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SIEMENS 可編程控制器和電源產(chǎn)品
1、SIMATIC S7系列PLC：S7-200/S7-200SMART/S7-1200/S7-300/S7-400/ET200/S7-1500
2、邏輯控制模塊 LOGO！230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL等
3、SITOP系列直流電源 24V DC 1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A
SIEMENS HMI觸摸屏：TD200/TD400C/SMART700IE/SMART1000IE/TP700/TP1200/TP900/TP1500
SIEMENS 交、直流傳動(dòng)裝置
1、 交流變頻器及伺服：MM420/430/440、G120、G110、V10、V20、V60、V70、V80、V90及6SE70系列（FC、VC、SC）
2、全數(shù)字直流調(diào)速裝置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70、6RA80系列
SIEMENS 數(shù)控伺服
1、數(shù)控系統(tǒng)：840D、802S/C、802SL、828D、801D ：6FC5210,6FC6247,6FC5357,6FC5211,6FC5200,6FC5510
2、伺服系統(tǒng)： 611A/U/D:6SN1123,6SN1145,6SN1146,6SN1118,6SN1110,6SN1124,6SN1125,6SN1128
3、伺服系統(tǒng)：S120: 6SL304、6SL3210、6SL3130、6SL3055、6SL3054
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1  摘要

本文主要介紹了如何使用 S7-1500PLC 連接 SINAMICS V90 伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)位置閉環(huán)控制。其中對(duì) S7-1500 相關(guān)模塊的組態(tài)，工藝對(duì)象的組態(tài)，V90 的相關(guān)參

數(shù)設(shè)置以及相關(guān)的接線作了簡(jiǎn)要介紹。

2  簡(jiǎn)介

2.1  S7-1500  運(yùn)動(dòng)控制功能

S7-1500 運(yùn)動(dòng)控制功能支持旋轉(zhuǎn)軸、定位軸、同步軸和外部編碼器等工藝對(duì)象。并擁有軸控制面板以及全面的在線和診斷功能有助于輕松完成驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)試和

優(yōu)化工作。

S7-1500 支持多種連接方式?？梢允褂?PROFIBUS DP 和 PROFINET IO 連接驅(qū)動(dòng)裝置和編碼器，也可以使用模擬量輸出模塊（AQ）連接帶模擬設(shè)定值接口

的驅(qū)動(dòng)裝置并通過工藝模塊（TM）,讀出編碼器的信息。本文中所涉及的例子就是使用第二種方式。

                                                                        圖 2-1 連接方式示意

2.2  SINAMICS V90

SINAMICS V90 是西門子推出的一款小型、高效便捷的伺服系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)位置控制、速度控制和扭矩控制。

使用 V90 的速度控制功能可以與 S7-1500 運(yùn)動(dòng)控制功能配合使用，接收 S7-1500 模擬量模塊發(fā)出的+-10V 模擬量信號(hào)做為速度給定，并通過 PTO 功能反饋

位置信號(hào)給 S7-1500，在 S7-1500PLC 中實(shí)現(xiàn)閉環(huán)位置控制。

3  應(yīng)用項(xiàng)目配置

3.1  S7-1500  組態(tài)

3.1.1  組態(tài)硬件配置

由于需要模擬量輸出信號(hào)來控制速度給定，并接收來自 V90 的脈沖反饋信號(hào)，所以 S7-1500 系統(tǒng)中至少要配置 1 塊模擬量輸出模塊和 1 塊高速計(jì)數(shù)模塊，考

慮到 V90 給出的位置反饋信號(hào)是 5V 差分信號(hào)，S7-1500 系統(tǒng)中也要配置能夠接收 5V 差分信號(hào)的高速計(jì)數(shù)模塊。還需要 1 塊數(shù)字量輸出模塊來為 V90 提供使能

信號(hào)。

　　　　　　　　　圖 3-1 S7-1500 模塊配置

　　　　　　　　　　　　　表 3-1 模塊配置列表

3.1.2  組態(tài)工藝對(duì)象

驅(qū)動(dòng)裝置組態(tài)

首先在工藝組態(tài)中添加一個(gè)定位軸，工藝對(duì)象一般的組態(tài)方法請(qǐng)參考《S7-1500運(yùn)動(dòng)控制使用入門》。文檔鏈接為：

http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/106497710 。這里只描述針對(duì)于本例的組態(tài)。

由于 V90 接收的是+-10V 模擬量信號(hào)，所以模擬量輸出模塊也要設(shè)置輸出范圍為+-10V。驅(qū)動(dòng)裝置類型選擇“連接模擬量驅(qū)動(dòng)裝置”并在“輸出”后面選擇模

