常问问题 05/2018 S7-1500T 连接 S210 实现运动控制的项目示例 S7-1500T SINAMICS S210 http://support.automation.siemens.com/cn/view/zh/109757514 Unrestricted
目录 1 概述 3 2 项目准备... 3 2.1 实例的项目总览... 3 2.2 使用的软硬件... 4 3 项目配置... 4 3.1 SINAMICS S210 PN 的基本参数组态... 4 3.1.1 设置 Administrator Password... 4 3.1.2 通过 SINAMICS Web Server 配置设置... 5 3.2 TIA 博途下项目配置... 9 3.2.1 添加 S7-1500T CPU 到项目中... 9 3.2.2 添加 SINAMICS S210 PN 到项目中... 10 3.2.3 配置 SINAMICS S210 PN 和 S7-1500 CPU 之间的拓扑结构... 14 3.3 工艺对象的创建及编程... 15 3.3.1 创建工艺对象... 15 3.3.2 编写运动控制程序... 20 Unrestricted 2
1 概述全新的工艺型 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 S210 为示例, 详细介绍了使用 TIA Portal 软件完成项目的配置组态 轴的配置以及轴工艺对象的功能测试 2 项目准备 2.1 实例的项目总览通过博途软件组态 S7-1500T 和 S210 驱动一起实现双轴同步工作, 任务如下 : 通过网页调试 S210 安装 S210 的 GSD 组态 S7-1500T 和 S210 的通信 编写同步程序 Unrestricted 3
设备网络结构如图 2-1 所示 : 图 2-1 网络拓扑结构图 2.2 使用的软硬件 项目中使用的硬件如表 2-2 所示 表 2-2 使用的硬件序号 说明 订货号 1 SIMATIC S7-1500 6ES7517-3UP00-0AB0 CPU 1517TF-3 PN/DP V2.5 2 SINAMICS S210 PN 200V 6SL3210-5HB10-1UF0 3 SIMOTICS S-1FK2 motor 1FK2102-1AG00-0DA0 4 IM 155-6 PN HF 6ES7 155-6AU00-0CN0 5 DI 16x24VDC ST 6ES7 131-6BH00-0BA0 6 DQ 16x24VDC/0.5A ST 6ES7 132-6BH00-0BA0 7 TM Timer DIDQ 10x24V 6ES7 138-6CG00-0BA0 8 AI 2xU ST 6ES7 134-6FB00-0BA1 9 Server module 6ES7 193-6PA00-0AA0 项目中使用的软件如表 2-3 所示 表 2-3 使用的软件 3 项目配置 序号名称版本 1 TIA Portal Step7 V15 在本节中, 将详细介绍 SINAMICS S210 的配置 ( 包括首次通过 Web 服务器设置 ) 以及使 用 TIA Portal 的 S7-1500 CPU 的配置 3.1 SINAMICS S210 PN 的基本参数组态 3.1.1 设置 Administrator Password 要完全访问驱动器, 用户需要以 Administrator 身份登录 但首先, 需要密码才能获得 Administrator 访问权限 为了设置密码, 需要在上电 10 分钟内通过 Web 服务器, 使用接口 (X127) 接通驱动器并 将其连接到 PG / PC Unrestricted 4
使用 X127 默认 IP 地址 169.254.11.22, 仅当 S210 工厂初始状态时才会显示以下屏幕, 设置首次密码 注意 应规范地设置密码以防止未经授权的用户操作 为了保证这种保护, 建议按下述规则设置密码 : 至少 8 个字符 大写和小写字母 数字和特殊字符 ( 例如 :!%+...) 该密码不应该在其他地方使用 重 要! 10 分钟后, 即使未分配 管理员密码, 画面也会更改 如果时间已过, 用户可以通过再次打开和关闭驱动器来首次分配密码 3.1.2 通过 SINAMICS Web Server 配置设置登录并分配设备名称, 如表 3-1 所示 表 3-1 登录并分配设备名称序号说明 Unrestricted 5
序号说明 1. 在浏览器中输入 X127 的 IP 地址 169.254.11.22: 注意 : 用户名 : Administrator 密码 : 12345678 计算机需要在同一个网段之内 一键优化基本调试的主要部分由 一键优化 和控制面板操作两部分 仅需简单操作即可实现最佳 S210 速度控制器设置, 如表 3-2 所示 表 3-2 一键优化 及控制面板测试 1. 在导航菜单中, 选择 Commissioning 中的 One Button Tuning : Unrestricted 6
2. 选择动态设置级别, 分别为保守 标准和激进 : 注意 : 此处选择 Standard 标准 3. 点击 Take Control 获取控制权并点击 Confirm 以确认 : 4. 点击 " 开始优化 -Start Tuning": 注意 : 会弹出显示关于电机轴允许的旋转角度 ( 路径限制 ) 的界面 Unrestricted 7
5. 输入允许的最大的优化距离 ( 例如 360 ): 注意 : 角度至少应为 60, 以能够得出有意义的控制器参数 在这个例子中, 使用 360 6. 出现指示 一键优化 状态的消息 : 7. 点击 Return Control 按钮放弃控制权后, 再点击画面右下角的 Save Changes 按钮以存储参数 : Unrestricted 8
8. 可以通过点击画面右下角的 Control Pancel 按钮, 可以打开驱动的控制面板 点击 Take control 按钮获得控制权限后, 输入设置速度控制驱动正转 / 反转 : 3.2 TIA 博途下项目配置 3.2.1 添加 S7-1500T CPU 到项目中添加 S7-1500T CPU 到项目中操作步骤如表 3-3 所示 表 3-3 添加 S7-1500T CPU 到项目中操作步骤 1. 创建新的项目, 并且从目录树中双击 Add new device : Unrestricted 9
