西門子伺服驅動器

一、概述
S120 有兩種形式：
用于多軸系統(tǒng)的 DC/AC 裝置
用于單軸系統(tǒng)的 AC/AC 裝置

這兩種形式的 Firmware V2.4 及以上版本都已具備基本定位功能。當前V2.4 版本的 S120具有如下定位功能：
? 點動 (Jog)： 用于手動方式移動軸，通過按鈕使軸運行至目標點
? 回零 (Homing/Reference)：用于定義軸的參考點或運行中回零
? 限位 (Limits)：用于限制軸的速度、位置。包括軟限位、硬限位
? 程序步 (Traversing Blocks)： 共64個程序步，可自動連續(xù)執(zhí)行一個完整的程序也可單步執(zhí)行
? 直接設定值輸入/手動設定值輸入 (Direct Setpoint Input / MDI)：目標位置及運行速度可由上位機實時控制。

使用 S120 基本定位功能的前提條件：
調試軟件：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：
安裝 SCOUT V4.0 需要STEP 7 版本至少為 V5.3.3.1 以上

二、激活基本定位功能
S120的定位功能必須在變頻器離線配置中激活，步驟如下：

定位功能激活后可使用STARTER中的控制面板或專家參數(shù)表進行設置

定位功能激活后可使用STARTER中的控制面板或專家參數(shù)表進行設置

使用控制面板                                                     使用專家參數(shù)表

使用控制面板的操作步驟：

三、基本定位_點動（JOG）

S120 中基本定位功能的點動有兩種方式：
? 速度方式( travel endless)：點動按鈕按下，軸以設定的速度運行直至按鈕釋放。
? 位置方式( travel incremental)：點動按鈕按下并保持，軸以設定的速度運行至目標位置后自動停止。

? 使用控制面板的點動功能僅限于速度方式，位置方式需使用專家參數(shù)表設定。

? 執(zhí)行點動功能，應先使能變頻器ON/OFF1（P0840）

四、基本定位_回零（Homing / Reference）
回零/尋參（Homing / Reference）
回參考點模式（回零模式）只有使用增量編碼器（旋轉編碼器 Reserver、正/余弦編碼器Sin/Cos 或 脈沖編碼器）時需要，因每次上電時增量編碼器與軸的機械位置之間沒有任何確定的關系。因此軸都必須被移至預先定義好的零點位置。即執(zhí)行 Homing 功能。
當使用絕對編碼器 ( Absolute ) 時每次上電不需重新回零。
S120 中回零有三種方式：
? 直接設定參考點 (Reference): 對任意編碼器均可
? 主動回零 (Reference point approach): 主要指增量編碼器
? 動態(tài)回零 (Flying Reference)：對任意編碼器均可

4.1設置參考點 (Set_Reference)
通過用戶程序可設置任意位置為坐標原點。通常情況下只有當系統(tǒng)即無接近開關又無編碼器的零脈沖時，或者當需要軸被設置為一個不同的位置時才使用該方式

操作步驟（已設定開關量輸入點 DI2 為ON/OFF1命令源 P840）
1. 進入“Homing”
2. 連接一數(shù)字量輸入點 ( DI 1 )至參數(shù) P2596作為設置參考點信號位，該位上升沿有效
3. 設定參考點位置坐標值 P2599（如 0）
4. 閉合DI 2運行使能
5. 閉合DI 1 激活“設置參考點”命令，于是該軸當前位置 r 2521 立即被置為P2599 中設定的值。如 r2521=0

4.2主動回零（Active Homing）
主動回零方式只適用于增量編碼器，絕對值編碼器只需在初始化階段進行一次編碼器校準，以后不必做回零

主動回零有三種方式：
僅用編碼器零標志位( Encoder Zero Mark ) 回零
僅用外部零標志( External Zero Mark ) 回零
使用接近開關 + 編碼器零標志位( Homing output cam + Zero Mark ) 回零

