軸和驅(qū)動(dòng)的參數(shù)配置

1、目錄頁(yè)碼SIMOTION 軸和驅(qū)動(dòng) 2SIMOTION 軸-驅(qū)動(dòng).3驅(qū)動(dòng)的集成.4標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文的結(jié)構(gòu)（1） .5標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文的結(jié)構(gòu)（2） .6概述：驅(qū)動(dòng)連接.7SIMOTION中的工藝對(duì)象（TO） .8工藝對(duì)象”軸” .9創(chuàng)建和配置一個(gè)軸.10軸的基本配置.11單獨(dú)撤消使能.12機(jī)械系統(tǒng)參數(shù).13基本配置 編碼器類型和模式.14“周期性實(shí)際值”的設(shè)置.15“絕對(duì)實(shí)際值”的設(shè)置.16絕對(duì)值編碼器的編碼類型設(shè)置.17缺省值設(shè)置.18限位開(kāi)關(guān)和最大速度的參數(shù)設(shè)置.19限定最大加速度和加加速.20運(yùn)行到固定停止點(diǎn)的設(shè)置.21用于主控值耦合的實(shí)際值濾波.22SIMOTION中的位置控制器.23不帶前饋控制的位置

2、控制器優(yōu)化.24帶有前饋控制的位置控制.25選擇均衡濾波器的合適類型.26均衡時(shí)間常數(shù) （vTc） 的優(yōu)化 27PROFIDrive DSC 結(jié)構(gòu)圖 .28目錄頁(yè)碼帶有前饋控制和DSC的位置控制 .29同步軸的動(dòng)態(tài)響應(yīng)補(bǔ)償.30測(cè)試動(dòng)態(tài)補(bǔ)償 .31定位與零速監(jiān)視 .32速度控制模式的運(yùn)動(dòng)-零速信號(hào) .33跟隨誤差和速度誤差監(jiān)控功能.34編程實(shí)現(xiàn)軸運(yùn)動(dòng).35使能/禁用軸.36處理運(yùn)動(dòng)命令.37運(yùn)動(dòng)命令的轉(zhuǎn)換特性.38帶有運(yùn)動(dòng)命令的程序步使能.39程序執(zhí)行的同步和異步.40用于定位命令的動(dòng)態(tài)設(shè)置 41在位置控制模式或者速度控制模式下啟動(dòng)軸 .42停止軸.43繼續(xù)運(yùn)動(dòng).44使用增量型測(cè)量系統(tǒng)的軸回參

3、考點(diǎn).45帶有/不帶零脈沖的主動(dòng)回參考點(diǎn).46帶有/不帶零脈沖的被動(dòng)回參考點(diǎn).47絕對(duì)值編碼器調(diào)整.48偏移測(cè)量系統(tǒng).49軸的診斷 服務(wù)總覽.50通過(guò)系統(tǒng)變量查詢軸的狀態(tài).51服務(wù)總覽的含義.52工藝報(bào)警.53配置工藝報(bào)警.54確認(rèn)工藝報(bào)警 . .55概述在SIMOTION運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中仍然保留了傳統(tǒng)的控制器與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分類方式。SIMOTION提供了包括定位控制在內(nèi)的完整運(yùn)動(dòng)控制功能，驅(qū)動(dòng)設(shè)備只處理速度控制，而不使用其中的任何運(yùn)動(dòng)控制功能?？刂破骺刂破髫?fù)責(zé)處理執(zhí)行指定的運(yùn)動(dòng)程序，并控制整個(gè)機(jī)器的I/O。在插補(bǔ)器中，運(yùn)動(dòng)命令被轉(zhuǎn)換為軸的目標(biāo)位置、速度以及加速度的信息。位置設(shè)定值作為位置控制器的

