操作指南 6 月 /2016 CU250X-2 EPOS 功能入门指南第十部分使用 STEP 7 库程序 FB283 基于 111 报文的定位功能 G120,CU250S-2,CU250D-2,EPOS, 基本定位,FB283,111 报文 https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/109739272
目录 1 关于入门指南... 3 2 FB283 介绍... 4 2.1 FB283 的功能... 4 2.2 FB283 端子定义... 4 2.3 FB283 预定义 UDT 介绍... 5 2.4 FB283 工具包下载地址... 5 3 使用 FB283 基于 111 报文的定位功能... 6 3.1 组态和编程步骤... 6 3.2 MDI 功能演示... 9 4 使用 FB283 控制多个轴... 12 5 参考资料... 15 2
1 关于入门指南 在西门子 SINAMICS G 系列产品中,G120 的 CU250S-2 控制单元以及 G120D 的 CU250D-2 控制单元支持基本定位功能 (EPOS 功能 ) 本入门指南通过功能介绍与实例配置结合的方式为用户介绍如何使用 G120 的基本定位功能, 同时也可作为 S120 系列产品基本定位功能的参考资料 为方便用户学习基本定位功能, 本入门指南将分为 12 部分, 将基本定位所包含的各种功能逐一介绍, 目录参考下表 : 内容 版本 第一部分基本定位功能介绍 V1.0 第二部分编码器组态和位置系统建立 V1.0 第三部分限制功能和点动功能 V1.0 第四部分回参考点功能 V1.0 第五部分 MDI 功能和监控功能 V1.0 第六部分调试步骤与位置控制器优化 V1.0 第七部分基本定位功能配置实例 V1.0 第八部分使用 111 报文进行定位 V1.0 第九部分使用 Portal 库程序基于 111 报文的定位功能 V1.0 第十部分使用 STEP 7 库程序 FB283 基于 111 报文的定位功能 V1.0 第十一部分如何安装授权 V1.0 第十二部分常见故障处理 V1.0 表 1-1 入门指南目录 本部分内容 另外 11 部分文档可在西门子下载中心搜索下载 下载中心地址 : http://www.ad.siemens.com.cn/download/ 注意 : 此文档为系列文档, 尚有一部分没有发布敬请期待 本部分介绍 PLC 通过 STEP 7 库程序 FB283 实现基于 111 报文的定位功能 包括如何将 FB283 集成到用户自己的项目中 如何实现控制多个轴等内容 本入门指南所有示例采用的控制单元和 STARTER 版本为 : CU250S-2 PN V4.7.3 版本 STARTER V4.4.1 版本注意 : 与本例使用 STARTER 和 CU 版本不同时可能出现配置画面不完全相同 3
2 FB283 介绍 功能块 FB283 是一个接口块, 它使具有 EPOS 功能的变频器可以通过 PROFIBUS/PROFINET 连接到 SIMATIC-S7 控制器上 所有支持 DP-V1 或者 PROFINET IO 的 S7-300/400 CPU 都可以使用 FB283 2.1 FB283 的功能 FB283 集成了周期通讯和非周期通讯的功能 FB283 通过系统功能 SFC14 和 SFC15 实现过程数据 (PZD) 的周期传输, 通过系统功能块 SFB52 和 SFB53 实现参数读写的非周期通讯 FB283 周期通讯 : 传送变频器所有的过程数据 (PZD) 不仅适用于定位功能, 也适用于转速控制 FB283 非周期通讯 : 1. 读取变频器故障记录 2. 读写变频器单个参数 3. 一次读写变频器多达 10 个参数 4. 读写变频器单个程序步设置 5. 一次读写变频器多达 16 个程序步设置 本文仅介绍通过 FB283 周期通讯实现基于 111 报文的 MDI 定位功能 包括如何将 FB283 集成到用户自己的项目中 如何实现控制多个轴等内容 其他功能的使用方法请查看本文 2.4 节下载链接中包含的 FB283 说明文档 2.2 FB283 端子定义 FB283 的端子定义如图 2-1 所示 图 2-1 FB283 端子定义 表 2-1 对 FB283 的端子定义进行了详细说明 端子信号 数据类型 说明 NR_ACHS_DB Int 轴数据块编号 LADDR Int 周期通讯 PZD 起始地址 LADDR_DIAG Int 诊断地址 ( 用于非周期通讯 ) WR_PZD Any 轴数据块中过程数据 PZD 对应的存储区域, 数据长度由所选报文决定 4