4.2.1絕對值編碼器的主動回零
如果我們使用絕對值編碼器并且作主動回零時會看到如下頁面：

4.2.2增量編碼器的主動回零
依下圖所示進行配置

相關參數(shù)設定

1. 進入 “ Homing “ (回零) 頁面
2. 定義開關量輸入點DI 1為開始尋參命令（參數(shù)P2595=722.0）
3. 回零方式選擇主動回零P2597=0
4. 定義開關量輸入點DI 2為接近開關 P2612= 722.1（粗脈沖）
5. 指定軸運行極限點，如果回零過程中極限點到達（P2613/P2614=0）則軸反轉。若兩點全為零則軸停止。
6. 指定回零方式：接近開關 + 編碼器零脈沖
7. 指定回零開始方向P2604 (0:正向；1：反向)

動作過程：
變頻器運行ON/OFF1閉合，DI 1閉合，開始尋參過程

? 上圖中（Step1）軸按照P2604 定義的搜索方向，以最大加速度 P2572 加速至搜索速度 P2605，到達接近開關后（DI 2 閉合）,以最大減速度P2573減速停止，進入下一步：搜索編碼器的零脈沖
? 軸反向加速至速度 P2608，離開接近開關后（DI 2 斷開）遇到的編碼器的第一個零脈沖后軸停止。進入下一步：回參考點
? 上圖中（Step3）軸反向加速以速度 P2611運行偏置距離P2600后停止在參考點，完成主動回零過程。

4.3動態(tài)回零（Passive Homing）
Passive Homing （動態(tài)回零）又稱為 Homing on the fly
動態(tài)回零用于軸工作于任意定位狀態(tài)時動態(tài)修改當前位置值為零（如：在點動時、執(zhí)行程序步時，執(zhí)行 MDI 時），執(zhí)行動態(tài)回零后并不影響軸當前的運行狀態(tài)，軸并不是真正的回到零點而只是其當前位置值被置為0，重新開始計算位置。
前提條件：P2597=1
絕對值編碼器的動態(tài)回零：

參數(shù)設定

? 打開 “ Homing “ (回零) 頁面
? 定義開始尋參命令P2595源（如開關量輸入點DI2）
? 回零方式選擇動態(tài)回零P2597=1
? 指定接近開關Bero為上升沿有效（如上圖中P2511）
? 定義開關量輸入點DI 10（只能為快速I / O）為接近開關 P488= 722.10（如上圖中2）

動作過程：

? 變頻器運行（使能ON/OFF1），選擇任意一種命令（如點動，程序步、MDI等）軸按照所選擇的方式運行
? 閉合DI 2，開始動態(tài)回零
? 閉合快速開關DI 10（下圖中紅色線為該開關狀態(tài)），可見到位置實際值立即恢復為0，后重新計值（如圖中綠色線所示），在整個動態(tài)回零過程中軸的運行速度不受影響。

五、基本定位_限位（Limit）
S120 中包含兩種限位功能：軟限位、硬限位。以限制軸運行范圍。同時還有對軸運行速度，加減速的限制。

如下圖所示激活限位方式

? 項目導航欄中選擇限位功能塊
? 激活軟限位P2582 =1，正/反向位置范圍通過 P2578, P2579設定
? 激活硬限位P2568 =1，硬限位位置開關源 P2569, P2570
? 最大速度：P2571、最大加速度：P2572、最大減速度：P2573

1 概述

調試SINAMICS S120驅動系統(tǒng)時，如果用戶對SINAMICS S120的參數(shù)存儲結構不熟悉，執(zhí)行了錯誤的上傳/下載操作，都會造成設置參數(shù)的丟失，對調試進度造成影響。比如：在線調試完成后卻又執(zhí)行了下載操作，造成調試結果被離線數(shù)據(jù)覆蓋；又或調試完成后沒有執(zhí)行copy RAM to ROM操作就斷電了，重新上電后設備還處于調試前狀態(tài)；這些操作都使剛剛完成的調試工作付之東流。因此了解SINAMICS S120的存儲結構以及每一個操作的意義是成功調試的前提。

