模塊4 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用20231103

模塊4運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用01項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用02項(xiàng)目4.3

V90PN伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用03學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)●了解步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理●掌握步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和伺服驅(qū)動(dòng)器的端子功能、參數(shù)設(shè)置和接線●了解V90PN伺服驅(qū)動(dòng)器支持的報(bào)文類型●掌握S7-1200PLC的運(yùn)動(dòng)軸組態(tài)、運(yùn)動(dòng)控制指令●知道運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成，掌握運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件電路和軟件編程學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)●能根據(jù)控制要求，獨(dú)立配置運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)并進(jìn)行硬件電路的安裝和調(diào)試●能用S7-1200PLC進(jìn)行工藝對(duì)象組態(tài)，通過(guò)PLCOpen標(biāo)準(zhǔn)程序塊編寫運(yùn)動(dòng)控制程序并進(jìn)行調(diào)試●學(xué)會(huì)使用標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文和工藝對(duì)象對(duì)V90PN伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行位置控制●學(xué)會(huì)使用西門子報(bào)文和FB284對(duì)V90PN伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行EPOS控制學(xué)習(xí)目標(biāo)技能目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)●通過(guò)觀看紀(jì)錄片《大國(guó)重器》之《動(dòng)力澎湃》，厚植愛國(guó)情懷，增強(qiáng)民族自豪感●養(yǎng)成規(guī)則意識(shí)和標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)●培養(yǎng)開拓創(chuàng)新的科學(xué)精神●養(yǎng)成6S管理的職業(yè)素養(yǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用口罩機(jī)中的應(yīng)用高倍顯微鏡中的應(yīng)用雕刻機(jī)中的應(yīng)用機(jī)器人中的應(yīng)用視覺檢測(cè)中的應(yīng)用1.課堂導(dǎo)入項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

步進(jìn)電機(jī)是一種把電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械角位移的控制電機(jī)，它與配套驅(qū)動(dòng)器共同組成低成本的開環(huán)控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)精確的位置和速度控制。每輸入一個(gè)電脈沖，電機(jī)就會(huì)旋轉(zhuǎn)一定的角度，常作為數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件。最早的步進(jìn)電機(jī)是1920年代由英國(guó)人研發(fā)。步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器德國(guó)百格拉公司于1973年發(fā)明了五相混合式步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器；1993年又推出了性能更加優(yōu)越的三相混合式步進(jìn)電機(jī)。我國(guó)在80年代以前，一直是反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)占統(tǒng)治地位，混合式步進(jìn)電機(jī)是80年代后期才開始發(fā)展。1.課堂導(dǎo)入項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)就前進(jìn)一步，所以叫做步進(jìn)電機(jī)。2.步進(jìn)電機(jī)的工作原理步進(jìn)電機(jī)

步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度和速度取決于脈沖的數(shù)量和脈沖頻率。

脈沖數(shù)越多，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度越大。

脈沖的頻率越高步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速越快，但不能超過(guò)最高頻率，否則電機(jī)的力矩會(huì)迅速減小，電機(jī)不轉(zhuǎn)。項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

三相步進(jìn)電機(jī)的工作方式可分為：三相單三拍、三相單雙六拍、三相雙三拍等?！叭唷敝覆竭M(jìn)電機(jī)的定子繞組有3組；“單”指每次只能有一相繞組通電；“雙”指每次有兩個(gè)繞組同時(shí)通電；“三拍”指通電三次完成一個(gè)通電循環(huán)；“六拍”指通電六次完成一個(gè)通電循環(huán)。BBCC步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2.步進(jìn)電機(jī)的工作原理項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用2.步進(jìn)電機(jī)的工作原理

定子鐵心上分布有A、B、C三相控制繞組。轉(zhuǎn)子用軟磁性材料制成，只有4個(gè)齒。項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用2024/12/20步進(jìn)電機(jī)單拍工作原理示意圖●三相繞組中的通電順序?yàn)椋篈相

B相

C相步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針。（1）三相單三拍2.步進(jìn)電機(jī)的工作原理項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

這種工作方式，因三相繞組中每次只有一相繞組通電，而且，一個(gè)循環(huán)周期共包括三個(gè)脈沖，所以稱三相單三拍，其特點(diǎn)：●每來(lái)一個(gè)電脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)30

。此角稱為步距角，用

表示?！褶D(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相線圈通電的順序，改變通電順序即可改變電機(jī)轉(zhuǎn)向。

A相

C相

B相

A相

B相

C相正轉(zhuǎn)：（1）三相單三拍2.步進(jìn)電機(jī)的工作原理反轉(zhuǎn)：項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

這種工作方式，因三相繞組中每次有兩相通電，而且，一個(gè)循環(huán)周期共包括三個(gè)脈沖，所以稱三相雙三拍，其特點(diǎn)：●每來(lái)一個(gè)電脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)30

?！褶D(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相線圈通電的順序，改變通電順序即可改變電機(jī)轉(zhuǎn)向。

AC相

CB相

BA相

AB相

BC相

CA相正轉(zhuǎn)：（2）三相雙三拍2.步進(jìn)電機(jī)的工作原理反轉(zhuǎn)：項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

這種工作方式，按照一相繞組通電接著二相繞組間隔輪流通電，而且，完成一個(gè)循環(huán)需要經(jīng)過(guò)6次改變通電狀態(tài)，所以稱三相單雙六拍，其特點(diǎn)：●每來(lái)一個(gè)電脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)15

?！褶D(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相線圈通電的順序，改變通電順序即可改變電機(jī)轉(zhuǎn)向。（3）三相單雙六拍2.步進(jìn)電機(jī)的工作原理正轉(zhuǎn)：A→AB→B→BC→C→CA→A；反轉(zhuǎn)：A→AC→C→CB→B→BA→A。項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

步進(jìn)電機(jī)由定子（繞組、定子鐵心）、轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)子鐵心、永磁體、轉(zhuǎn)軸、滾珠軸承），前后端蓋等組成。3.步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用（c）步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)剖面圖（b）步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)