RD_PZD Any 轴数据块中过程数据 PZD 对应的存储区域, 数据长度由所选报文决定 CONSIST Bool True: 过程数据整体一致, 通过 SFC14/15 整体收发 False: 过程数据非整体一致, 通过装载 / 传送命令收发 RESTART Bool 开始一次初始化 AXIS_NO Byte 轴编号 对于 G120 变频器来说, 轴编号始终为 1. 表 2-1 FB283 端子定义 2.3 FB283 预定义 UDT 介绍 除了前面提到的系统块之外,FB283 还需要背景数据块 轴数据块以及预定义 UDT( 用户自定义数据类型 ) 的支持 FB283 相关的预定义 UDT 包含如下几种 : UDT30000: 基本 UDT UDT30001: 编辑程序步 UDT30002: 读取故障记录 UDT30008: 基于 111 报文的 MDI 和程序步控制 UDT30009: 转速控制 UDT30010: 基于 110 报文的 MDI 和程序步控制 在轴数据块中, 并不需要包含所有的 UDT 类型, 仅包含需要的 UDT 即可 例如, 对于使用 111 报文定位 读取故障记录 修改程序步设置的应用, 仅需包含 UDT30000,UDT30001,UDT30002 和 UDT30008 如图 2-2 所示 图 2-2 使用 111 报文定位的轴数据块举例 2.4 FB283 工具包下载地址 FB283 工具包下载地址如下 : https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/25166781 其中包含说明文档和一个含有 FB283 及其他程序块的例程 5
3 使用 FB283 基于 111 报文的定位功能 下面通过实例介绍如何使用 FB283 实现基于 111 报文的定位功能 3.1 组态和编程步骤 步骤说明截图 1 新建一个项目 FB283_Epos ( 可随意命名 ), 在 STEP 7 软件中完成硬件组态 双击变频器下方的报文选项 2 为变频器选择 111 报文 注意过程数据映像区的 Inputs 和 Outputs 的起始地址要一致 点击 OK 键确认之后, 在硬件组态窗口点击保存编译按钮 6
3 打开下载的例程 FB283_Bsp_V21. 复制图中高亮显示的块 包括 : OB1,FB283,FC72, DB72,DB283, UDT30000,UDT30001, UDT30002,UDT30008, 以及其他系统块 复制图中高亮显示的 VAT72_ 开头的变量表, 便于功能测试 4 将复制的内容粘贴到用户程序中 其中 DB283 为 FB283 的背景数据块 DB72 为轴数据块, 对应变频器 5 打开下载的例程 FB283_Bsp_V21. 复制其符号表 然后在用户程序中粘贴 覆盖符号表 至此需要复制的内容已经全部完成, 可以关闭例程 FB283_Bsp_V21 6 打开符号表, 将轴数据块 DB72 的符号名称由原来的 Axis_TVB+MDI_TLG111 改为 Axis01_TLG111. 然后保存更改 7
7 打开 OB1 用 // 将 FC70, FC71 和 FC73 的调用语句注释掉 去掉 CALL FC 72 前面的 // 注释符号 保存修改 本例中 FB283 及相关程序块在 FC72 中调用 8 打开 FC72 里面仅有调用 FB283 的一个网络 其中红色显示部分是由于我们修改了符号表导致 9 将轴数据块名称部分改为 Axis01_TLG111 之后, 红色显示消失 同时根据组态修改如下参数 : NR_ACHS_DB:=72 LADDR:=256 LADDR_DIAG:=2038 CONSIST:=TRUE RESTART:=FALSE AXIS_NO:=B#16#1 保存修改 10 至此, 组态和基本的编程就完成了 在 SIMATIC Manager 中选中 Blocks 文件夹下的所有项目, 点击下载图标, 将组态和程序块全部下载到 PLC 中 通过变量表即可测试相应的功能 8
3.2 MDI 功能演示 打开变量表 VAT72_MDI, 与 MDI 相关的控制字 位都已经在变量表中详细列出, 如图 3-1 所示 图 3-1 VAT72_MDI 变量表 利用变量表中所列出的变量即可使用 111 报文 MDI 方式控制轴运动 变频器接收的控制字等相关变量详细说明如表 3-1 所示 变量名 Axis01_TLG111. 说明 MDI_Positioning. WR_PZD_POSBETR. DB72.DBW172 控制字 1:STW1 ON/OFF1, 启动 / 停车信 0=OFF1 STW1.OFF1 号 0 1=ON 0= 撤销运行 MDI STW1.RejTrvTask 撤销运行 MDI 1= 允许运行 MDI 0= 暂停运行 MDI STW1.IntMStop 暂停运行 MDI 1= 继续运行 MDI STW1.TrvStart 单步指令接收脉冲 0 1= 接收设定值 STW1.AckFault 故障复位 0 1= 复位故障 0= 相对定位 EPosSTW1.MDIPsTyp 相对定位 / 绝对定位 1= 绝对定位 01= 正向绝对定位 / 运行 EPosSTW1.MDIPos 定位模式 : 模态轴定位方 10= 负向绝对定位 / 运行式 00,11= 定位模式 : 最短 EPosSTW1.MDINeg 调整模式 : 速度方向选择绝对距离定位 ; 调整模式 : 轴静止 0= 单步接收设定值 EPosSTW1.MDITrTyp MDI 指令接收模式 1= 连续接收设定值 0= 定位模式 EPosSTW1.MDISetup MDI 模式选择 1= 调整模式 9