SINAMICS S120 存儲器分為兩個部分：

• RAM：易失性存儲器，數(shù)據(jù)斷電即丟失，RAM位于控制單元內部，是設備自帶的。
• ROM：即CF卡，數(shù)據(jù)可以永久保持在CF卡上，CF卡是單獨訂購的。

對SINAMICS S120項目的操作分為兩種：

• 在線模式（ONLINE Mode）：如果是在線進行操作，這是直接修改RAM里的數(shù)值，而PG/PC本地項目里的參數(shù)并沒有更改。
  注：PG，Programmer西門子編程器；PC，Personal computer個人電腦。
• 離線模式（OFFLINE Mode）：如果是離線進行操作，就是對本地項目的參數(shù)進行修改，不會影響設備數(shù)據(jù)。

2 SINAMICS S120存儲器與PG/PC之間的幾種操作

PG/PC、RAM和ROM之間可進行的操作大致分為以下5種，如圖1：

圖1.PG/PC、RAM和ROM之間的操作

具體每一步操作的意義如下：

①Download下載。
從PG/PC到RAM(Download CPU/ drive unit to target device)，就是在線執(zhí)行下載操 作，將PG/PC的參數(shù)設置傳給控制單元CU，如圖2。Scout或Starter工具欄上有兩個下載按鈕。左邊的黃色下載按鈕是對該項目里所有在線設備的所有數(shù)據(jù)進行下載。右邊的下載按鈕是對所選在線設備的所有數(shù)據(jù)進行下載，一般選擇右邊的下載按鈕。

圖2.下載操作

②Upload上傳
從RAM到PG/PC(Load CPU/ drive unit to PG)，就是在線執(zhí)行上傳操作，將控制單元里的參數(shù)設置傳到PG/PC，如圖3。

圖3.上傳操作

③Copy RAM to ROM
從RAM到ROM(Copy RAM to ROM)，把參數(shù)保存到CF卡上。RAM里的參數(shù)斷電后會丟失，因此雖然配置好的參數(shù)已經(jīng)正確下載到控制單元，但還需要執(zhí)行該操作來保證掉電后再上電，機器能正常工作，如圖4。如果是通過BOP面板進行調試，調試參數(shù)也都存在RAM里，也需要保存參數(shù)的設置。具體操作是當修改完參數(shù)面板上出現(xiàn)“S”字樣，按住P鍵保持3秒，面板出現(xiàn)閃爍，表示參數(shù)已經(jīng)開始存儲。或者通過設置CU的參數(shù)：P0009=0，P0977=1來執(zhí)行。

圖4.Copy RAM to ROM操作

④Power up
從ROM到RAM，上電后CU會自動將保存到CF卡上的參數(shù)裝載到RAM。

⑤Load to file system
從PG到CF卡(Load to file system)，這個操作可以在沒有CU的情況下，將S120項目下載到CF卡 (需要一個CF卡讀卡器)，如圖5。

圖5.Load to file system

3 Sinamics S120存儲器正確操作舉例

這里以三相異步電機的矢量控制從自動配置開始到完成優(yōu)化這一過程為例，說明SINAMICS S120存儲器正確的操作方法。
⑴.在線連接設備，執(zhí)行Automatic configuration，系統(tǒng)會自動上傳②配置數(shù)據(jù)。
⑵.自動配置完成后，還需離線配置三相異步電機、編碼器等參數(shù)。然后在線，執(zhí)行下載①操作，將配置的參數(shù)傳到控制單元。 下載①的時候可以勾選After loading copy RAM to ROM③，也可以稍后執(zhí)行。
⑶.然后是對電機的靜態(tài)和動態(tài)識別、BICO連接等設置，這時的操作是在線進行的。一定不要執(zhí)行下載①，正確的做法是上載②到PG/PC，然后保存項目。
⑷.最后再執(zhí)行Copy RAM to ROM③，配置優(yōu)化完后的參數(shù)就保存到CF卡里了。斷電再上電系統(tǒng)自動從ROM導出配置到RAM④，依然正常工作。

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