息请参考：/cs/cn/zh/view/83179770V90 脉冲控制模式下定位不准怎么办？·检查驱动器电子齿轮比设置与PLC设置是否对应；·测试驱动器接收到的脉冲个数与PLC发送的脉冲个数是否对应；·检查机械设备是否有卡阻。
伺服控制器的位置闭环控制策略
伺服控制器的位置闭环控制策略伺服控制器是一种常用于工业应用中的控制设备，它可以通过对电机的位置进行精确控制，从而实现高精度的运动控制。
在伺服控制系统中，位置闭环控制策略是一种常见且有效的控制方法。
本文将介绍伺服控制器的位置闭环控制策略，包括其原理、应用和优势。
位置闭环控制策略是一种将实际位置与期望位置进行比较，并根据比较结果调整控制器输出的方法。
具体而言，位置闭环控制策略通过使用位置传感器来获取实际位置，将其与期望位置进行比较，计算出位置偏差，并将偏差作为反馈信号输入到控制器中。
控制器根据反馈信号和控制算法来调整输出信号，以使实际位置逐渐接近期望位置。
位置闭环控制策略的主要优势之一是提供了高精度的位置控制。
通过不断地比较实际位置和期望位置，并根据位置偏差来调整控制器输出，可以使伺服控制器的位置控制精度达到很高的水平。
这对许多工业应用来说非常重要，如机械加工、自动化生产线和机器人等领域。
此外，位置闭环控制策略还可以提高系统的稳定性和鲁棒性。
通过快速响应实际位置的变化并进行相应的调整，位置闭环控制策略可以有效地减少系统的震荡和非线性影响。
这使得伺服控制器在面对外部扰动和系统参数变化时能够更好地保持稳定性和准确性。
在实际应用中，位置闭环控制策略可以应用于各种类型的伺服控制器，如直流伺服电机控制器和交流伺服电机控制器等。
无论是数字控制还是模拟控制，位置闭环控制策略都可以提供良好的性能和控制效果。
在实施位置闭环控制策略时，需要注意一些关键因素。
首先，选择合适的位置传感器对实际位置进行测量非常重要。
常用的位置传感器包括编码器、脉冲计数器和激光测距传感器等。
其次，控制算法的选择也是关键。
PID控制算法是一种常用的位置闭环控制算法，通过调整比例、积分和微分参数可以达到更好的控制效果。
最后，控制器的输出信号与执行机构之间需要进行合适的信号转换，以实现实际位置的调整。
除了位置闭环控制策略，伺服控制器还可以采用速度闭环和电流闭环等其他控制策略。
实例解析PLC控制伺服电机的实现方式
实例解析PLC控制伺服电机的实现方式PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于自动化控制和监控各种设备和系统的专用计算机。
而伺服电机是一种可以精确控制位置、速度和加速度的电机。
为了实现对伺服电机的控制，PLC需要通过适当的接口和通信协议与伺服电机控制器进行交互。
下面将对PLC控制伺服电机的实现方式进行详细阐述：1.选择合适的伺服电机和控制器：首先需要根据实际需求选择合适的伺服电机和控制器。
伺服电机通常具有编码器用于反馈位置信息，控制器则负责接收和处理PLC发送的指令以控制电机的运动。
2. 硬件连接：将PLC与伺服电机控制器进行硬件连接。
通常采用数字输入输出（Digital Input/Output，简称DI/DO）模块来实现PLC与伺服控制器之间的信号传输。
DI模块用于接收来自控制器的信号，如运动指令和启动信号；而DO模块则用于向控制器发送运动指令和控制信号。
3.配置PLC：在PLC的编程软件中进行相应的配置。
首先，需设置DI 模块为输入接口，将接收到的信号传送给PLC；然后，设置DO模块为输出接口，将PLC发送的信号传输给伺服电机控制器。
4.编写控制程序：使用PLC编程软件编写控制程序。
此程序负责接收来自操作员或其他系统的输入信号，并根据信号的逻辑关系产生对伺服电机的控制指令。
编写控制程序时，应考虑到伺服电机的运动要求，如位置控制、速度控制、加速度控制等。
还需要处理伺服电机控制器反馈回来的位置信息，以实现运动的闭环控制。
5.调试与测试：完成控制程序的编写后，进行调试和测试。