2. 在这里, 直接找到使用的 PLC 类型并将其添加到项目中 : 3.2.2 添加 SINAMICS S210 PN 到项目中可从下述网址下载 S210 的 GSD 文件 : https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/109744577 添加 S210 到项目中的步骤如表 3-4 所示 表 3-4 添加 S210 到项目中 1. 首先, 安装 S210 GSD 文件 : Unrestricted 10
2. 浏览 GSD 文件. 点击 Install 按钮用于安装 : 3. 在目录树中选择 设备和网络 Devices & networks 视图 : 4. 在右侧面板中选择 硬件目录 选项, 然后单击 其他现场设备 : Unrestricted 11
5. 从 其他现场设备 中选择 S210 PN: 6. 双击 S210 PN 或将其拖至网络视图中, 重复操作两次 : 7. 组态 ET200SP 到网络视图中, 需要注意 ET200SP 使用的模块型号依次为 : IM 155-6 PN HF :6ES7 155-6AU00-0CN0 DI 16x24VDC ST :6ES7 131-6BH00-0BA0 DQ 16x24VDC/0.5A ST:6ES7 132-6BH00-0BA0 TM Timer DIDQ 10x24V:6ES7 138-6CG00-0BA0 AI 2xU ST:6ES7 134-6FB00-0BA1 Server module:6es7 193-6PA00-0AA0 8. 在网络视图中, 单击 未分配 并选择 PLC_1.PROFINET Interface_1 : Unrestricted 12
9. 组态网络, 并且分配 IP 地址和设备名称 : Unrestricted 13
10. 分配设备名称, 在设备上点击右键 Assign device name : 11. 在两个 SINAMICS S210 PN 的 设备视图 中, 从子模块中选择 标准报文 105 : 3.2.3 配置 SINAMICS S210 PN 和 S7-1500 CPU 之间的拓扑结构配置 SINAMICS S210 PN 和 S7-1500 CPU 之间的拓扑结构的步骤如表 3-5 所示 注意 : 使用 IRT 等时模式时, 配置设备连接的拓扑结构是绝对必要且重要的! 表 3-5 配置 SINAMICS S210 PN 和 S7-1500 CPU 之间的拓扑结构 Unrestricted 14
1. 切换到 拓扑视图 选项卡 : 2. 通过拖放功能根据实际连接配置拓扑 : 注意 : 项目中配置的拓扑必须和实际连线一致! 3.3 工艺对象的创建及编程 3.3.1 创建工艺对象对于此应用示例, 配置了两个工艺对象 : 作为主动轴进行动作的 定位轴 作为从轴运行的 同步轴 添加配置定位轴步骤如表 3-6 所示 表 3-6 添加配置定位轴 1. 通过双击项目树中的 添加新对象 来添加新对象 : Unrestricted 15
2. 从 运动控制 列表中选择 TO_PositioningAxis : 3. 在轴的 硬件接口 中, 输入 PROFIdrive 作为 驱动类型 作为 驱动器, 选择所需的 SINAMICS S210, 在本例中为 右侧 驱动器 : Unrestricted 16
4. 配置编码器类型 : Unrestricted 17
5. 检查 与变频器的数据交换 和 与编码器的数据交换 中的设置, 确保正确 Data exchange with the drive: Data exchange with encoder: 6. 通过双击 S210 PN 图像打开设备属性 选择 等时模式 选项中的 等时模式 复选框以激活 IRT 模式 : Unrestricted 18
7. 右键点击程序块中的 MC Servo [OB91], 打开 OB91 程序块属性 : 8. 选择 与总线同步 选项, 并为分布式 I / O 选择 PROFINET IO system(100) : Note: 如果 CPU 性能偏低, 则需要考虑把 Factor 参数调到 4 或者 8, 降低 CPU 的负荷 添加配置同步轴步骤如表 3-7 所示 表 3-7 添加配置同步轴 1. 通过双击项目树中的 添加新对象 来添加新对象 : Unrestricted 19
2. 从 运动控制 列表中选择 TO_SynchronousAxis : 选择左侧的 S210, 随后的步骤和定位轴一致 3. 在 Leading Value Interfaces 中设置定位轴为主轴 : Note: 选择定位轴作为主轴 4. 项目编译并保存配置 3.3.2 编写运动控制程序数字量输入功能及定义说明如下 : Unrestricted 20
编写运动控制程序如表 3-8 所示 表 3-8 编写运动控制程序 1. 在程序中添加一个 FB( 功能块 ), 将其命名为 MotionControl_Pos : Unrestricted 21
2. 选择 指令 选项卡并打开 运动控制 文件夹 : Unrestricted 22
3. 在 FB 中使用控制指令的多重背景数据块向功能块添加所需的指令 : 在示例中使用了下述命令 : -MC_Power -MC_Home -MC_MoveRelative -MC_MoveAbsolute -MC_MoveJog -MC_Halt -MC_Reset Unrestricted 23
4. 工艺对象的使能 故障复位 回零 暂停及点动控制编程如下 : Unrestricted 24
5. 6. 工艺对象的电子齿轮同步控制编程如下 : 注意 : 如果 SyncProfileRefernce 参数填写 1( 距离同步 ), 则需要填写 MasterStartDistance 参数用来建立同步 本例使用时间同步, 因此 SyncProfileRefernce 参数填写 0 Unrestricted 25
7. 编写轴的绝对及相对定位控制程序 : 8. 在 OB1 中调用 FB 功能块 MotionControl_Pos : 9. 编译并下载项目到 PLC, 随后测试程序即可 Unrestricted 26