步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖（a）步進(jìn)電機(jī)定子鐵心

定子鐵心為凸極結(jié)構(gòu)，由硅鋼片迭壓而成。在面向氣隙的定子鐵心表面有齒距相等的小齒。定子繞組

定子每極上套有一個(gè)集中繞組，相對(duì)兩極的繞組串聯(lián)構(gòu)成一相。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可以做成二相、三相、四相、五相、六相、八相等。3.步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)為了減小步距角，實(shí)際的步進(jìn)電機(jī)通常在定子凸極和轉(zhuǎn)子上開很多小齒，這樣就可以大大減小步距角，提高步進(jìn)電機(jī)的控制精度。項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子上只有齒槽沒有繞組，系統(tǒng)工作要求不同，轉(zhuǎn)子齒數(shù)也不同。轉(zhuǎn)子的外圈由50個(gè)小齒構(gòu)成，轉(zhuǎn)子1和轉(zhuǎn)子2的小齒于構(gòu)造上互相錯(cuò)開1/2螺距。由此轉(zhuǎn)子形成了100個(gè)小齒。目前已經(jīng)有轉(zhuǎn)子單個(gè)加工至100齒的高分辨率型，那么高分辨率型的轉(zhuǎn)子就有200個(gè)小齒。因此其機(jī)械上就可以實(shí)現(xiàn)普通步進(jìn)電機(jī)半步(普通步進(jìn)電機(jī)半步需要電氣細(xì)分達(dá)到)的分辨率。3.步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用（1）按勵(lì)磁方式分為三大類：反應(yīng)式（VR）、永磁式（PM）、混合式（HS）。（2）按定子上繞組來(lái)分，步進(jìn)電機(jī)分為兩相、三相和五相等系列。（3）按機(jī)座號(hào)（電機(jī)外徑）可分為：42BYG（BYG為感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)代號(hào)）、57BYG、86BYG、110BYG（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)），而像70BYG、90BYG、130BYG等均為國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。4.步進(jìn)電機(jī)的分類項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用2024/12/205.課堂小結(jié)

（1）通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的角位移量；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度；（2）步進(jìn)電機(jī)每接收一個(gè)步進(jìn)脈沖信號(hào)，電機(jī)就旋轉(zhuǎn)一定的角度，該角度稱為步距角。（3）步進(jìn)電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子和前后端蓋等組成。（4）步進(jìn)電機(jī)按勵(lì)磁方式分為反應(yīng)式（VR）、永磁式（PM）、混合式（HS）三種。項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的功能：在控制設(shè)備（例如PLC）的控制下，為步進(jìn)電機(jī)提供工作所需要的幅度足夠的脈沖信號(hào)；實(shí)現(xiàn)精確的位置和速度控制。步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)框圖1.課堂導(dǎo)入項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用3ND583步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器外形步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的外部接線2．步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的外部端子步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器有3種輸入信號(hào)，分別是脈沖信號(hào)（PUL）、方向信號(hào)（DIR）和使能信號(hào)（ENA）。項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用3ND583步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器外形步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的外部接線PUL+和PUL-是脈沖控制信號(hào)輸入端：脈沖上升沿有效；當(dāng)采用12V或24V電源時(shí)，需串聯(lián)電阻；2．步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的外部端子項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用3ND583步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器外形步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的外部接線DIR+、DIR-是方向信號(hào)輸入端：高/低電平有效；假設(shè)高電平電機(jī)是正轉(zhuǎn)，則低電平電機(jī)就是反轉(zhuǎn)。2．步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的外部端子項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用3ND583步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器外形步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的外部接線ENA+、ENA-是使能信號(hào)輸入端：用于使能或禁止步進(jìn)電機(jī)；步進(jìn)電機(jī)在停止時(shí)，通常有一相得電，電機(jī)的轉(zhuǎn)子被鎖住；當(dāng)需要轉(zhuǎn)子松開時(shí)，可以使用使能信號(hào)，ENA+接+5V，ENA?接低電平即可。當(dāng)不需用此功能時(shí)，使能信號(hào)端懸空即可。2．步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的外部端子項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用3ND583步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器外形步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的外部接線U、V、W是三相步進(jìn)電機(jī)的接線端。2．步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的外部端子項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用3ND583步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器外形步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的外部接線步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器工作電源：其接線端子是VDC和GND；DC18～54V之間任何值均可；通常使用DC24V。2．步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的外部端子項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的輸入接口通常采用雙光耦的電氣隔離，從而提高它的抗干擾性能。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的接線方式一共有三種：共陽(yáng)極接法共陰極接法差分方式接法步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器采用的接線方法，根據(jù)所選PLC來(lái)決定。3．步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的接口電路項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用三菱漏型輸出型PLC是NPN輸出型，即低電平。此種接線方式是共陽(yáng)極接線方式。共陽(yáng)極接線方法3．步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的接口電路項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用共陰極接線方法西門子PLC是PNP輸出型，即高電平。此種解接線方式是共陰極接線方式。3．步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的接口電路項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用（1）如果接線圖中使用的電源VCC是5V，則不串電阻。VCC是12V時(shí)，串聯(lián)電阻R的阻值為1kΩ，大于1/8W電阻；VCC是24V時(shí)，電阻R的阻值為2kΩ，大于1/8W電阻。電阻R必須接在控制器信號(hào)端。（2）步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的PUL端子需要接收脈沖信號(hào)，因此，必須采用晶體管輸出型的PLC。3．步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的接口電路項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用細(xì)分是步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)重要性能。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器都存在一定程度的低頻振蕩特點(diǎn)。1.細(xì)分能有效改善甚至消除低頻振蕩現(xiàn)象，使電機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)均勻；2.細(xì)分能減小步進(jìn)電機(jī)的步距角，提高電機(jī)的分辨率；注意：一般情況先細(xì)分?jǐn)?shù)不能設(shè)置過(guò)大，因?yàn)樵诳刂泼}沖頻率不變的情況下，細(xì)分越大，電機(jī)的轉(zhuǎn)速越慢，而且電機(jī)的輸出力矩減小。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器4．步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分設(shè)置項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用撥碼開關(guān)8個(gè)SW撥碼開關(guān)，用來(lái)設(shè)置工作電流、靜態(tài)電流和細(xì)分精度。SW1～SW4用于設(shè)置步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的輸出電流；SW6～SW8用于設(shè)置細(xì)分精度；SW5用于選擇半流/全流工作模式；OFF表示靜態(tài)電流設(shè)為動(dòng)態(tài)電流的一半；ON表示靜態(tài)電流與動(dòng)態(tài)電流相同。4．步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分設(shè)置項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用撥碼開關(guān)如果電機(jī)停止時(shí)不需要很大的保持力矩，建議把SW5設(shè)成OFF，以減少電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的發(fā)熱，提高其可靠性。4．步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分設(shè)置項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用步/轉(zhuǎn)SW6SW7SW82001114000115001011