此时需要将PLC和伺服电机控制器连接起来，确认PLC能够正确发送指令和接收反馈信息。
通过控制程序控制伺服电机的运动，并根据反馈信息进行调整，以保证运动的准确性和稳定性。
6.应用实践：在实际应用中，PLC通常与其他设备和系统进行配合工作，以实现整个自动化系统的控制与监控。
例如，可以通过PLC控制伺服电机实现自动化的物料输送、工件定位和装配等过程。
S7-1500连接V90PN实现运动控制
S7-1500连接V90PN实现运动控制全新的工艺型 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 515-2TM01-0AB02 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 V14SP12 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。
实例解析PLC控制伺服电机的实现方式
实例解析PLC控制伺服电机的实现方式导语：今天为大家讲解的是关于PLC控制伺服电机三种方式：今天为大家讲解的是关于PLC控制伺服电机三种方式：一、转矩控制二、位置控制三、速度模式1、转矩控制转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为例如10V对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm：如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转，外部负载等于2.5Nm时电机不转，大于2.5Nm时电机反转（通常在有重力负载情况下产生）。
可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。
2、位置控制位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。
由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。
3、速度模式通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。
以SINAMICSV90系统为例说明。
SINAMICSV90根据不同的应用分为两个版本：1.脉冲序列版本（集成了脉冲，模拟量，USS/MODBUS）；2.PROFINET通讯版本。
SINAMICSV90脉冲版本可以实现内部定位块功能，同时具有脉冲位置控制，速度控制，力矩控制模式。
下图所示为脉冲串指令速度控制模式（PTI）下的默认接口定义，符合标准的应用习惯。
同时只允许使用一个脉冲输入通道，其他控制信号也可以自由分配到数字量输入和输出端子上，请参见操作手册。
数字量输入，支持NPN和PNP两种类型。
接线图中的24V电源如下：（1）用于SINAMICSV90的24V电源。
所有的PTO信号都必须连接至使用同一24V电源的控制器，如SINAMICSV90。
PLC如何控制伺服电机(伺服系统设计实例)
PLC如何控制伺服电机（伺服系统设计实例）PLC（可编程逻辑控制器）通常用于控制伺服电机的运动，伺服电机通过PLC的输出信号来控制其位置、速度和加速度等参数。
本文将以一个伺服系统的设计实例来说明PLC如何控制伺服电机。
假设我们需要设计一个简单的伺服系统，实现一个沿直线轨道移动的小车。
伺服系统由PLC、伺服电机、编码器和开关等设备组成。
步骤1:设计控制电路首先，我们需要设计一个控制电路，包括PLC、伺服电机和编码器之间的连接。
PLC通常具有数字输出端口，可用于输出控制信号来驱动伺服电机，同时也需要设置一个数字输入端口来接收编码器的反馈信号。
步骤2:连接电路将PLC的数字输出端口与伺服电机的控制输入端口连接起来。
通常，伺服电机的控制输入端口包括位置命令、速度命令和加速度命令等信号。
确保正确连接这些信号，以便PLC可以向伺服电机发送正确的控制指令。
