西門子180度RJ45接頭6GK1901-1BB10-2AB0

6GK1901-1BB10-2AB0 IE FC RJ45 PLUG 180 2X2, RJ45 PLUG CONNECTOR (10/100MBIT/S) WITH RUGGED METAL HOUSING AND FC CONNECTING METHOD FOR IE FC CABLE 2X2, 180 DGR CABLE OUTLET 1 PACK = 10 PCS 數(shù)量單元： 10

SIEMENS西門子上海朕鋅電氣設(shè)備有限公司

：鄭鑫 ：

：www.zhenxindianqi。。ｃｎ

工作 （同步）

1.液壓伺服系統(tǒng)簡介
液壓伺服系統(tǒng)以其響應(yīng)速度快（相對于機(jī)械系統(tǒng)）、負(fù)載剛度大、控制功率大等*的優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。而電液伺服系統(tǒng)是通過使用電液伺服閥，將小功率的電信號轉(zhuǎn)換為大功率的液壓動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)了一些重型機(jī)械設(shè)備的伺服控制。

1.1 液壓伺服系統(tǒng)的組成
液壓伺服系統(tǒng)主要由以下幾部分組成（如圖 1）：

• 儲油缸
• 油泵
• 比例換向閥
• 液壓缸
• 測量反饋系統(tǒng)
• 控制系統(tǒng)

圖1. 液壓伺服系統(tǒng)

使用TCPU控制液壓伺服系統(tǒng)時(shí)，TCPU就是該系統(tǒng)中的控制器；TCPU可以通過脈沖或者模擬量輸出來控制比例換向閥的開度和方向從而控制液壓缸的運(yùn)動(dòng)方向和速度；測量反饋系統(tǒng)可以由設(shè)備編碼器或者模擬量信號通過IM174接口模板或模擬量輸入模板將信號反饋給TCPU。

1.2 液壓伺服系統(tǒng)與電氣伺服系統(tǒng)區(qū)別
控制電氣伺服系統(tǒng)時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)（通常為伺服電機(jī)）能夠根據(jù)速度給定改變運(yùn)行速度，響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)特性好，給定與輸出之間呈線性比例關(guān)系；而液壓伺服系統(tǒng)由其液壓油的物理特性決定了其響應(yīng)速度和動(dòng)態(tài)特性都較低，而且在液壓伺服系統(tǒng)啟動(dòng)、停止以及換向時(shí)都會(huì)出現(xiàn)大滯后性，這樣就導(dǎo)致輸出給定與執(zhí)行速度之間的關(guān)系并不是線形的（如圖 2），這樣，一旦我們還以控制線性電氣軸的模型來控制非線性液*時(shí)，速度會(huì)非常不穩(wěn)定，而且位置閉環(huán)會(huì)不停的修正由速度不穩(wěn)定所帶來的位置偏差，這時(shí)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)就會(huì)來回跳動(dòng)或者抖動(dòng)，造成定位誤差大甚至損壞機(jī)械設(shè)備。所以我們在控制液壓伺服系統(tǒng)時(shí)就應(yīng)該先了解該系統(tǒng)的給定與輸出之間的關(guān)系，確定補(bǔ)償曲線來保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)平穩(wěn)運(yùn)行。

圖 2. 給定與實(shí)際速度的關(guān)系

在 TCPU 中，補(bǔ)償曲線可以由多種方法來確定，例如 S7T Config 中的 Trace 工具，根據(jù)輸出不同的給定值和實(shí)際的速度值來確定差補(bǔ)點(diǎn)，將差補(bǔ)點(diǎn)的值以表格的方式添入到 Cam Disk （凸輪盤）中。
本文主要介紹使用自動(dòng)獲得補(bǔ)償曲線功能塊 FB 520“GetCharacteristics” 和 FB 521“WriteCamData”來確定差補(bǔ)曲線。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及軟硬件要求