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000000細(xì)分設(shè)置表“1”表示ON“0”表示OFF假設(shè)把SW6、SW7和SW8的撥碼開關(guān)都置于1狀態(tài)，其細(xì)分是200步/轉(zhuǎn)，即步進(jìn)電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一周，需要200個(gè)脈沖；4．步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分設(shè)置項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用步/轉(zhuǎn)SW6SW7SW82001114000115001011

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000000細(xì)分設(shè)置表“1”表示ON“0”表示OFF如果只將SW8置于1狀態(tài)，則步進(jìn)電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一周，需要1000個(gè)脈沖。4．步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分設(shè)置項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用（1）步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器需要3種輸入信號(hào)，分別是脈沖信號(hào)（PUL）、方向信號(hào)（DIR）和使能信號(hào)（ENA）；（2）步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器常用共陽(yáng)極和共陰極兩種接線方式，需要根據(jù)所使用的PLC進(jìn)行選擇。一般西門子的PLC采用共陰極接線方式，三菱的PLC采用共陽(yáng)極的接線方式。（3）細(xì)分是步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)重要性能，可以通過(guò)撥碼開關(guān)進(jìn)行設(shè)置。細(xì)分?jǐn)?shù)越大，每輸入一個(gè)脈沖，步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度越小。5．課堂小結(jié)項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用Motion控制--脈沖方式最多同時(shí)控制4個(gè)軸--可以通過(guò)工藝對(duì)象組態(tài)運(yùn)動(dòng)軸--支持電機(jī)回零，絕對(duì)位置，相對(duì)位置--可以通過(guò)軸控制面板調(diào)試運(yùn)動(dòng)軸--可以診斷運(yùn)動(dòng)軸S7-1200PLC運(yùn)動(dòng)控制根據(jù)連接驅(qū)動(dòng)方式的不同，分成PROFIdrive通信控制方式、PTO（脈沖輸出）控制方式和模擬量控制方式3種。

小提示模擬量控制方式只能控制伺服電機(jī)，不能控制步進(jìn)電機(jī)。項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用2024/12/20一、任務(wù)導(dǎo)入

軸工藝對(duì)象的配置是硬件配置的一部分，“定位軸”（TO_PositioningAxis）用于映射控制器中的物理驅(qū)動(dòng)裝置。軸工藝對(duì)象是用戶程序與驅(qū)動(dòng)的接口，每一個(gè)軸都需要添加一個(gè)“工藝對(duì)象”。本任務(wù)通過(guò)TIAPortal中的工藝軸組態(tài)向?qū)瓿蛇\(yùn)動(dòng)軸的組態(tài)。定位軸與物理驅(qū)動(dòng)器的映射關(guān)系項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用二、任務(wù)實(shí)施【設(shè)備和工具】

西門子CPU1215CDC/DC/DC的PLC1臺(tái)、3ND583步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器1個(gè)、三相步進(jìn)電機(jī)1臺(tái)、安裝有TIAPortalV15軟件的計(jì)算機(jī)1臺(tái)、網(wǎng)線1根、行程開關(guān)或光電開關(guān)若干、《S7-1200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)》、通用電工工具1套。S7-1200PLC安裝有博途和Startdrive軟件的電腦步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器步進(jìn)電機(jī)項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用1．硬件電路硬件電路圖項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用2.硬件組態(tài)項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用2.硬件組態(tài)項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用組態(tài)“軸”工藝對(duì)象的步驟：①添加“軸”工藝對(duì)象②組態(tài)“軸”工藝對(duì)象基本參數(shù)-常規(guī)③組態(tài)“軸”工藝對(duì)象基本參數(shù)-驅(qū)動(dòng)器④組態(tài)“軸”工藝對(duì)象擴(kuò)展參數(shù)-機(jī)械⑤組態(tài)軸工藝對(duì)象擴(kuò)展參數(shù)-位置限制⑥組態(tài)軸工藝對(duì)象擴(kuò)展參數(shù)-動(dòng)態(tài)組態(tài)軸工藝對(duì)象擴(kuò)展參數(shù)-回原點(diǎn)3.組態(tài)軸工藝對(duì)象項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用組態(tài)軸工藝對(duì)象在博途軟件上講解，參考視頻鏈接：/web/shareVideo/index.action?id=1180622&ajax=1項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用3.組態(tài)軸工藝對(duì)象●組態(tài)軸工藝對(duì)象擴(kuò)展參數(shù)——位置限制

位置限制參數(shù)是用來(lái)設(shè)置軟/硬限位開關(guān)的，不管軸在運(yùn)動(dòng)時(shí)碰到軟限位或是硬限位，軸都將停止運(yùn)行并報(bào)錯(cuò)。硬限位開關(guān)和軟限位開關(guān)用于限制定位軸工藝對(duì)象的“最大行進(jìn)范圍”和“工作范圍”。項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用3.組態(tài)軸工藝對(duì)象●組態(tài)軸工藝對(duì)象擴(kuò)展參數(shù)——位置限制項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用3.組態(tài)軸工藝對(duì)象●組態(tài)軸工藝對(duì)象擴(kuò)展參數(shù)——回原點(diǎn)