步骤3:编程PLC使用PLC编程软件，根据系统的需求编写控制程序。
通常，需要编写的程序包括接收编码器反馈信号、计算位置误差、生成控制指令以及输出控制信号等。
步骤4:设置伺服电机参数伺服电机通常具有各种参数设置，如最大速度、加速度和减速度等。
在PLC程序中，需要设置这些参数，以确保伺服电机的正常工作。
这些参数通常可以通过与伺服电机连接的调试软件进行设置。
步骤5:运行系统完成PLC程序和伺服电机参数的设置后，可以通过PLC进行系统测试和调试。
运行系统并观察小车的运动是否符合设计要求。
如果需要调整运动轨迹或控制参数，可以修改PLC程序和伺服电机的参数设置。
通过以上步骤，我们可以实现一个简单的伺服系统，通过PLC控制伺服电机的运动。
当PLC接收到编码器的反馈信号时，它会计算出位置误差，并生成相应的控制信号发送给伺服电机。
伺服电机根据接收到的指令，调整自身的位置、速度和加速度等参数，实现沿直线轨道移动的小车。
需要注意的是，PLC控制伺服电机还可以实现更复杂的运动控制，如直线插补、圆弧插补等。
S7-1500T 连接V90 PN 实现运动控制(Portal V15)
S7-1500T 连接V90 PN 实现运动控制(Portal V15)【项目总结版】目录1概述 (3)2在博途软件中安装V90 HSP文件 (4)3硬件组态 (7)4配置轴工艺对象 (11)5 V90 PN的在线测试和优化 (13)6轴工艺对象功能的测试 (18)7 V90 PN在博途中调试的其他相关介绍 (20)1概述S7-1500T是西门子新推出的一款运动控制CPU，支持轴的控制定位和移动，是 CPU S7-1500 和CPU S7-1500SP 的重要组成部分。
S7-1500T CPU 具备运动增强型功能。
运动控制功能支持以下工艺对象：·速度轴·定位轴·同步轴·外部编码器·测量输入·输出凸轮·凸轮轨迹·电子凸轮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V90PN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在博途软件中安装V90 HSP 文件在博途软件中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 系统示意图相关的 V90 HSP 可以通过在西门子官网下载在博途软件中安装V90 PN HSP 文件，操作步骤如表2-1所示。
表2-1在博途软件中安装V90 PN HSP 文件操作步骤序号说明1.下载V90 PN HSP 文件并且解压缩到计算机中：S7-1500SIMATICS7-1500 T-CPUor完美结合的驱动系统2.打开博途软件，点击菜单“选项->支持包(P)”：3.点击“从文件系统添加”，在弹出的画面中选择V90 PN的HSP文件后点击”Open”：4.勾选“HSP0185 Sinamics V90 V3.0”，点击“安装”：5.提示需要关闭博途软件，点击“确定”按钮：6.注意，在关闭博途软件之前安装无法继续进行，需要用户手动关闭博途软件：7.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：8.安装后点击“重新启动”，完成HSP的安装过程：3硬件组态完成安装HSP文件之后，需要在博途软件中进行PLC的硬件组态、添加V90PN驱动装置和组态报文，操作步骤如表3-1所示。
【伺服圆桌会】S7-1500通过TO控制V90时MC_Power使能要求
【伺服圆桌会】S7-1500通过TO控制V90时MC_Power使能要求常有客户反映在实际V90应用中，会遇到PLC通过TO控制V90 PN起动运行时，驱动器工作不正常的问题。
如PLC起动后调用MC_Power功能块对驱动器进行使能时，功能块出现16# 8001错误代码，工艺对象会显示“与设备（驱动装置或编码器）通信故障”报警。