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)的給定和反饋均使用高性能ET200M帶AI/AO模板來實(shí)現(xiàn)（如圖 3）：

圖 3. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 硬件及軟件要求

表 1. 硬件及軟件要求

3.項(xiàng)目配置過程：

3.1 硬件組態(tài)
在 SIMATIC 管理器中創(chuàng)建新的項(xiàng)目并添加一個(gè) SIMATIC 300 站點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際硬件配置硬件組態(tài)，本例中使用模擬量輸入輸出作為給定和反饋信號。組態(tài)模擬量輸入輸出并分配 I/O 地址(圖 4)；

圖 4. 硬件組態(tài)

3.2 在 S7T Config 中配置液*
在 S7T Config 的瀏覽器中，雙擊“插入軸”(Insert axis)（圖 5）

圖 5. 插入液*

在“常規(guī)”(General) 選項(xiàng)卡中，選擇“速度控制”(Speed control) 和“定位”(Positioning) 控制然后打開軸向?qū)В?br />在軸類型話框中，選擇“液壓”(Hydraulic) 軸類型。 將閥類型定義為“Q 閥”(Q valve)（圖 6）。

圖 6. 選擇軸的類型

配置完液*的物理單位及模度后，進(jìn)入到輸入輸出的配置界面，并選擇其輸出方式模擬量輸出模板（圖7 ）；

圖 7. 選擇輸出方式

選擇輸出設(shè)備為模擬量輸出模塊，填入相應(yīng)參數(shù):

• Output:模擬量輸出地址
• Format:ET200M/ET200S選擇Left-justified
• Resolution:模擬量模板的輸出精度（不含符號位）

點(diǎn)擊繼續(xù)進(jìn)入到位置反饋參數(shù)界面，填入使用的模擬量輸入的地址（圖 8）：

圖 8. 選擇反饋方式

點(diǎn)擊繼續(xù)，進(jìn)入到位置反饋參數(shù)分配界面（圖 9）：

圖 9. 反饋參數(shù)分配

相關(guān)輸入?yún)?shù)：

• Factor/Offset:輸入系數(shù)及偏置
• Usable bits: 模擬量模板的輸入精度（不含符號位）
• Minimum value:輸入的zui小值
• Maximum value:輸入的zui大值

分配完所有參數(shù)，單擊“完成”(Finish) 退出軸組態(tài)對話框。

3.3 建立補(bǔ)償曲線凸輪盤
根據(jù)前文所提到的，液壓伺服系統(tǒng)需要確定一條補(bǔ)償曲線來線性化輸出變量與液*速度之間的關(guān)系。在 TCPU 中通過使用凸輪盤（Cam Disk）工藝對象來確定補(bǔ)償曲線，液壓伺服軸的補(bǔ)償曲線反映了液壓比例閥輸出給定與液*速度之間的對應(yīng)關(guān)系。由于本文使用功能塊 FB 520 “GetCharacteristics” 和 FB 521“WriteCamData” 來自動(dòng)獲得補(bǔ)償曲線，所以需要建立兩個(gè)凸輪盤（Cam Disk）來確定補(bǔ)償曲線。其中*個(gè)凸輪盤是用來測量、尋找補(bǔ)償點(diǎn)，而測量后的結(jié)果會(huì)寫入到另外一個(gè)凸輪盤，這個(gè)被寫入的凸輪盤也就是當(dāng)前液壓伺服系統(tǒng)的zui終補(bǔ)償曲線。
在 CAMS 下面建立兩個(gè)凸輪盤，分別取名為：Cam_Profile 與 Cam_Reference，并填入兩個(gè)差補(bǔ)點(diǎn)描繪一條輸出給定與執(zhí)行速度間的參考關(guān)系曲線，如圖 10：

圖 10. 建立補(bǔ)償曲線凸輪盤

做好以上工作后，將 S7T-Config 存盤編譯，并將組態(tài)好的軸和凸輪盤等工藝對象生成相應(yīng)的工藝對象數(shù)據(jù)塊，并下載到 TCPU。本例中工藝對象數(shù)據(jù)塊對應(yīng)為：

