S120的基本定位功能.docx

1、S120的基本定位功能S120的基本定位功能之阿布丰王创作时间：二O二一年七月二十九日一、概述S120 有两种形式：用于多轴系统的 DC/AC 装置用于单轴系统的 AC/AC 装置 这两种形式的 Firmware V2.4 及以上版本都已具备基本定位功能。当前V2.4 版本的 S120具有如下定位功能： 点动 (Jog)： 用于手动方式移动轴，通过按钮使轴运行至目标点 回零 (Homing/Reference)：用于定义轴的参考点或运行中回零 限位 (Limits)：用于限制轴的速度、位置。包含软限位、硬限位 程序步 (Traversing Blocks)： 共64个程序步，可自动连续执行一个

2、完整的程序也可单步执行 直接设定值输入/手动设定值输入 (Direct Setpoint Input / MDI)：目标位置及运行速度可由上位机实时控制。 使用 S120 基本定位功能的前提条件：调试软件：Starter V4.0 或更高版本 / SCOUT V4.0 或更高版本硬件版本：SINAMICS FW: V2.4 HF2 或更高版本 注：装置 SCOUT V4.0 需要STEP 7 版本至少为 V5.3.3.1 以上 二、激活基本定位功能S120的定位功能必须在变频器离线配置中激活，步调如下： 定位功能激活后可使用STARTER中的控制面板或专家参数表进行设置 定位功能激活后可使用S

3、TARTER中的控制面板或专家参数表进行设置 使用控制面板 使用专家参数表 使用控制面板的操纵步调： 三、基本定位_点动（JOG）S120 中基本定位功能的点动有两种方式： 速度方式( travel endless)：点动按钮按下，轴以设定的速度运行直至按钮释放。 位置方式( travel incremental)：点动按钮按下并坚持，轴以设定的速度运行至目标位置后自动停止。 使用控制面板的点动功能仅限于速度方式，位置方式需使用专家参数表设定。 执行点动功能，应先使能变频器ON/OFF1（P0840） 四、基本定位_回零（Homing / Reference）回零/寻参（Homing / Re

4、ference）回参考点模式（回零模式）只有使用增量编码器（旋转编码器 Reserver、正/余弦编码器Sin/Cos 或 脉冲编码器）时需要，因每次上电时增量编码器与轴的机械位置之间没有任何确定的关系。因此轴都必须被移至预先定义好的零点位置。即执行 Homing 功能。当使用绝对编码器 ( Absolute ) 时每次上电不需重新回零。S120 中回零有三种方式： 直接设定参考点 (Reference): 对任意编码器均可 主动回零 (Reference point approach): 主要指增量编码器 动态回零 (Flying Reference)：对任意编码器均可 4.1设置参考点 (

5、Set_Reference)通过用户程序可设置任意位置为坐标原点。通常情况下只有当系统即无接近开关又无编码器的零脉冲时，或者当需要轴被设置为一个分歧的位置时才使用该方式 操纵步调（已设定开关量输入点 DI2 为ON/OFF1命令源 P840）1. 进入“Homing”2. 连接一数字量输入点 ( DI 1 )至参数 P2596作为设置参考点信号位，该位上升沿有效3. 设定参考点位置坐标值 P2599（如 0）4. 闭合DI 2运行使能5. 闭合DI 1 激活“设置参考点”命令，于是该轴当前位置 r 2521 立即被置为P2599 中设定的值。如 r2521=0 4.2主动回零（Active H

6、oming）主动回零方式只适用于增量编码器，绝对值编码器只需在初始化阶段进行一次编码器校准，以后不必做回零 主动回零有三种方式：仅用编码器零标记位( Encoder Zero Mark ) 回零仅用外部零标记( External Zero Mark ) 回零使用接近开关 + 编码器零标记位( Homing output cam + Zero Mark ) 回零 4.2.1绝对值编码器的主动回零如果我们使用绝对值编码器而且作主动回零时会看到如下页面： 4.2.2增量编码器的主动回零依下图所示进行配置 相关参数设定 1. 进入 “ Homing “ (回零) 页面2. 定义开关量输入点DI 1为开