通過(guò)回原點(diǎn)，可使工藝對(duì)象的位置與驅(qū)動(dòng)器的實(shí)際物理位置相匹配。為顯示工藝對(duì)象的正確位置或進(jìn)行絕對(duì)定位時(shí)，都需要回原點(diǎn)操作?；卦c(diǎn)參數(shù)分成“主動(dòng)”和“被動(dòng)”兩部分。

“主動(dòng)”就是傳統(tǒng)意義上的回原點(diǎn)或是尋找參考點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)控制指令“MC_Home”的輸入?yún)?shù)“mode”=3時(shí)，會(huì)啟動(dòng)主動(dòng)回原點(diǎn)操作，此時(shí)軸就會(huì)按照組態(tài)的速度去尋找原點(diǎn)開關(guān)信號(hào)，并完成回原點(diǎn)命令。項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用3.組態(tài)軸工藝對(duì)象●組態(tài)軸工藝對(duì)象擴(kuò)展參數(shù)——回原點(diǎn)項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用3.組態(tài)軸工藝對(duì)象注意：（1）在對(duì)軸工藝對(duì)象進(jìn)行組態(tài)時(shí)，其原點(diǎn)開關(guān)、上下限開關(guān)與硬件接線圖中的要一致；（2）組態(tài)軸工藝對(duì)象的機(jī)械擴(kuò)展參數(shù)時(shí)，電機(jī)每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)和電機(jī)每轉(zhuǎn)的負(fù)載位移一定要與實(shí)際設(shè)備一致。項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用一、任務(wù)導(dǎo)入二、任務(wù)實(shí)施【設(shè)備和工具】

西門子CPU1215CDC/DC/DC的PLC1臺(tái)、3ND583步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器1個(gè)、三相步進(jìn)電機(jī)1臺(tái)、安裝有TIAPortalV15軟件的計(jì)算機(jī)1臺(tái)、網(wǎng)線1根、行程開關(guān)或光電開關(guān)若干、《S7-1200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)》、通用電工工具1套。S7-1200PLC安裝有博途和Startdrive軟件的電腦步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器步進(jìn)電機(jī)項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用1．調(diào)試工藝“軸”項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用（1）點(diǎn)動(dòng)控制點(diǎn)動(dòng)控制項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用（2）定位控制絕對(duì)定位項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用（3）回原點(diǎn)控制回原點(diǎn)項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用2.診斷工藝“軸”軸的診斷面板項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用一、任務(wù)導(dǎo)入機(jī)械手控制示意圖

二、任務(wù)實(shí)施【訓(xùn)練設(shè)備和工具】安裝有博途軟件的電腦

西門子CPU1215CDC/DC/DC的PLC1臺(tái)、3ND583步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器1個(gè)、三相步進(jìn)電機(jī)1臺(tái)、安裝有TIAPortalV15軟件的計(jì)算機(jī)1臺(tái)、網(wǎng)線1根、行程開關(guān)或光電開關(guān)、電阻若干、《S7-1200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)》、通用電工工具1套。CPU1215CDC/DC/DC步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器步進(jìn)電機(jī)項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用1.硬件電路單軸機(jī)械手控制系統(tǒng)接線圖項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用細(xì)分設(shè)置表1.硬件電路項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用2．程序設(shè)計(jì)項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)及調(diào)試運(yùn)行的參考視頻鏈接：/web/shareVideo/index.action?id=1180618&ajax=12．程序設(shè)計(jì)具體程序請(qǐng)參考教材或人郵教育社區(qū)教材配套資源下載源程序項(xiàng)目4.1步進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用

伺服電機(jī)是將輸入的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電機(jī)軸上的角位移或角速度輸出，以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象，改變控制電壓可以改變伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，伺服電機(jī)用作執(zhí)行元件，其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。伺服電機(jī)通常用于速度控制和位置控制中。1.課堂導(dǎo)入項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用2.伺服電機(jī)的分類按使用的電源性質(zhì)直流伺服電機(jī)交流伺服電機(jī)有刷直流電機(jī)無(wú)刷直流電機(jī)按工作原理交流感應(yīng)異步電機(jī)交流永磁同步電機(jī)項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用3.伺服電機(jī)的銘牌和外部結(jié)構(gòu)低慣量伺服電機(jī)（200V）

高慣量伺服電機(jī)（400V）

西門子SIMOTICSS-1FL6伺服電機(jī)是交流永磁同步電機(jī)。它分為低慣量伺服電機(jī)（200V）和高慣量伺服電機(jī)（400V）兩種類型。項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用伺服電機(jī)的銘牌項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用3.伺服電機(jī)的銘牌和外部結(jié)構(gòu)低慣量電機(jī)低慣量電機(jī)更高動(dòng)態(tài)性能?8個(gè)功率級(jí)別?緊湊設(shè)計(jì)，更小的安裝空間?高動(dòng)態(tài)性能，更快的加減速，更短的周期時(shí)間?最大速度高達(dá)5000rpm?編碼器類型:?增量編碼器TTL2500ppr?21位單圈絕對(duì)值編碼器項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用3.伺服電機(jī)的銘牌和外部結(jié)構(gòu)高慣量電機(jī)高慣量電機(jī)更平穩(wěn)運(yùn)行性能?11個(gè)功率級(jí)別?可靠性設(shè)計(jì)，可適合惡劣環(huán)境?更高的轉(zhuǎn)矩精度和極低的速度波動(dòng)?最大速度高達(dá)4000rpm?編碼器類型:?增量編碼器TTL2500ppr?20位+4096圈絕對(duì)值編碼器項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用3.伺服電機(jī)的銘牌和外部結(jié)構(gòu)編碼器編碼器電纜電機(jī)抱閘電纜電機(jī)動(dòng)力電纜項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用3.伺服電機(jī)的銘牌和外部結(jié)構(gòu)SIMOTICSS-1FL6伺服電機(jī)可選用增量式編碼器和絕對(duì)值編碼器。編碼器