解决方法：当通过S7-1200/1500 PLC通过组态工艺对象的方式对V90进行控制时，需要使用MC_Power功能块对驱动器进行使能。
某些工况下，要求设备启动后，PLC立即通过MC_Power对驱动器进行使能，因此用户在编写驱动使能程序时，将MC_Power的Enable管脚给定为常1，如果这样编程则需要保证驱动器、编码器与控制器通讯正常。
但是，如果PLC先于驱动器完成启动，MC_Power将无法正常完成使能过程，如图1、图2所示，只有对工艺对象的故障完成确认后才可以正常使能。
图1 编程示例图2 报警显示基于以上的原因，建议工程师采用以下的方法对“MC_Power”进行编程编程。
在调用MC_Power功能块后，将Enable管脚与工艺对象中通讯相关的变量“municationOK”、“TO.StatusSensor[1].CommunicationOK”进行关联，变量位置查找请参考图3、图4所示，编程示例如图5所示，此时，当PLC与驱动器都启动完成，且通讯建立时，驱动器才能完成使能。
此外，如果激活了编码器和驱动参数的自动读取功能，则还可以将“TO.StatusDrive. AdaptionState”的状态（2：“ADAPTED”，已完成数据传送）加入到启动条件中。
图3 工艺对象驱动通信状态图4 工艺对象编码器通信状态图5 正确的“MC_Power”编程示例注意：PLC与驱动器之间通讯建立后，如果在正常运行过程中出现通讯中断的情况，通讯恢复后，在对MC_Power进行使能时，Error管脚会出现16#8001错误，工艺对象会出现“与设备（驱动装置或编码器）通信故障”报警，由于工艺对象故障的存在，MC_Power将无法对驱动器进行使能，只有确认故障后，驱动器才能重新使能。
伺服电动机运动系统的位置闭环控制
伺服电动机运动系统的位置闭环控制GeorgeEllis2010-01-13 15:20伺服电动机运动系统的位置闭环控制采用伺服电动机的闭环伺服系统主要由执行元件（如交直流伺服电动机、液压马达等）、反馈检测单元、比较环节、驱动线路和机械运动机构五部分组成。
其中，比较环节的作用是将指令信号和反馈信号进行比较，两者的差值作为伺服系统的跟随误差，经驱动线路控制执行元件带动机械位移，直到跟随误差为零。
根据比较环节组成的闭环位置控制方式不同，伺服系统也有多种形式。
随着微处理器及控制技术的介入和完善，由硬件组成的比较环节将由软件实现的位置控制环取代，即由模拟式向数字化方向过渡，以适应更高速度与精度的需要，而且，系统中的电流环、速度环和位置环的反馈控制全部数字化，全部伺服的控制模型和动态补偿均由高速微处理器及其控制软件进行实时处理，采样周期只有零点几毫秒，采用前馈与反馈结合的复合控制可以实现高精度和高速度，近年来又出现了学习控制这一种智能型的伺服控制，在周期性的高速度、高精度跟踪中，几乎可以消除第一个周期以外的全部伺服误差，数字化的软件伺服是当今的发展趋势。
下面将介绍几种典型的闭环伺服系统结构。
鉴相式伺服系统鉴相式伺服系统是运动控制中早期使用较多的一种闭环伺服系统，它具有工作可靠、抗干扰性强、精度高等优点。
但由于增加了位置检测、反馈、比较等元件，与步进式伺服系统相比，它的结构比较复杂，调试也比较困难。
下面讲述鉴相式伺服系统的工作原理。
图13. 16是鉴相式伺服系统框图，它主要由六部分组成，即基准信号发生器、脉冲调相器、检测元件及信号处理线路、鉴相器、驱动线路和执行元件。
基准信号发生器输出的是一列具有一定频率的脉冲信号，其作用是为伺服系统提供相位比较的基准。
脉冲调相器又称为数字相位转换器，它的作用是将来自主机的进给脉冲信号转换为相位变化信号，该相位变化信号可用正弦波或方波表示。
若主机没有进给脉冲输出，脉冲调相器的输出与基准信号发生器的基准信号同相位，即两者没有相位差。
伺服控制器的位置闭环控制策略
伺服控制器的位置闭环控制策略伺服控制器是一种用于精确控制机械系统位置或速度等参数的控制器。
在许多机电系统中，伺服控制器被广泛应用，以实现高精度、高速度的运动控制。