• Axis：DB3;
• Cam_Reference: DB4;
• Cam_Profile: DB5;

4.編寫用戶程序

4.1 使用 FB 520 和 FB 521 自動(dòng)獲得補(bǔ)償曲線
FB 520 “GetCharacteristics” 和 FB 521“WriteCamData”兩個(gè)功能塊并沒有在 S7-Tech 庫中提供，所以需要到以下鏈接下載例子項(xiàng)目，并將項(xiàng)目中的FB520和FB521復(fù)制到自己的項(xiàng)目中來。
下載鏈接：27731588

4.2 FB 520 和 FB 521 的功能介紹

4.2.1 FB 520 “GetCharacteristics”
通過該功能塊，系統(tǒng)能夠執(zhí)行測量并得到當(dāng)前液壓系統(tǒng)的補(bǔ)償曲線，并將相應(yīng)的Cam Disk激活為當(dāng)前液壓系統(tǒng)的Profile。其內(nèi)部調(diào)用結(jié)構(gòu)如圖 11：

圖 11. FB 520 結(jié)構(gòu)

4.2.2 FB 521 “WriteCamData”
該功能塊能夠?qū)y量的補(bǔ)償曲線寫入到相應(yīng)的Cam Disk中。其內(nèi)部調(diào)用結(jié)構(gòu)如圖 12：

圖 12. FB 521 結(jié)構(gòu)

由這兩個(gè)功能塊的結(jié)構(gòu)圖可以看出，其內(nèi)部調(diào)用了很多S7-Tech里面的功能塊，所以需要將這些功能塊復(fù)制到當(dāng)前的項(xiàng)目中來。而且，可以看到在FB520功能塊內(nèi)部已經(jīng)調(diào)用了FB521，所以只要保證FB 521在項(xiàng)目中存在就可以了，不需要在程序中單獨(dú)調(diào)用。表 2 為FB520,FB521所使用到的S7-Tech功能塊：

表 2. 使用的 S7-Tech 功能塊

4.2.3 FB520的管腳及其定義（圖 13 及表 3）：

圖 13. FB 520 管腳定義

表 3. FB 520 管腳定義

4.3 在OB1中調(diào)用FB520（圖 14）

圖 14. 在 OB1 中調(diào)用 FB 520

使用步驟：

• 將工藝對象的 DB 號填入到相應(yīng)的管腳上；
• 通過點(diǎn)動(dòng)（Jog）管腳，將液*移動(dòng)到要運(yùn)行的zui初始位置；
• 在 maxDistance 管腳上填入要執(zhí)行測量的zui大行程，這里建議填入的行程距離要大于正常運(yùn)行時(shí)的工作行程，但注意不要超過液壓缸的zui大行程；
• 準(zhǔn)備工作就緒后，將使能位（Enable）置 1，這時(shí)液壓缸會(huì)啟動(dòng)檢測過程，可以通過狀態(tài)字（State）觀察當(dāng)前的執(zhí)行情況。
• 當(dāng)測量結(jié)束后，完成位（Done）置 1，表示測量工作已經(jīng)完成，而且測量出來的補(bǔ)償曲線已經(jīng)寫入到 Cam_Profile 凸輪盤中。

4.4 FB 520 “GetCharacteristics” 的測量原理（圖 15）

• TCPU 通過模擬量輸出將給定發(fā)送給液壓閥，并激活其動(dòng)作；
• 液壓閥開啟后，相應(yīng)流量的液壓油注入到液壓缸并推動(dòng)液*運(yùn)動(dòng)；
• 液*的移動(dòng)速度由位置反饋系統(tǒng)檢測并存儲在 TCPU 內(nèi)；