安裝在電機(jī)后端，其轉(zhuǎn)盤（光柵）與電機(jī)同軸。增量式編碼器不具有斷電保持功能，每次驅(qū)動(dòng)器上電后都需要重新回原點(diǎn)。

絕對(duì)值編碼器由軸的機(jī)械位置確定編碼，掉電可保持位置（無(wú)需電池。絕對(duì)值編碼器只需要進(jìn)行一次編碼器校準(zhǔn)即可，以后斷電再上電時(shí)不需要重新回原點(diǎn)。項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用3.伺服電機(jī)的銘牌和外部結(jié)構(gòu)4.伺服電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理定子轉(zhuǎn)子編碼器前端蓋后端蓋后軸承前軸承電機(jī)動(dòng)力電纜編碼器電纜根據(jù)永磁體磁極在轉(zhuǎn)軸中的位置不同，伺服電機(jī)可以分為表貼式和內(nèi)置式兩種結(jié)構(gòu)形式。伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用rrggbbNS⊙⊙⊙⊕⊕ACBZYX⊕伺服電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖伺服電機(jī)工作原理示意圖項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用4.伺服電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理永磁同步伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速可用下式表示：

改變轉(zhuǎn)子的磁極對(duì)數(shù)或定子繞組的電源頻率，均可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)是通過(guò)改變定子繞組的電源頻率來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的。項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用4.伺服電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理（1）高性能的伺服系統(tǒng)大多采用交流永磁同步伺服電機(jī)。（2）西門子伺服電機(jī)分為200V的低慣量伺服電機(jī)和400V的高慣量伺服電機(jī)兩種類型。（3）伺服電機(jī)的尾部都帶有編碼器，主要測(cè)量電機(jī)的實(shí)際位置和速度。5.課堂小結(jié)項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用

以物體的位置、速度、轉(zhuǎn)矩等作為控制量，以跟蹤輸入給定信號(hào)的任意變化為目的而構(gòu)建的自動(dòng)閉環(huán)負(fù)反饋控制系統(tǒng)，稱為伺服控制系統(tǒng)（Servo-ControlSystem）。1.課堂導(dǎo)入伺服控制系統(tǒng)組成原理圖項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用

伺服驅(qū)動(dòng)器又稱伺服功率放大器。其作用是把控制器送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行功率放大，用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，根據(jù)控制命令和反饋信號(hào)對(duì)電機(jī)進(jìn)行連續(xù)位置、速度或轉(zhuǎn)矩控制。伺服控制系統(tǒng)組成原理圖1.課堂導(dǎo)入項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用20十二月20242.伺服驅(qū)動(dòng)器的控制方式

伺服驅(qū)動(dòng)器主要有3種控制方式，分別是位置控制方式、速度控制方式和轉(zhuǎn)矩控制方式。伺服驅(qū)動(dòng)器的工作原理示意圖項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用◆性能優(yōu)異：一鍵優(yōu)化及實(shí)時(shí)優(yōu)化；支持不同的編碼器類型?！舾咝詢r(jià)比集成多種控制模式；全功率驅(qū)動(dòng)內(nèi)置制動(dòng)電阻；集成抱閘繼電器（400V型）?！粢子谑褂门c控制系統(tǒng)的連接簡(jiǎn)單；易用的V-Assistant調(diào)試軟件；通用SD卡參數(shù)復(fù)制?！暨\(yùn)行可靠支持220V/400V兩種供電方式；電機(jī)防護(hù)等級(jí)IP65；集成STO安全功能。3.V90伺服驅(qū)動(dòng)器的分類項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用

根據(jù)控制方式的不同，SINAMICSV90伺服驅(qū)動(dòng)器分為脈沖序列（PTI，PulseTrainInput）和PROFINET通信（PN）兩個(gè)版本，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合。脈沖序列版本（PTI）PROFINET版本（PN）3.V90伺服驅(qū)動(dòng)器的分類項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用控制接口：?脈沖輸入（PTI）?模擬量輸入輸出?編碼器脈沖輸出（PTO）?10個(gè)數(shù)字量輸入/6個(gè)數(shù)字量輸出?電機(jī)抱閘信號(hào)（僅限200V）I/O接口：?--?--?--?4個(gè)數(shù)字量輸入/2個(gè)數(shù)字量輸出?電機(jī)抱閘信號(hào)（僅限200V）RS485接口：用于通過(guò)ModbusRTU/USS與PLC通信脈沖序列版本（PTI）PROFINET版本（PN）兩個(gè)RJ45連接器：用于與PLC進(jìn)行PROFINET通信3.V90伺服驅(qū)動(dòng)器的分類項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用

根據(jù)工作電源的不同，SINAMICSV90伺服驅(qū)動(dòng)器可分為200V伺服驅(qū)動(dòng)器和400V伺服驅(qū)動(dòng)器兩種。3.V90伺服驅(qū)動(dòng)器的分類項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用SINAMICSV90伺服系統(tǒng)1/3AC200…240V低慣量（LI）更加高動(dòng)態(tài)應(yīng)用3.V90伺服驅(qū)動(dòng)器的分類項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用SINAMICSV90伺服系統(tǒng)3AC380…480V高慣量（HI）更加平穩(wěn)運(yùn)行應(yīng)用3、V90伺服驅(qū)動(dòng)器的分類3.V90伺服驅(qū)動(dòng)器的分類項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用4.V90伺服驅(qū)動(dòng)器的外部結(jié)構(gòu)脈沖序列版本（PTI）?RS485接口，用于通過(guò)MODBUSRTU/USS與PLC通信PROFINET版本（PN）?2個(gè)RJ45連接器，用于與PLC進(jìn)行PROFINET通信狀態(tài)指示燈?RDY指示驅(qū)動(dòng)就緒/報(bào)警

?COM指示通信狀態(tài)操作面板

?6位7段顯示屏

?5個(gè)操作按鈕電源和電機(jī)連接器

?L1、L2、L3接電源?U、V、W接電機(jī)制動(dòng)電阻連接器

?在DCP和R1之間連接一個(gè)外部的制動(dòng)電阻屏蔽板

?更好的EMC防護(hù)，更好的電纜固定X4：迷你USB接口?用于連接安裝了配置工具的計(jì)算機(jī)SD卡插槽?復(fù)制參數(shù)X6：24V電源/STO連接器X7：電機(jī)抱閘