为了保证控制系统的稳定性和精度，使用闭环控制策略来控制伺服控制器的位置非常重要。
闭环控制是一种基于系统反馈信息的控制策略。
它通过测量输出与期望输出之间的误差，并将误差作为输入，对系统进行调整，以实现期望的输出。
在伺服控制器的位置闭环控制中，控制器以反馈信号与期望位置之间的误差作为输入，并计算输出信号来控制执行器，使系统的位置达到期望值。
实现伺服控制器的位置闭环控制策略需要以下关键步骤：1. 传感器获取反馈信号：控制系统中必须有能够实时测量位置的传感器。
传感器可以是光电编码器、线性位移传感器、旋转编码器等。
传感器将实际位置转换为电信号，并传递给控制器。
2. 设定期望位置：根据实际应用需求，确定需要达到的期望位置。
期望位置可以是一个固定值，也可以是一个时间变化的函数。
3. 计算误差：通过将传感器测量到的位置值与期望位置进行比较，计算出误差。
误差可以用以下公式表示：误差=期望位置-实际位置。
4. 设计控制器：控制器的设计是实现闭环控制的核心。
常用的闭环控制器包括PID控制器和模糊控制器。
PID控制器是一种经典的控制方法，它根据误差、误差的变化率以及误差的积分值来计算输出信号。
模糊控制器则使用模糊逻辑来处理模糊输入和模糊输出，以实现控制。
5. 输出控制信号：根据控制器计算得到的输出信号，将其转换为适当的形式，并传递给执行器，如伺服电机。
执行器根据接收到的信号做出响应，驱动机械系统以实现期望位置。
6. 反馈控制：伺服控制器的优点之一是能够实时获取反馈信号，并将其用于控制系统的调整。
通过不断测量实际位置并与期望位置进行比较，控制器可以根据反馈信号调整输出信号，从而实现更加精确的位置控制。
伺服控制器的位置闭环控制策略在许多应用领域中发挥着重要作用，特别是在需要精确位置控制的领域，如机床、自动化生产线、机器人等。
PLC控制V90伺服系统的应用
PLC控制 V90伺服系统的应用摘要PLC和伺服驱动系统在国内各行各业有着广泛的应用。
文章根据项目的实际应用，介绍了一种西门子S7-300PLC和S7-200 SMRAT配合使用，控制V90伺服驱动系统的方法。
文中详细介绍了控制方案的选定、系统硬件设计、所应用的控制功能和具体的程序编写。
关键词：S7-300 S7-200SMART V90 S7通讯1.引言PLC即可编程逻辑控制器，在各行各业有着非常广泛的应用。
经过数十年的发展，现在的PLC产品使用方便，功能强大，硬件配套齐全，可靠性高，在工业控制中有着非常重要的地位。
西门子公司是世界著名的技术公司，在很多领域有着举足轻重的地位。
本文将根据项目中的实际应用，介绍西门子PLC控制其V90伺服驱动系统。
1.系统设计选型综合考虑设备使用状况、客户现场实际情况等因素，我们最终选定主要电气部件选用西门子品牌产品。
西门子的电气产品在国内各行业有着广泛的应用，产品质量可靠，市场占有率较高，技术人员也较为熟悉，有利于后期设备的维护、维修，备件的更换。
1.1.PLC选型经统计，整台设备的输入输出点数约200余点，故选择S7-300系列的PLC。
S7-300PLC属于中小型系列，采用模块化结构设计，各种单独模块之间可进行广泛组合和扩展。
1.1.伺服驱动系统选型伺服驱动系统选择了V90系列。
SINAMICS V90 作为 SINAMICS 驱动系列家族的新成员，与SIMOTICS S-1FL6 完美结合，组成最佳的伺服驱动系统，实现位置控制、速度控制和扭矩控制。
SINAMICS V90 支持即插即用式调试，伺服性能充分优化，与 SIMATIC PLC 快速集成，具有值得信赖的可靠性。
1.1.控制方式选择方案中将使用S7-200 SMART的PTO功能控制V90伺服系统，使用S7-200 SMART自带的以太网口与S7-300PLC组成PROFINET网络，S7-300PLC通过S7通讯向S7-200 SMART发送控制指令，实现S7-300PLC对V90伺服系统的控制。
1500与V90通信控制