4、給定。位置控制器根據(jù)位置設(shè)定值和實(shí)際值計(jì)算速度設(shè)定值。這個(gè)速度值被傳送到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可以通過(guò)數(shù)字的方式（PROFIBUS）或者模擬的方式（+/- 10 V）進(jìn)行傳送。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將該信息轉(zhuǎn)換為一個(gè)速度信號(hào)。電機(jī)以該速度運(yùn)轉(zhuǎn)，使軸在指定的時(shí)間內(nèi)/以指定速度到達(dá)所需的目的位置。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括變頻器、電機(jī)和編碼器。與驅(qū)動(dòng)的接口速度給定接口形成了到驅(qū)動(dòng)的功能接口。數(shù)字驅(qū)動(dòng)和模擬驅(qū)動(dòng)都可以直接連接到SIMOTION C2xx系統(tǒng)。對(duì)SIMOTION P350 和SIMOTION D4xx，數(shù)字驅(qū)動(dòng)可通過(guò)PROFIBUS直接連接，模擬驅(qū)動(dòng)則通過(guò)ADI4連接。PROFIBUS通過(guò)PROFIBUS可以在驅(qū)動(dòng)系

5、統(tǒng)和SIMOTION之間交換所有的數(shù)據(jù)。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)上的驅(qū)動(dòng)報(bào)文傳送PROFIBUS上數(shù)字驅(qū)動(dòng)的給定信號(hào)和帶有編碼器信息的反饋信號(hào)。驅(qū)動(dòng)必須支持所選的報(bào)文類型，該類型決定了所能支持的軸的最大功能。當(dāng)然，軸只能執(zhí)行所連接的驅(qū)動(dòng)也支持的SIMOTION功能。位置控制模式下的軸必須使用支持時(shí)鐘同步的PROFIBUS MC連接，才能確保正常地工作 。對(duì)于簡(jiǎn)單的速度控制應(yīng)用，使用非時(shí)鐘同步的PROFIBUS DP即可，這種方式也可以連接所有標(biāo)準(zhǔn)的不支持時(shí)鐘同步工作的DP從站。模擬驅(qū)動(dòng)/模擬驅(qū)動(dòng)可以直接連接到C2xx系統(tǒng)，或者通過(guò)PROFIBUS連接到ADI4或IM74，步進(jìn)電機(jī) 通過(guò)模擬量輸出向驅(qū)動(dòng)器提供+

6、/-10V 的信號(hào)。實(shí)際位置值既可以從SIMOTION C上的編碼器直接獲得，也可從ADI4上的編碼器上獲得，或是從轉(zhuǎn)換器的編碼器映像中獲得(例如，ASE=角度步進(jìn)編碼器) 。相應(yīng)的數(shù)字I/O可以用于報(bào)警確認(rèn)和控制器使能。從V3.2版本起，步進(jìn)電機(jī)也可直接連接到C2xx。PROFIBUS連接當(dāng)通過(guò)PROFIBUS將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和SIMOTION相連時(shí)，兩者間的所有信息通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)文按照PROFIDRIVE Profile V3.0協(xié)議進(jìn)行交換。報(bào)文的編號(hào)以一種明確的方式?jīng)Q定了交換信息的結(jié)構(gòu)和類型。 標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文1 設(shè)計(jì)用于簡(jiǎn)單的速度控制應(yīng)用，該報(bào)文有一個(gè)控制字和一個(gè)狀態(tài)字，用于處理有關(guān)啟動(dòng)、停止、脈沖

7、和控制器使能等基本功能。一個(gè)16位的數(shù)據(jù)字用于傳送速度設(shè)定值，速度實(shí)際值也用16位的數(shù)據(jù)字從驅(qū)動(dòng)傳回。該報(bào)文只能用于“速度軸”功能。標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文2設(shè)計(jì)用于更為復(fù)雜的速度控制應(yīng)用。除了控制字和狀態(tài)字之外，速度設(shè)定值通過(guò)一個(gè)32位的數(shù)據(jù)字進(jìn)行傳送，速度實(shí)際值也用32位的數(shù)據(jù)字從驅(qū)動(dòng)傳回。此外，該報(bào)文有第二套控制字和狀態(tài)字用于處理 “運(yùn)行至固定停止點(diǎn)” 功能。（必須在驅(qū)動(dòng)中配置夾緊力矩，工藝不以這種形式使用“運(yùn)行至固定停止點(diǎn)” 功能）。該報(bào)文只用于“速度軸”功能。標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文3設(shè)計(jì)用于定位應(yīng)用，為此包含一個(gè)編碼器控制字和一個(gè)編碼器狀態(tài)字以及一個(gè)到測(cè)量系統(tǒng)的4個(gè)字的接口。例如回參考點(diǎn)和測(cè)量輸入的功能可以通過(guò)編