圖 15. FB 520 的測量原理

4.5 FB 520 “GetCharacteristics” 補(bǔ)償曲線的寫入過程（圖 16）：

• 當(dāng)所有位置上的測量值記錄完成后會(huì)以凸輪盤的形式存在 TCPU 中；
• 凸輪盤的坐標(biāo)分別對應(yīng)的是閥的給定開度和液*的當(dāng)前速度；
• zui后 TCPU 會(huì)執(zhí)行 FB439 MC_SetCharacteristic 將當(dāng)前凸輪盤激活為液*的補(bǔ)償曲線。

圖 16. 補(bǔ)償曲線的寫入過程

4.6 FB 520 “GetCharacteristics” 執(zhí)行時(shí)的基本步驟

• 初始化 FB 520：
  生成的線性參考凸輪盤被激活，并且液*被設(shè)置為閉環(huán)模式；
• 檢測液*的死區(qū)：
  根據(jù) TCPU 發(fā)出的目標(biāo)給定以及液*的響應(yīng)時(shí)間計(jì)算出死區(qū)；
• 由正方向開始測量補(bǔ)償曲線：
  由正方向開始，TCPU 在不同的位置上給出一系列給定速度，并根據(jù)反饋速度測量補(bǔ)償點(diǎn)，測量結(jié)束后回到初始位置；
• 由負(fù)方向開始測量補(bǔ)償曲線：
  由負(fù)方向開始，TCPU 在不同的位置上給出一系列給定速度，并根據(jù)反饋速度測量償點(diǎn)，測量結(jié)束后回到初始位置；
• 寫入并激活測量出的補(bǔ)償曲線：
  TCPU 將測量的補(bǔ)償曲線寫入到另外一個(gè)凸輪盤，并將其激活為當(dāng)前液*的zui終償曲線。

4.7 FB 520 “GetCharacteristics” 的 42 種執(zhí)行狀態(tài)（圖 17）：

• 0-41：初始化
• 42-44：死區(qū)檢測
• 45-47：移動(dòng)到初始位置
• 50-101：正向檢測
• 110-111：移動(dòng)到正向zui大位置
• 120-171：反向測量
• 180-181：移動(dòng)到初始位置
• 190-210：寫入并激活補(bǔ)償曲線

圖 17：FB 520 的42種執(zhí)行狀態(tài)（State）

5.執(zhí)行結(jié)果
在FB520執(zhí)行自動(dòng)檢測之后，可以通過在線的方式察看測量出來的補(bǔ)償曲線，如圖 18：

圖 18. 在線察看測量出來的補(bǔ)償曲線

到這里為止，液壓伺服軸的補(bǔ)償曲線已經(jīng)建立，在 TCPU 中就可以使用其定位功能塊對液*進(jìn)行控制了，控制器會(huì)自動(dòng)使用補(bǔ)償曲線中的速度對應(yīng)關(guān)系調(diào)節(jié)輸出。有關(guān)更多液*的使用請參考 TCPU 手冊

6se70 伺服控制器（MC）集成了定位功能，要實(shí)現(xiàn)定位控制可以有三種方法：直接設(shè)定位置控制器，基本定位功能（自由功能塊），F(xiàn)01定位功能。

1 基本定位功能概述
基本定位功能是MC伺服控制器在自由功能塊中固化的功能，可以免費(fèi)使用，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的一些簡單定位功能，如：homing ,position ,setup 功能。可以選擇旋轉(zhuǎn)軸和線性軸，設(shè)定定位限位開關(guān)等功能，能滿足大部分定位應(yīng)用的要求。
功能圖在說明書的789a,789b,789c 部分，如圖1所示。

圖1

圖2

圖3

2 啟用基本定位功能
首先設(shè)置MC 裝置的參數(shù)，使裝置能在速度閉環(huán)模式驅(qū)動(dòng)運(yùn)行（參見調(diào)試手冊P060=3或P060=5的調(diào)試步驟 ），然后設(shè)定參數(shù)激活基本定位功能，流程如下：