連接器（僅用于V90

400V驅(qū)動(dòng)）X8：控制/狀態(tài)接口脈沖序列版本?50芯?脈沖輸入?編碼器仿真脈沖輸出?DI/DO，AI/AO?電機(jī)抱閘

(僅用于V90200V驅(qū)動(dòng))PROFINET版本?20芯?DI/DO?電機(jī)抱閘

(僅用于V90

200V驅(qū)動(dòng)）X9：編碼器接口項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用5.V90伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接⑨迷你USB電纜?抱閘電纜①SINAMICSV90伺服驅(qū)動(dòng)器

②熔斷器/E型組合電機(jī)控制器③

濾波器（選件）④24V直流電源（選件）⑤外部制動(dòng)電阻⑥外部抱閘繼電器（第三方設(shè)備）⑦SIMOTICSS-1FL6伺服電機(jī)⑧串行電纜（RS485）⑩微型SD卡?上位機(jī)?I/O電纜（50針，1m）

?帶終端適配器的I/O

電纜（50針，0.5m）?編碼器電纜?屏蔽板（在V90包裝中）?卡箍（在電機(jī)動(dòng)力電纜上）?電機(jī)動(dòng)力電纜項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用（1）V90伺服驅(qū)動(dòng)器有脈沖序列PTI版和PN通信版兩種類型。（2）PTI版的V90集成有RS-485通信接口，實(shí)現(xiàn)ModbusRTU/USS通信，其I/O接口有50引腳；（3）PN版的V90集成有PROFINET通信接口，實(shí)現(xiàn)PROFINET通信，其I/O接口有20引腳。6.課堂小結(jié)項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用1．V90PTI版伺服驅(qū)動(dòng)器的控制模式項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用1．V90PTI版伺服驅(qū)動(dòng)器的控制模式項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用1．V90PTI版伺服驅(qū)動(dòng)器的控制模式項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用2．外部脈沖位置控制模式的接線

小提示兩個(gè)通道不能同時(shí)使用，只能有一個(gè)通道被激活。24V單端PTI為V90伺服驅(qū)動(dòng)器的出廠設(shè)置。如果選擇使用5V高速差分PTI（RS-485），則必須將參數(shù)p29014的值由1改為0。

小提示圖中，EMGS、CWL、CCWL必須接入常閉觸點(diǎn)，不可以接入常開觸點(diǎn)，否則伺服驅(qū)動(dòng)器停止運(yùn)行。項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用1．V90PTI版伺服驅(qū)動(dòng)器的引腳項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用2．輸入/輸出引腳的接線（1）數(shù)字量輸入的接線V90伺服驅(qū)動(dòng)器的數(shù)字量輸入引腳內(nèi)部采用雙向光電耦合器，因此數(shù)字量輸入支持PNP和NPN兩種接線方式。伺服驅(qū)動(dòng)器數(shù)字量輸入的接線方式項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用（2）數(shù)字量輸出的接線2．輸入/輸出引腳的接線項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用3．V90PTI版伺服驅(qū)動(dòng)器數(shù)字量輸入/輸出引腳的功能（1）數(shù)字量輸入（DI）引腳功能項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用（2）數(shù)字量輸出（DO）引腳功能項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用1．V90PTI版伺服驅(qū)動(dòng)器速度控制接線圖V90PTI版伺服驅(qū)動(dòng)器速度控制模式的默認(rèn)接線方式如圖所示。從圖中可以看出，速度的控制方式有兩種，一種是通過(guò)AI1通道（19、20引腳）實(shí)現(xiàn)的外部模擬量速度設(shè)定值的速度控制，另一種是通過(guò)速度選擇端SPD1、SPD2、SPD3（默認(rèn)接線方式?jīng)]有此引腳）實(shí)現(xiàn)的帶內(nèi)部速度設(shè)定值的速度控制。AI2通道通過(guò)電位器實(shí)現(xiàn)扭矩限制。項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用2．V90PTI版伺服驅(qū)動(dòng)器速度控制方式（1）外部模擬量速度設(shè)定值的控制方式

模擬量輸入1的模擬量電壓用作速度設(shè)定值，此種方法需要將電位器接在AN1通道的19、20引腳上，將正反轉(zhuǎn)啟動(dòng)開關(guān)接在CWE和CCWE引腳上，將CWL、CCWL和EMGS接常閉觸點(diǎn)。首先閉合SON常開觸點(diǎn)，接著閉合正轉(zhuǎn)啟動(dòng)開關(guān)CWE或反轉(zhuǎn)啟動(dòng)開關(guān)CCWE，伺服電機(jī)開始運(yùn)行。此時(shí)調(diào)節(jié)電位器的大小，就可以調(diào)節(jié)加在19和20引腳之間的電壓，從而調(diào)節(jié)伺服電機(jī)的速度。項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用（2）內(nèi)部速度設(shè)定值的控制方式將伺服驅(qū)動(dòng)器的數(shù)字量輸入引腳10、11、12設(shè)置為SPD1（速度設(shè)定值選擇1）、SPD2（速度設(shè)定值選擇2）及SPD3（速度設(shè)定值選擇3）的功能，即將參數(shù)p29306[2]、p29307[2]、p29308[2]的值設(shè)置為15（SPD1）、16（SPD2）、17（SPD3），通過(guò)這3個(gè)輸入引腳的不同組合，就可以控制伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)7段速（7個(gè)速度在p1001～p1007中設(shè)置）控制。項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用（2）內(nèi)部速度設(shè)定值的控制方式一、任務(wù)導(dǎo)入可以通過(guò)BOP操作面板和V-ASSISTANT軟件兩種方式調(diào)試V90伺服驅(qū)動(dòng)器。BOP操作面板