7、始寻参命令（参数P2595=722.0）3. 回零方式选择主动回零P2597=04. 定义开关量输入点DI 2为接近开关 P2612= 722.1（粗脉冲）5. 指定轴运行极限点，如果回零过程中极限点到达（P2613/P2614=0）则轴反转。若两点全为零则轴停止。6. 指定回零方式：接近开关 + 编码器零脉冲7. 指定回零开始方向P2604 (0:正向；1：反向)动作过程：变频器运行ON/OFF1闭合，DI 1闭合，开始寻参过程 上图中（Step1）轴依照P2604 定义的搜索方向，以最大加速度 P2572 加速至搜索速度 P2605，到达接近开关后（DI 2 闭合）,以最大减速度P2573

8、减速停止，进入下一步：搜索编码器的零脉冲 轴反向加速至速度 P2608，离开接近开关后（DI 2 断开）遇到的编码器的第一个零脉冲后轴停止。进入下一步：回参考点 上图中（Step3）轴反向加速以速度 P2611运行偏置距离P2600后停止在参考点，完成主动回零过程。4.3动态回零（Passive Homing）Passive Homing （动态回零）又称为 Homing on the fly动态回零用于轴工作于任意定位状态时动态修改当前位置值为零（如：在点动时、执行程序步时，执行 MDI 时），执行动态回零后其实不影响轴当前的运行状态，轴其实不是真正的回到零点而只是其当前位置值被置为0，重新

9、开始计算位置。前提条件：P2597=1绝对值编码器的动态回零： 参数设定 打开 “ Homing “ (回零) 页面 定义开始寻参命令P2595源（如开关量输入点DI2） 回零方式选择动态回零P2597=1 指定接近开关Bero为上升沿有效（如上图中P2511） 定义开关量输入点DI 10（只能为快速I / O）为接近开关 P488= 722.10（如上图中2）动作过程： 变频器运行（使能ON/OFF1），选择任意一种命令（如点动，程序步、MDI等）轴依照所选择的方式运行 闭合DI 2，开始动态回零 闭合快速开关DI 10（下图中红色线为该开关状态），可见到位置实际值立即恢复为0，后重新计值（

10、如图中绿色线所示），在整个动态回零过程中轴的运行速度不受影响。五、基本定位_限位（Limit）S120 中包含两种限位功能：软限位、硬限位。以限制轴运行范围。同时还有对轴运行速度，加减速的限制。 如下图所示激活限位方式 项目导航栏中选择限位功能块 激活软限位P2582 =1，正/反向位置范围通过 P2578, P2579设定 激活硬限位P2568 =1，硬限位位置开关源 P2569, P2570 最大速度：P2571、最大加速度：P2572、最大减速度：P2573注：限位开关信号为 “ 低 “ 有效到达硬限位后轴将以最大减速度 P2573 故障停车，即使故障复位后也只允许反向运行六、基本定位_

11、程序步（Traversing Blocks）通过使用Traversing Blocks _ “程序步” 模式可以自动执行一个完整的定位程序，也可实现单步控制；各程序步之间可通过数字量输入信号切换。但只有当前程序步执行完后下一程序步才有效。在S120 中提供了最多 64个程序步供使用。 程序步执行步调：1. 项目导航栏中选择 Traversing Blocks 模式，设定开关量输入点DI4用于激活程序步功能2. 不拒绝任务 P2641= r722.2=1、没有停止命令 P2640=1运行过程中P2640=0发出停止命令，则轴将以减速度P2620减速停车。若断开DI 3 ( r722.2=0 )发

12、出拒绝任务命令，则轴将以最大减速度P2573减速停车。3. 按工艺需要设定各个程序步参数，程序步代号决定程序的执行顺序。代号为 1暗示该步不执行（初始代号全部为 1）。4. 通过6个数字量输入点的分歧组合选择需要的程序步5. 变频器运行，闭合DI 4（r722.3=1）激活 Traversing 方式 ( P2631=1有效 )轴按设定步调运行。 结构说明：P2616 (No.) 每个程序步都要有一个任务号，运行时依此任务号顺序执行 （ 1 暗示无效的任务）P2621 (Job ) 暗示该程序步的任务。有7 种任务供选择：Positioning （位置方式）、Endless_POS / End