1500与V90通信控制位置模式注意：GSD和库的安装，打开样例程序即可自动安装，若不能正常安装请按以下步骤插入GSD包，在“选项”——选择“管理通用站描述文件”把控制指令库放到TIA的Lib-Sys里面，然后重启TIA就可以在“全局库”里找到。
1、在TIA组态V90PN硬件在“网络视图”中，右边的“硬件目录”中选择“其他现场设备-Drives-SIEMENSAG-SINAMIS",下拉找到V90硬件，拖拽到左边。
左键按住绿色网口图标，移动到对应设备进行网络连接在网络视图中双击V90PN图标，配置V90PN的报文，位置控制选择111报文。
左键选中V90PN设备，在“属性”栏，命名设备的名称，要和V90驱动的名称一致驱动的控制模式选择“基本定位器控制”驱动报文选择“111报文”斜坡函数发生器选择“生效”调用SINA_POS对轴进行位置控制，在全局库中选择，打开右边“库”，选择“全局库”SINA_POS指令说明，注意该指令必须使用“111报文”ModePos: 控制模式选择1、相对定位2、绝对定位5、直接设定零点6、主动回原点7、点动模式Off1:轴使能，RejTrvTsk,IntMStop默认，AckFlt故障复位，Execute启动定位（上升沿），Position设置定位距离（LU），Velocity定位时的速度（LU/min），OverV设定速度百分比输出，OverAcc设定加速度百分比输出，OverDec设定减速度百分比输出，LAddrSP和LAddrAV报文地址，VeloAct实际速度，PosAct实际位置（LU）例：实际设定速度=Velocity*OverV%注意：点动的速度在驱动里面设定，也可以通过调用SINA_PARA_S修改，VeloAct选择Lreal数据类型，防止数据溢出。
Velocity的设定值和驱动的单圈对应长度（LU）有关，默认设定是10000LU。
实际速度=NIST_B*P2000/40000000H(1073741824)实际转矩=PZD12*P2003/4000H(16384)Velocity=目标轴转速*单圈LU/1000实际转速=VeloAct*额定转速/1073741824实际位置=PosAct/单圈LU注释：P2000为额定转速，P2003为额定转矩例子：想设定轴转速为300r/min,单圈LU=10000，则Velocity=300*10000/1000。
西门子V90伺服的挡块控制模式
西门子V90伺服的挡块控制模式通过运行到固定停止点的功能可以使电机运行到一个固定点，在达到该点时持续保持设定的转矩而不报告故障。
plc 通过PROFINET 通信掌握V90 PN，在EPOS 模式下，设置如下。
(1) 在程序段中，设定动态参数如位置、速度、加速度倍率和减速度倍率①挡块位置，应当低于实际的压紧位置P2617[0-15]。
②挡块模式的速度，P2618[0-15]。
点击高级设置，进入“EPOS 运行程序段运行任务设置”画面①将任务设置为挡块模式。
②参数为压紧的扭矩，P2622[0-15]，单位为0.01 Nm。
我们可以通过Sinaparas将上述报文参数通过PLC写入到V90中，也可以读取所需的参数。
例如：1) 此程序块用于设定V90的固定挡块压紧位置和压紧扭矩的设置，设置胜利后输出2个写入OK信号。
2)块内容如下：首先读取一下伺服的实际扭矩，扭矩参数为R31。
3)然后写入固定挡块位置和固定挡块扭矩：当V90的参数为一个参数多个数组时如P2622[0-15]，想要输入P2622的2号值P2622[2],则Parameter为参数值设置为P2622，Index 参数的位值设置为2，代表给参数p2622[2]输入值。
4)现将挡块扭矩的设定值写入到P2622设定值中。
5)力矩参数P2622写入0.5秒后,接通P2622的参数读取，查看是否胜利写入。
6)读取V90中的固定挡块扭矩参数P2622:7)挡块模式的固定挡块位置写入P2617:8)力矩参数P2617写入0.5秒后,接通P2617的参数读取，查看是否胜利写入。