V-ASSISTANT調(diào)試軟件項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用一、任務(wù)導(dǎo)入SINAMICSV-ASSISTANT調(diào)試軟件與V90的連接方式可以通過(guò)BOP操作面板和V-ASSISTANT軟件兩種方式調(diào)試V90伺服驅(qū)動(dòng)器。項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用二、任務(wù)實(shí)施【訓(xùn)練工具和設(shè)備】

安裝有V-ASSISTANT調(diào)試軟件的計(jì)算機(jī)1臺(tái)、V90PTI版伺服驅(qū)動(dòng)器1臺(tái)、SIMOTICSS-1FL6伺服電機(jī)1臺(tái)、《SINAMICSV90SINAMICSV-ASSISTANT在線幫助設(shè)備手冊(cè)》。安裝有博途軟件和V-ASSISTANT軟件的計(jì)算機(jī)V90PTI版伺服驅(qū)動(dòng)器伺服電機(jī)項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用注意：（1）參數(shù)設(shè)置完畢之后一定要讓伺服驅(qū)動(dòng)器斷電重啟，一些參數(shù)才能生效；（2）使用JOG點(diǎn)動(dòng)功能調(diào)試完伺服電機(jī)之后，一定要取消伺服使能，才能釋放主控權(quán)，外部端子使能控制才起作用。項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用SINAMICSV-ASSISTANT調(diào)試軟件的使用建議在軟件上講解，參考視頻鏈接：/web/shareVideo/index.action?id=1180613&ajax=1一、任務(wù)導(dǎo)入輸送站位置控制示意圖

圖示為輸送站位置控制示意圖，伺服電機(jī)通過(guò)與電機(jī)同軸的絲杠帶動(dòng)機(jī)械手移動(dòng)。要求具有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種工作方式。項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用

手動(dòng)控制工作方式：按下手動(dòng)后退按鈕，機(jī)械手右移；按下手動(dòng)前進(jìn)按鈕，機(jī)械手左移。

自動(dòng)控制工作方式：按下啟動(dòng)按鈕，若未確定原點(diǎn)則機(jī)械手先進(jìn)行回原點(diǎn)操作，原點(diǎn)確定后，機(jī)械手以20mm/s的速度從原點(diǎn)位置向前移動(dòng)30mm到達(dá)供料站抓取工件，停3s；然后以25mm/s的速度繼續(xù)向前移動(dòng)40mm到達(dá)分揀站將工件放下，停5s；再以30mm/s的速度返回原點(diǎn)位置后停止運(yùn)行。一、任務(wù)導(dǎo)入項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用二、任務(wù)實(shí)施【訓(xùn)練工具、材料和設(shè)備】

西門子CPU1215CDC/DC/DC的PLC1臺(tái)，安裝有TIAPortalV15軟件和V-ASSISTANT調(diào)試軟件的計(jì)算機(jī)1臺(tái)、SINAMICSV90PTI版伺服驅(qū)動(dòng)器1臺(tái)、SIMOTICSS-1FL6伺服電機(jī)1臺(tái)、MOTION-CONNECT300伺服電機(jī)的動(dòng)力電纜1根、MOTION-CONNECT300編碼器信號(hào)電纜1根、X8控制/設(shè)定值電纜1根、按鈕、指示燈和行程開關(guān)若干、網(wǎng)線1根，通用電工工具1套、《SINAMICSV90SINAMICSV-ASSISTANT在線幫助設(shè)備手冊(cè)》。安裝有博途軟件和V-ASSISTANT軟件的電腦CPU1215CDC/DC/DCV90PTI版伺服驅(qū)動(dòng)器伺服電機(jī)項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用1.硬件電路輸送站位置控制I/O分配表輸入輸出輸入繼電器輸入元件作用輸出繼電器伺服引腳（輸出元件）作用I0.1SB1復(fù)位按鈕Q0.236伺服脈沖信號(hào)I0.2RDY伺服準(zhǔn)備就緒Q0.338伺服方向信號(hào)I0.3SB2手動(dòng)前進(jìn)Q0.45（SON）伺服使能I0.4SB3手動(dòng)后退Q0.56（RESET）伺服復(fù)位I0.5SQ1絲杠原點(diǎn)Q0.6HL1到達(dá)供料站指示燈I0.6SQ2絲杠上限Q0.7HL2到達(dá)加工站指示燈I0.7SQ3絲杠下限

I1.0SB4停止

I1.1SB5手動(dòng)回原點(diǎn)

I1.2SB6啟動(dòng)

I1.4SA手/自動(dòng)切換開關(guān)

項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用輸送站位置控制接線圖項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用1.硬件電路2.參數(shù)設(shè)置項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用3.組態(tài)運(yùn)動(dòng)軸工藝對(duì)象TO項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用組態(tài)軸工藝對(duì)象TO的參考視頻鏈接：/web/shareVideo/index.action?id=1180617&ajax=1注意：（1）在對(duì)軸工藝對(duì)象進(jìn)行組態(tài)時(shí)，絲杠原點(diǎn)、絲桿上限、絲桿下限開關(guān)要與硬件接線圖中的I0.5、I0.6和I0.7一致；（2）伺服驅(qū)動(dòng)器的5、6、7、8引腳的功能要根據(jù)控制要求正確分配。（3）伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)和電機(jī)每轉(zhuǎn)的負(fù)載位移一定要與實(shí)際設(shè)備一致。具體程序請(qǐng)參考教材或人郵教育社區(qū)教材配套資源下載源程序項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用4．編寫程序在博途軟件上講解程序編寫，輸送站定位控制編程與調(diào)試的參考視頻鏈接：/web/shareVideo/index.action?id=1180831&ajax=1注意：（1）編寫輸送站定位控制程序時(shí)，將手動(dòng)程序和自動(dòng)程序用FC塊編寫，使程序整體結(jié)構(gòu)清晰、易懂；（2）自動(dòng)程序采用順序功能圖編寫，用M點(diǎn)作為每一步對(duì)應(yīng)的狀態(tài)位，當(dāng)滿足置位條件時(shí)，激活對(duì)應(yīng)步的狀態(tài)位M點(diǎn)，同時(shí)復(fù)位上一步的狀態(tài)位。項(xiàng)目4.2V90PTI伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用項(xiàng)目4.3V90PN伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用