擬量輸出的變量名稱。為了在 PLC 內(nèi)激活使能時(shí)（如激活 MC_Power 功能塊Enable 管腳）能夠把使能信號(hào)傳遞給 V90，勾選激活啟用輸出，并且選擇輸出

變量名稱。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖 3-2 驅(qū)動(dòng)裝置選擇

需要注意的是輸出只能選擇變量名稱而不能選擇地址，所以必須提前定義好變量名稱。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖 3-3 定義變量名稱

只有定義好的變量名稱才能在選擇 PLC 變量時(shí)顯示出來

                                       圖 3-4 選擇變量

位置反饋組態(tài)

在本地模塊的 TM PosInput2_1 中選擇參數(shù)設(shè)定。

設(shè)置通道操作模式為運(yùn)動(dòng)控制的位置檢測(cè)（必須這樣設(shè)置，才能在隨后的編碼器連接中選擇高速計(jì)數(shù)模塊 TM PosInput2_1 及其通道號(hào)）。編碼器信號(hào)類型選擇

增量編碼器（A、B、N），反向選擇暫不勾選，如果在調(diào)試時(shí) PLC 給出的速度給定方向與編碼器反饋方向相反，就可以勾選反向來校正編碼器反饋方向。

建議信號(hào)評(píng)估選擇四重，這樣可以增加位置反饋信號(hào)的精度。由于 V90 可以提供信號(hào) N（0 脈沖信號(hào)），所以參考標(biāo)記 0 的信號(hào)選擇增量編碼器的信號(hào) N。接

口標(biāo)準(zhǔn)選擇 RS422、對(duì)稱。

                                                                             圖 3-5 高速計(jì)數(shù)模塊組態(tài)

組態(tài)編碼器連接時(shí)選擇通過工藝模塊（TM）進(jìn)行連接，并且在選擇工藝模塊中選擇高速計(jì)數(shù)器通道 0。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖 3-6 選擇編碼器連接

編碼器類型選擇增量式旋轉(zhuǎn)式。單轉(zhuǎn)步數(shù)填寫 V90 每轉(zhuǎn)輸出脈沖個(gè)數(shù)的 4 倍（信號(hào)評(píng)估選擇了四重），這里填寫 4096（4*1024）。增量實(shí)際值中的位填寫0。

                                       圖 3-7 填寫編碼器參數(shù)

3.2  V90  配置

3.2.1  V90  輸入輸出信號(hào)

V90 的參數(shù)很多，更詳細(xì)的參數(shù)含義及設(shè)置方式請(qǐng)參考 V90 操作說明，其鏈接為： http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/93005218 。這里只描述與

本例相關(guān)的參數(shù)設(shè)置。

V90 支持速度控制方式，在此方式下 V90 接收來自 S7-1500 的+-10V 模擬量速度給定信號(hào)，并把位置值通過 RS422 標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號(hào)反饋給 S7-1500，在 S7-

1500 中實(shí)現(xiàn)閉環(huán)位置調(diào)節(jié)。這種模式下 V90 本身不設(shè)置位置閉環(huán)。使能信號(hào)也需要 S7-1500 提供，這樣可以保證在 S7-1500 建立位置閉環(huán)的同時(shí)，把使能信

號(hào)發(fā)給 V90。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖 3-8 速度模式下的 V90 輸入輸出信號(hào)

3.2.2  V90  相關(guān)參數(shù)設(shè)置

本中使用 SINAMICS V-ASSISTANT 軟件來設(shè)置 V90 的參數(shù)。首先要設(shè)置 V90操作模式為速度模式，即設(shè)置參數(shù) p29003 為 2。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖 3-9 設(shè)置速度控制模式

本例中使用 V90 的 X8 接口的 DI1 作為使能輸入，即設(shè)置參數(shù) p29301 為 1。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖 3-10 設(shè)置使能信號(hào)

設(shè)置 V90 每轉(zhuǎn)線數(shù)，也就是電機(jī)每圈的脈沖個(gè)數(shù)。為了與 S7-1500 中的參數(shù)相相對(duì)性（四重評(píng)估，每轉(zhuǎn)步數(shù) 4096），這里設(shè)置為 1024。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖 3-11 設(shè)置每轉(zhuǎn)線數(shù)

3.3  S7-1500  與V90

3.3.1使能信號(hào)連接

在本例中針對(duì) DO 模塊的第 0通道，DO 模塊的 1 端子與 V90 X8 接口的 5 端子相連、DO 模塊的 10 端子與 V90 X8 接口的 3 端子相連。DO 模塊的 9 端子和