EPosSTW1.MDIStart 激活 MDI 功能 0=MDI 未激活 1= 激活 MDI OVERRIDE 转速设定值系数 4000 hex = 100% MDIPos MDI 位置设定值 双字, 单位 LU MDIVel MDI 速度设定值 双字, 单位 1000LU/min MDIAcc MDI 加速度系数 4000 hex = 100% MDIDec MDI 减速度系数 4000 hex = 100% 表 3-1 变频器接收的控制字等相关变量详细说明 变频器发送的状态字等相关变量详细说明如表 3-2 所示 变量名 Axis01_TLG111. MDI_Positioning. 说明 RD_PZD_POSBETR. DB72.DBW212 状态字 1:ZSW1 ZSW1.IOP 运行指示 0= 停机 1= 运行 XistP 位置实际值 单位 LU NistP 速度实际值 4000 0000 hex = 100% 表 3-2 变频器发送的状态字等相关变量详细说明 例 : 启动一次 MDI 定位 : 线性轴, 相对定位, 单步接收, 位置增量 50000LU, 速度设定值 400*1000LU/min, 速度 加速度 减速度系数均为 100% 启动过程分 3 步进行, 每一步对相关变量的设定如表 3-3 所示 变量名 Axis01.TLG111. MDI_Positioning. WR_PZD_POSBETR. 步骤 1 使轴处于准备状态并将目标位置传送给变频器 设定值 步骤 2 使能轴 步骤 3 接收位置设定值并开始移动 STW1.OFF1 0 1 1 STW1.RejTrvTask 1 1 1 STW1.IntMStop 1 1 1 STW1.TrvStart 0 0 1 STW1.AckFault 0 0 0 EPosSTW1.MDIPsTyp 0 0 0 EPosSTW1.Pos 0 0 0 EPosSTW1.Neg 0 0 0 EPosSTW1.MDITrTyp 0 0 0 EPosSTW1.MDISetup 0 0 0 EPosSTW1.MDIStart 0 1 1 OVERRIDE 16384 DEC 16384 DEC 16384 DEC MDIPos L#50000 L#50000 L#50000 MDIVel L#400 L#400 L#400 MDIAcc 16384 DEC 16384 DEC 16384 DEC MDIDec 16384 DEC 16384 DEC 16384 DEC 表 3-3 MDI 定位启动步骤 启动完成之后的变量表如图 3-2 所示 10
图 3-2 MDI 定位启动完成之后的表量表 11
4 使用 FB283 控制多个轴 前面介绍了使用 FB283 控制 1 个轴实现定位功能, 如果要用 FB283 控制多个轴, 则有两种方法可以实现 : 1. 为每个轴分配一个背景数据块和轴数据块 2. 采用多重背景数据块 本文仅介绍上述方法 1. 方法 2 的实现可以参考本文 2.4 节下载链接中的 FB283 说明文档 下面列出用 FB283 控制两个轴的组态和编程详细步骤 以下步骤以本文 3.1 节的步骤为基础继续进行 步骤说明截图 1 在前面例子的基础上, 增加一个 G120 变频器 同样为其选择 111 报文 保存并编译 2 为第二个轴复制一个背景数据块 在 SIMATIC Manager 中选中 DB283, 复制并粘贴 此时会弹出窗口提示 : DB283 已经存在, 是否重命名 点击 Yes 按钮, 并将复制的背景数据块重命名为 DB300. 12
3 为第二个轴复制一个轴数据块 在 SIMATIC Manager 中选中 DB72, 复制并粘贴 此时会弹出窗口提示 : DB72 已经存在, 是否重命名 点击 Yes 按钮, 并将复制的背景数据块重命名为 DB301. 4 打开符号表, 将第二个轴的轴数据块 DB301 符号名设置为 Axis02_TLG111. 保存符号表 5 在 FC72 中添加一个网络, 用于调用 FB283 控制第二个轴 参数设置如右图 保存修改 6 复制变量表 VAT72_MDI, 并重新命名为 VAT301_MDI. 将其中 Axis01 修改为 Axis02, 或者 DB72 改为 DB301 这样该变量表就可以用于演示第二个轴的 MDI 控制 13
7 通过变量表 VAT301_MDI 控制第二个轴的运动 此时打开 VAT72_MDI, 可以演示两个轴同时运动 14
5 参考资料 基本定位功能手册 CU250S/D-2 基本定位功能手册 V4.7.3 https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/109477922 其它手册 CU250S-2 操作手册 _V4.7.3 https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/109478829 CU250S-2 参数手册 _V4.7.3 https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/109477253 CU250D-2 操作手册 _V4.7.3 https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/109477365 CU250D-2 参数手册 _V4.7.3 https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/109477255 15