9)读取V90中的固定挡块位置P2617参数:10)当实际转矩值到达P2622 中设置扭矩限制值且实际位置跟随误差超出了参数p2634 中设置的值时，说明已到达固定停止点，假如V90 使用111 报文则状态字POS_ZSW2.12 置1。
11)将FB284的模式设定为6，Position设定为0。
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实例| 1500PLC 连接V90 伺服系统实现位置闭环控制
S7-1500 运动控制功能支持旋转轴、定位轴、同步轴和外部编码器等工艺对象。
并拥有轴控制面板以及全面的在线和诊断功能有助于轻松完成驱动装置的调试和优化工作。
S7-1500 支持多种连接方式。
可以使用PROFIBUS DP 和PROFINET IO 连接驱动装置和编码器，也可以使用模拟量输出模块（AQ）连接带模拟设定值接口的驱动装置并通过工艺模块（TM）,读出编码器的信息。
本文中所涉及的例子就是使用第二种方式。
图2-1 连接方式示意
2.2 SINAMICS V90
SINAMICS V90 是西门子推出的一款小型、高效便捷的伺服系统，可以实现位置控制、速度控制和扭矩控制。
使用V90 的速度控制功能可以与S7-1500 运动控制功能配合使用，接收S7-1500 模拟量模块发出的+-10V 模拟量信号做为速度给定，并通过PTO 功能反馈位置信号给S7-1500，在S7-1500PLC 中实现闭环位置控制。
3、应用项目配置示例
3.1 S7-1500 组态
3.1.1 组态硬件配置
由于需要模拟量输出信号来控制速度给定，并接收来自V90 的脉冲反馈信号，所以S7-1500 系统中至少要配置 1 块模拟量输出模块和 1 块高速计数模块，考虑到V90 给出的位置反馈信号是5V 差分信号，S7-1500 系统中也要配置能够接收5V 差分信号的高速计数模块。
还需要 1 块数字量输出模块来为V90 提供使能信号。
图3-1 S7-1500 模块配置
3.1.2 组态工艺对象
驱动装置组态
首先在工艺组态中添加一个定位轴，工艺对象一般的组态方法请参考《S7-1500运动控制使用入门》。
由于V90 接收的是+-10V 模拟量信号，所以模拟量输出模块也要设置输出范围为+-10V。
驱动装置类型选择“连接模拟量驱动装置”并在“输出”后面选择模拟量输出的变量名称。
为了在PLC 内激活使能时（如激活MC_Power 功能块Enable 管脚）能够把使能信号传递给V90，勾选激活启用输出，并且选择输出变量名称。
图3-2 驱动装置选择
需要注意的是输出只能选择变量名称而不能选择绝对地址，所以必须提前定义好变量名称。
只有定义好的变量名称才能在选择PLC 变量时显示出来
图3-4 选择变量
位置反馈组态
在本地模块的TM PosInput2_1 中选择参数设定。
设置通道操作模式为运动控制的位置检测（必须这样设置，才能在随后的编码器连接中选择高速计数模块TM PosInput2_1 及其通道号）。
编码器信号类型选择增量编码器（A、B、N），反向选择暂不勾选，如果在调试时PLC 给出的速度给定方向与编码器反馈方向相反，就可以勾选反向来校正编码器反馈方向。
建议信号评估选择四重，这样可以增加位置反馈信号的精度。
由于V90 可以提供信号N（0 脉冲信号），所以参考标记0 的信号选择增量编码器的信号N。
接口标准选择RS422、对称。
图3-5 高速计数模块组态
组态编码器连接时选择通过工艺模块（TM）进行连接，并且在选择工艺模块中选择高速计数器通道0。
图3-6 选择编码器连接
编码器类型选择增量式旋转式。
单转步数填写V90 每转输出脉冲个数的 4 倍（信号评估选择了四重），这里填写4096（4*1024）。
增量实际值中的位填写0。
图3-7 填写编码器参数
3.2 V90 配置
3.2.1V90 输入输出信号
V90 的参数很多，更详细的参数含义及设置方式请参考V90 操作说明，这里只描述与本例相关的参数设置。