圖4

3 基本定位功能的參數(shù)設(shè)定
U856 ---速度的標(biāo)稱值，即*轉(zhuǎn)速對應(yīng)的 LU, 通常設(shè)定為額定轉(zhuǎn)速，單位1000LU/min
例如 電機(jī)額定轉(zhuǎn)速3000rpm , 編碼器脈沖4096/rev，則U856=4096*3000/1000=12288
U857---加速度標(biāo)稱值
U858---旋轉(zhuǎn)軸線性軸選擇

西門子180度RJ45接頭6GK1901-1BB10-2AB0
圖5

裝置合閘使能后，進(jìn)入o011 狀態(tài)，等待速度，此時(shí)對控制字進(jìn)行設(shè)定可以實(shí)現(xiàn)工作模式。首先ENABLE POS/REF，基本定位功能使能激活（B0220連接量使能），然后可以進(jìn)行各種工作模式的操作。

3.1 Homing mode (回零模式)
Homing mode (回零點(diǎn)) 包含兩種方式Homing on the fly模式和Homing movement模式。

3.1.1 Homing on the fly模式

• Homing 模式使能REF_ON =1 ；
• 模式選擇REF_TYPE=0 ；
• 通過數(shù)字量輸入4或5來觸發(fā)動(dòng)作，也可與SETUP或 POSITION模式一同使用。

3.1.2 Homing movement 模式

• 模式選擇REF_TYPE=1 ；
• 選擇開關(guān)動(dòng)作有效時(shí)的運(yùn)行方向，REF_D=0 正向運(yùn)行過程中，開關(guān)動(dòng)作有效
REF_D=1 反向向運(yùn)行過程中，開關(guān)動(dòng)作有效
• 設(shè)定啟動(dòng)時(shí)的運(yùn)行方向，正向D_FWD=1或反向B_FWD=1
• 為正向限位D_FWD_STOP 和反向限位B_FWD_STOP分配兩個(gè)數(shù)字量開關(guān)，高電平表示到達(dá)限位
• Homing 模式使能REF_ON 上升沿激活動(dòng)作，開始運(yùn)行 ；

工作時(shí)序如下（圖6）：

圖6

3.2 Set up mode (速度模式)

• 使能SETUP_ON=1
• 設(shè)定運(yùn)行方向D_FWD或B_FWD上升沿觸發(fā)運(yùn)行動(dòng)作
• 運(yùn)行速度設(shè)定U868
• 也可以在設(shè)定好方向后SETUP_ON上升沿觸發(fā)動(dòng)作

工作時(shí)序如下（圖7）

圖7

3.3 Position mode （定位模式）
Position 模式包含兩種定位方式，定位方式和相對定位方式。

3.3.1 Absolute position (定位方式)

• 使能POS_ON=1
• 使能POS_TYP=0
• D_FWD=1正向運(yùn)行到設(shè)定位置
B_FWD=1 反向運(yùn)行到設(shè)定位置
D_FWD=0，B_FWD=0zui短路徑運(yùn)行到設(shè)定位置
• 位置設(shè)定U867,速度U868

3.3.2 Relative position (相對定位方式)

• 使能POS_ON=1
• 使能POS_TYP=1
• 數(shù)據(jù)裝入方式SPV_RIE_TYP=0
• 位置設(shè)定U867,速度U868
• 運(yùn)行方向由設(shè)定位置的符號決定
• 每次SPV_RIE上升沿觸發(fā)一次新的相對定位運(yùn)行

4使用DriveMonitor 軟件調(diào)試基本定位功能
DriveMonitor 軟件為簡單定位功能提供了可視化的調(diào)試界面，可以方便實(shí)用。
首先將PC機(jī)連接到MC裝置上，選擇在線模式，連接成功后，在Drive Navigator 中出現(xiàn) Basic position operating screen ，鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖標(biāo)進(jìn)入 （圖8）。
注意：在使用前需要完成基本定位功能的啟動(dòng)參數(shù)設(shè)定。