13、less_NEG（正 / 反向速度方式）、Waiting（等待parameter 中指定的时间后执行下一步） Goto（跳转到parameter中指定的程序步） Set_O / Reset_O（置位/复位parameter 中指定的开关量输出点）P2622 ( Parameter ) 依赖于分歧的Job，对应分歧的Job有分歧的含义（拜见List Manual）P2623.8/9 ( Mode ) 定义定位方式，仅当任务 ( Job )为位置方式 ( Position ) 时有效P2617/P2618/P2619/P2620 ( Position, Velocity, Acceleration

14、, Deceleration ) 指定运动的位置，速度，加/减速P2623.4/5/6 ( Advance ) 制定本任务结束方式。END: 本任务结束不连续执行下一任务，Continue_With_Stop: 本任务结束准确定位，电机停止后重新启动开始下一任务。Continue_Flying: 本任务结束连续执行下一任务。P2623.0 ( Hide ) 跳过本条程序步不执行该任务。依赖于 Job 的方式，Configuration of digital output 仅当Job 设定为 SET_O / RESET_O时有效，用于设定开关量输出。 示例：编制一段程序：以速度 700 LU/m

15、in， 加 / 减速为100% 运行相对位置 50000 LU 减速停止；等待 30ms；再以速度 600 LU/min， 加 / 减速为100% 运行相对位置 40000 LU 减速停止。 编制程序步如下： 七、手动数据输入（MDI）Direct Setpoint Input / MDI （直接设定点输入方式/手动数据输入方式）, MDI 的缩写来自于 NC 技术“Manual Data Input ”使用MDI 功能我们可以很轻松地通过外部控制系统来实现复杂的定位程序，通过由上位机控制的连续变更的位置、速度来满足我们的工艺需要。 MDI 有两种分歧模式： 位置 ( position) 模式

16、 P2653=0、 手动定位或称速度模式( setting up ) P2653=1这两种模式可在线切换 速度模式是指轴依照设定的速度及加/减速运行，不考虑轴的实际位置。位置模式是指轴依照设定的位置、速度、加/减速运行；位置模式又可分为绝对位置 （P2648=1）和 相对位置（ P2648=0）两种方式。 7.1 MDI 模式配置如下图所示7.2 激活 MDI 方式及参数配置1. 进入直接数据输入/ MDI 模式2. 如上面程序步中所述：不拒绝任务 P2641=1、没有停止命令 P2640=1运行过程中可通过断开联接与P2640的外部开关发出停止命令，则轴将以减速度P2620减速停车。若断开联

17、接与P2641的外部开关发出拒绝任务命令，则轴将以最大减速度P2573减速停车3. 设定开关量输入点DI 9用于激活MDI功能（P2647为“1”有效）4. 相关数据设置位置、速度、加 / 减速度 P2642 P2645） 5. 位置模式选择 P2653P2653=1：速度方式；P2653=0：位置方式6. 定位方式选择 P2648绝对位置方式：P2654=0, P2648=1；相对定位方式：P2654=*1*(16H)7. 方向设定源 P2651、P26528. 数据传输形式 (P2649) 及数据设定值确认命令源( P2650) S120 中MDI 的数据传输可采取两种形式：连续传输 P2

18、649=1单步传输、由上升沿确认 P2649=0 所谓单步传输是指MDI 数据的传输依赖于参数 P2650 中选择的开关量信号。该命令为 “沿” 有效，每次执行完一个机器步后，需要再次施加上升沿，新的速度、位置等才干有效。 与单步传输分歧，一旦激活连续数据传输，MDI 数据（位置、速度、加 / 减速度）可连续修改且立即有效而无需开关使能。这样我们就可通过上位机实时调整目标位置及轴的运行速度、加 / 减速度而不会停机 注：连续数据传输仅适用于绝对定位方式7.3 调试参数运行命令源 (ON/ OFF1)为 P840不拒绝数据传输： P2641=1无停止命令： P2640=1MDI 位置模式： P2653=0/1选择传输模式： P2649=0/1数据设定值确认命令源 P2650 ( P2649=1时无效)激活MDI 模式的命令源 P2647选择绝对定位方式： P2648=1设置目标参数：P2690、P2691、P2692、P2693变频器运行后，激活MDI模式，轴按设定值运行。 关键词SINAMICS S120 、基本定位。 时间：二O二一年七月二十九日