V90 支持速度控制方式，在此方式下V90 接收来自S7-1500 的+-10V 模拟量速度给定信号，并把位置值通过RS422 标准的脉冲信号反馈给S7-1500，在S7-1500 中实现闭环位置调节。
这种模式下V90 本身不设置位置闭环。
使能信号也需要S7-1500 提供，这样可以保证在S7-1500 建立位置闭环的同时，把使能信号发给V90。
图3-8 速度模式下的V90 输入输出信号
3.2.2 V90 相关参数设置
本中使用SINAMICS V-ASSISTANT 软件来设置V90 的参数。
首先要设置V90 操作模式为速度模式，即设置参数p29003 为2。
图3-9 设置速度控制模式
本例中使用V90 的X8 接口的DI1 作为使能输入，即设置参数p29301 为1。
图3-10 设置使能信号
设置V90 每转线数，也就是电机每圈的脉冲个数。
为了与S7-1500 中的参数相相对性（四重评估，每转步数4096），这里设置为1024。
图3-11 设置每转线数
3.3S7-1500 与V90 接线
3.3.1使能信号连接
在本例中针对DO 模块的第0 通道，（微信：503660666），DO 模块的1 端子与V90 X8 接口的 5 端子相连、DO 模块的10 端子与V90 X8
接口的 3 端子相连。
DO 模块的9 端子和10 端子分别要连接24V+和0V。
其中DO 模块的10 端子与V90 X8 接口的 3 端子连接还起到两个系统的等电位连接的作用。
图3-12 使能信号的连接
3.3.2 速度给定连接
AO 模块输出+-10V 电压信号，针对于第0 通道1、2 端子短接后连接V90 X8 端口的19 端子，3、4 端子短接后连接V90 X8 端口的20 端子。
图3-13 速度给定连接
3.3.3 位置反馈连接
分别连接V90 X8 端口的15、16 端子到TMPosInput 模块1、2 端子；
40、41到3、4 端子；42、43 到5、6 端子。
图3-14 位置反馈连接
3.4 使用分布式I/O ET200SP连接V90
除了前面所描述的使用S7-1500 中央机架模块以外，还可以使用ET200SP 上的模块连接V90。
新一代的分布式I/O ET200SP 使用简单，结构紧凑，性能卓越，支持PROFINET 网络；可以实现更灵活的配置。
图3-15 使用分布式I/O ET200 SP
3.4.1设置等时同步
闭环运动控制必须有很好的实时性，所以必须设置等时同步。
在网络视图中用鼠标双击连接线“PN/IE_1”在下边的“属性”、“常规”页面内选择“同步域”、“Sync-Domain_1”，设置“PLC_1.PROFINET 接口_1”的“同步角色”为“同步主站”，设置“IO_device-1”的“RT 等级”为“IRT”。
图3-16 设置等时同步
还需要设置实际的网络拓扑，在拓扑视图中拖拽连接两个设备的实际网络
接口。
图3-17 设置网络拓扑
在“IO_device_1”的设备视图中选择“属性”、“常规”、“等时同步模式”页面，然后勾选站点以及站点上模块的“等时同步模式”，如下图所示：
图3-18 设置模块的等时同步
3.4.2设置OB91的循环时间
OB91 是S7-1500 运动控制的核心组织块，为了更好的实现运动控制功能，需要把OB91 的循环时间同步到总线。
具体操作过程是鼠标在OB91 上点击右键，在弹出的菜单中选择属性，就会弹出以下页面。
在页面中选择“同步到总线”。
可根据应用情况选择“因子”，增加“因子”可减轻CPU 负荷，但会影响控制效果。
图3-19 设置OB91 的循环时间
3.4.3 工艺组态与接线
工艺组态中把驱动接口和编码器反馈接口分别设置到ET200SP 的模块上，具体的模块组态方法和工艺组态方法与 3.1.2 章节描述的一样。
3.5 设备调试
至此S7-1500 与V90 的组态配置与接线都已经初步完成，可以打开工艺对象的调试界面进行调试，然后就可以编写控制程序了。
具体内容可参考帮助文档，这里不再详述。