V90PN的伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)PROFINET網(wǎng)絡(luò)，使用PROFIdrive行規(guī)對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行控制，支持過(guò)程數(shù)據(jù)及診斷數(shù)據(jù)的傳輸。SINAMICSV90可與西門子S7-200SMART、S7-1200及其它支持脈沖串輸出或PROFINET的PLC配合完成伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制。1.課堂導(dǎo)入項(xiàng)目4.3V90PN伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用V90PN版伺服驅(qū)動(dòng)器連接PLC運(yùn)動(dòng)控制有兩種不同的形式，分別是中央控制和分布控制。2.控制模式V90PN伺服驅(qū)動(dòng)器的控制模式速度控制（S）模式基本定位器控制（EPOS）模式項(xiàng)目4.3V90PN伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用V90PN版伺服驅(qū)動(dòng)器連接PLC運(yùn)動(dòng)控制有兩種不同的形式，分別是中央控制和分布控制。2.控制模式V90PN版伺服驅(qū)動(dòng)器的控制方式示意圖項(xiàng)目4.3V90PN伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用

通過(guò)PROFIdrive報(bào)文，SIMATIC（PLC）可向SINAMICS（驅(qū)動(dòng)器）發(fā)送控制字、設(shè)定值等命令，同時(shí)SINAMICS將驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)字和實(shí)際值等信息傳送到SIMATIC，從而實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器的閉環(huán)控制。3.常用報(bào)文PLC與伺服驅(qū)動(dòng)器的通信示意圖項(xiàng)目4.3V90PN伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用項(xiàng)目4.3V90PN伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用3.常用報(bào)文PROFINET提供PROFINETIORT（實(shí)時(shí)）和PROFINETIOIRT（等時(shí)實(shí)時(shí)）兩種實(shí)時(shí)通信方式。西門子PLC可以通過(guò)PROFINETRT或IRT通信控制

V90PN版伺服驅(qū)動(dòng)器，當(dāng)使用IRT時(shí)最短通信循環(huán)周期為2ms。目前，S7-1200PLC只支持RT通信，主要用于通用運(yùn)動(dòng)控制，S7-1500PLC支持IRT通信，主要用于高動(dòng)態(tài)響應(yīng)運(yùn)動(dòng)控制。項(xiàng)目4.3V90PN伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用3.常用報(bào)文PLC控制器和驅(qū)動(dòng)裝置/編碼器之間通過(guò)各種PROFIdrive報(bào)文進(jìn)行通信，每個(gè)報(bào)文都有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的PZD結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文3如圖所示。項(xiàng)目4.3V90PN伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用3.常用報(bào)文項(xiàng)目4.3V90PN伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用3．S7-1200PLC對(duì)V90PN版伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行位置控制的方法S7-1200系列PLC通過(guò)PROFINET與V90PN版伺服驅(qū)動(dòng)器搭配進(jìn)行位置控制，實(shí)現(xiàn)的方法主要有以下3種。（1）通過(guò)工藝對(duì)象TO

將控制模式選擇為“速度控制（S）”，通過(guò)PLCOpen標(biāo)準(zhǔn)程序塊進(jìn)行編程，這種控制方式屬于中央控制方式。通過(guò)工藝對(duì)象TO最多控制8臺(tái)V90PN版伺服驅(qū)動(dòng)器。（2）通過(guò)FB284（SINA_POS）功能塊將控制模式選擇為“基本定位器控制（EPOS）”并使用西門子報(bào)文111，功能塊FB284可實(shí)現(xiàn)基本定位控制，這種控制方式屬于分布控制方式，最多控制16臺(tái)V90PN版伺服驅(qū)動(dòng)器。（3）通過(guò)FB38002（Easy_SINA_Pos）功能塊V90PN版伺服驅(qū)動(dòng)器使用西門子報(bào)文111，此功能塊是FB284功能塊的簡(jiǎn)化版，功能比FB284少一些，但是使用更加簡(jiǎn)便。V90PN版伺服驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)速度控制（S）和基本定位器控制（EPOS）的方法通常有兩種，一種是通過(guò)組態(tài)工藝對(duì)象功能TO，然后通過(guò)motioncontrol指令編程實(shí)現(xiàn)控制；另一種是直接利用FB285（速度控制）和FB284（位置控制）程序功能塊編程實(shí)現(xiàn)。4．課堂小結(jié)項(xiàng)目4.3V90PN伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用1．S7-1200PLC對(duì)V90PN版伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行速度控制的方法S7-1200系列PLC可以通過(guò)PROFINET與V90PN版伺服驅(qū)動(dòng)器搭配進(jìn)行速度控制，1臺(tái)S7-1200PLC可以對(duì)16個(gè)V90PN版伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行速度控制。PLC進(jìn)行啟停和速度給定，速度控制計(jì)算在V90PN版伺服驅(qū)動(dòng)器中，實(shí)現(xiàn)的方法主要有以下兩種。（1）使用FB285“SINA_SPEED”：V90PN版伺服驅(qū)動(dòng)器使用標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文1，PLC通過(guò)FB285（SINA_SPEED）功能塊對(duì)V90PN版伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行速度控制，這種方式不需要PLC組態(tài)工藝對(duì)象TO，PLC的運(yùn)算負(fù)擔(dān)較小。（2）使用I/O地址直接控制：不使用任何專用程序塊，利用報(bào)文的控制字和狀態(tài)字通過(guò)編程進(jìn)行控制，V90PN版伺服驅(qū)動(dòng)器使用標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文1，使用這種方式需要對(duì)報(bào)文結(jié)構(gòu)比較熟悉。項(xiàng)目4.3V90PN伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用2．FB285功能塊FB285功能塊EnableAxis：使能軸SpeedSp：速度設(shè)定RefSpeed：參考速度ConfigAxis：組態(tài)控制字HWIDSTW：硬件標(biāo)識(shí)符/I/O地址HWID