10 端子分別要連接 24V+和 0V。其中 DO 模塊的 10端子與 V90 X8 接口的 3 端子連接還起到兩個(gè)系統(tǒng)的等電位連接的作用。

                                 圖 3-12 使能信號(hào)的連接

3.3.2  速度給定連接

AO 模塊輸出+-10V 電壓信號(hào)，針對(duì)于第 0 通道 1、2 端子短接后連接 V90 X8 端口的 19 端子，3、4 端子短接后連接 V90 X8 端口的 20 端子。

　　　　　　　　　　　　　　圖 3-13 速度給定連接

3.3.3  位置反饋連接

分別連接 V90 X8 端口的 15、16 端子到 TMPosInput 模塊 1、2 端子；40、41到 3、4 端子；42、43 到 5、6 端子。

3.4  式 使用分布式I/O ET200SP  連接V90

除了前面所描述的使用 S7-1500 *機(jī)架模塊以外，還可以使用 ET200SP 上的模塊連接 V90。新一代的分布式 I/O ET200SP 使用簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，性能，

支持 PROFINET 網(wǎng)絡(luò)；可以實(shí)現(xiàn)更靈活的配置。

　　　　　　　　　　　　　　圖 3-15 使用分布式 I/O ET200 SP

本例中 ET200SP 站點(diǎn)上的模塊見下表。

                                               表 3-2 模塊配置列表

3.4.1  設(shè)置等時(shí)同步

閉環(huán)運(yùn)動(dòng)控制必須有很好的實(shí)時(shí)性，所以必須設(shè)置等時(shí)同步。

在網(wǎng)絡(luò)視圖中用鼠標(biāo)雙擊連接線“PN/IE_1”在下邊的“屬性”、“常規(guī)”頁面內(nèi)選擇“同步域”、“Sync-Domain_1”，設(shè)置“PLC_1.PROFINET 接口_1”

的“同步角色”為“同步主站”，設(shè)置“IO_device-1”的“RT 等級(jí)”為“IR

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖 3-16 設(shè)置等時(shí)同步

還需要設(shè)置實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌谕負(fù)湟晥D中拖拽連接兩個(gè)設(shè)備的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)接口。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖 3-17 設(shè)置網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

在“IO_device_1”的設(shè)備視圖中選擇“屬性”、“常規(guī)”、“等時(shí)同步模式”頁面，然后勾選站點(diǎn)以及站點(diǎn)上模塊的“等時(shí)同步模式”，如下圖所示：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖 3-18 設(shè)置模塊的等時(shí)同步

3.4.2  置 設(shè)置OB91  的循環(huán)時(shí)間

OB91 是 S7-1500 運(yùn)動(dòng)控制的核心組織塊，為了更好的實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制功能，需要把 OB91 的循環(huán)時(shí)間同步到總線。具體操作過程是鼠標(biāo)在 OB91 上點(diǎn)擊右鍵，在

彈出的菜單中選擇屬性，就會(huì)彈出以下頁面。在頁面中選擇“同步到總線”?？筛鶕?jù)應(yīng)用情況選擇“因子”，增加“因子”可減輕 CPU 負(fù)荷，但會(huì)影響控制效果。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖 3-19 設(shè)置 OB91 的循環(huán)時(shí)間

3.4.3  工藝組態(tài)與接線

工藝組態(tài)中把驅(qū)動(dòng)接口和編碼器反饋接口分別設(shè)置到 ET200SP 的模塊上，具體的模塊組態(tài)方法和工藝組態(tài)方法與 3.1.2 章節(jié)描述的一樣。

IO 模塊與 V90 的接線與前面所描述的*機(jī)架上的模塊接線類似，具體參考模

塊手冊(cè)。

TM PosInput 1：

http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/89295917/0/zh

AQ2XU/I HS

http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/73108773/0/zh

3.5  設(shè)備調(diào)試

至此 S7-1500 與 V90 的組態(tài)配置與接線都已經(jīng)初步完成，可以打開工藝對(duì)象的調(diào)試界面進(jìn)行調(diào)試，然后就可以編寫控制程序了。具體內(nèi)容可參考幫助文檔，這

里不再詳述。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖 3-20 調(diào)試

4  文章聲明

本文僅針對(duì) S7-1500 連接 V90 實(shí)現(xiàn)閉環(huán)運(yùn)動(dòng)控制進(jìn)行了簡(jiǎn)單的描述，目的是為了能夠讓初次接觸該系統(tǒng)的用戶能夠快速的建立控制系統(tǒng)，本文無法替代 S7-

1500 運(yùn)動(dòng)控制的相關(guān)硬件手冊(cè)和功能手冊(cè)。更多關(guān)于該功能的使用信息請(qǐng)通過條目號(hào) 90075558 下載功能手冊(cè)。

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修、服務(wù)為一體的綜合性的西門子代理商，主要經(jīng)營產(chǎn)品有西門子S7-200　SMART、S7-1200、S7-1500等西門子PLC代理，西門子V90、V20