圖8

點(diǎn)擊Basic position 選項(xiàng)后，會(huì)顯示如下界面（圖9），想要進(jìn)行面板的控制，需要點(diǎn)擊Request master control 按鈕：

圖9

選擇Request master control ,激活面板控制后，會(huì)出現(xiàn)對話框（圖10），直接選擇ok按鈕

圖10

請求控制成功后，Request master control 按鈕變?yōu)辄S色，同時(shí)自動(dòng)將速度環(huán)也設(shè)定為主控狀態(tài)，可以對基本裝置的控制字進(jìn)行操作（圖11）：

圖11

請求控制后，可以在basic position 控制窗口設(shè)定參數(shù)進(jìn)行調(diào)試。首先需要單擊
p210按鈕，綠色為激活使能。（圖12）

圖12

可以通過勾選“Expert mode”進(jìn)入專家模式，擴(kuò)展set up 和 homing 功能到窗口中，然后根據(jù)控制字進(jìn)行操作。（圖13）

圖13

Homing 模式需要使用數(shù)字輸入3或4快速開關(guān)，可以通過參數(shù)P647或p648 定義。

圖14

5. 使用DriveMonitor 軟件生成基本定位功能參數(shù)腳本
通過drivemonitor可視化界面，設(shè)定基本定位功能參數(shù)。進(jìn)入界面后，選擇Next按鈕進(jìn)入設(shè)定界面（圖15）。

圖15

進(jìn)入Drive Configuration 界面可以配置軸的類型，以及編碼器旋轉(zhuǎn)一圈對應(yīng)的長度(圖16)：

圖16

在reference Point Approach 界面設(shè)定額定速度以及加速度，同時(shí)可以點(diǎn)擊Homing mode 按鈕進(jìn)入Homing選擇：

圖17

可以在Homing mode 界面設(shè)定homing信號，以及運(yùn)行方向：

圖17

Position Monitor 窗口可以進(jìn)行定位精度監(jiān)控范圍設(shè)定：

圖19

定義軟限位開關(guān)，針對線性軸時(shí)，可以設(shè)定zui大及zui小行程：

圖20

定義齒輪等機(jī)械間隙補(bǔ)償。
設(shè)定完成后可以選擇Generating scriptfile 按鈕，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)前面設(shè)定的參數(shù)，生成腳本文件，然后將參數(shù)腳本文件下載到裝置中即可生效。

圖21

系統(tǒng)中也設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用腳本，但是只提供了Basic application for the control 的應(yīng)用，其余兩個(gè)應(yīng)用腳本是空的，無法使用。具體參數(shù)設(shè)置可以打開腳本查看，或選擇help 按鈕查看。

圖22

關(guān)于每個(gè)設(shè)置參數(shù)對應(yīng)的參數(shù)，可以通過Help 按鈕來查看相應(yīng)的幫助文檔，點(diǎn)擊每個(gè)窗口上對應(yīng)的Help按鈕即可彈出幫助文檔。

S7400電源模塊
6ES7 407-0DA02-0AA0
6ES7 407-0KA02-0AA0
6ES7 407-0KR02-0AA0
6ES7 407-0RA02-0AA0
6ES7 405-0DA02-0AA0
6ES7 405-0KA02-0AA0
6ES7 405-0RA01-0AA0
6ES7 971-0BA00
CPU
6ES7 412-3HJ14-0AB0
6ES7 414-4HM14-0AB0
6ES7 417-4HT14-0AB0
6ES7 400-0HR00-4AB0
6ES7 400-0HR50-4AB0
6ES7 412-1XJ05-0AB0
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6ES7 414-3EM05-0AB0
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6ES7 417-4XT05-0AB0
內(nèi)存卡
6ES7 955-2AL00-0AA0
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開關(guān)量輸入模板
6ES7 421-7BH01-0AB0
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開關(guān)量輸出模板
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模擬量模塊
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功能模板
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通訊模板
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附件
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