8、碼器控制字實(shí)施。標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文3可以用于“定位軸”功能。標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文4當(dāng)定位軸具有第二套測(cè)量系統(tǒng)時(shí)，使用該報(bào)文連接第二個(gè)編碼器。標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文5設(shè)計(jì)用于定位應(yīng)用，類似于標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文3。然而在給定中提供了兩個(gè)附加的雙字，用于傳送跟隨誤差和伺服增益。在集成的工藝中這些附加的雙字對(duì)于DSC（動(dòng)態(tài)伺服控制）功能是必需的。當(dāng)選擇了這個(gè)功能時(shí)，位置控制器的動(dòng)態(tài)部分從工藝轉(zhuǎn)移到驅(qū)動(dòng)，并以速度控制器的處理周期進(jìn)行計(jì)算。作為該過(guò)程的一部分，跟隨誤差XERR和伺服增益KPC也被從工藝移動(dòng)到驅(qū)動(dòng)。得益于驅(qū)動(dòng)中更快的處理周期，此時(shí)位置控制可以以更高的伺服增益進(jìn)行工作。 標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文6類似于帶有DSC的標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文4，或者帶有第二編碼器的標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文

9、5。該報(bào)文用于具有第二套測(cè)量系統(tǒng)的定位軸。SIEMENS 報(bào)文通過(guò)在給定（控制字CW2 之后 ）或者反饋（狀態(tài)字STW2 之后 ）中插入一個(gè)102 . . . 106附加的字，可在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文2到6的基礎(chǔ)上創(chuàng)建SIEMENS報(bào)文102到106。該附加字對(duì)于驅(qū)動(dòng)上的動(dòng)態(tài)力矩限幅是必需的。力矩極限值在給定中指定，在反饋中驅(qū)動(dòng)返回是否達(dá)到力矩極限值（當(dāng)前限值）以及其它結(jié)果。這些附加信息在工藝中使用，以執(zhí)行 “帶力矩限幅的運(yùn)動(dòng)” 和 “運(yùn)行至固定停止點(diǎn)” 功能。 PROFIBUS MC 下列情況適用于連接到PROFIBUS的驅(qū)動(dòng)：上的驅(qū)動(dòng)如果驅(qū)動(dòng)符合PROFIDRIVE V3.0協(xié)議，則可以以時(shí)鐘同

10、步模式在時(shí)鐘同步的PROFIBUS MC上進(jìn)行操作。所有其它設(shè)備（標(biāo)準(zhǔn)從站）可以連接到時(shí)鐘同步的PROFIBUS MC上，但是不能以時(shí)鐘同步模式工作。 通過(guò)硬件組態(tài)還可集成下列驅(qū)動(dòng)：SIMODRIVE 611USIMODRIVE POSMO CASIMODRIVE POSMO CDSIMODRIVE POSMO SIADI4 MASTERDRIVE MCMASTERDRIVE VCMICROMASTER 420/430/440COMBIMASTER 411SINAMICS S120使用SIMOTION SCOUT，可以直接組態(tài)，參數(shù)化和調(diào)試MICROMASTER 420/430/440。工藝對(duì)

11、象在SIMOTION中由可加載的工藝包中提供工藝對(duì)象。每個(gè)工藝包為各個(gè)工藝提供了完整的功能。例如，“位置”工藝包包含了移動(dòng)和定位的所有功能。 在 SIMOTION中，為每個(gè)“物理”自動(dòng)化對(duì)象創(chuàng)建一個(gè)工藝對(duì)象（TO），例如軸、外部編碼器、測(cè)量輸入。在SIMOTION中，每個(gè)TO具有： 配置數(shù)據(jù)： 創(chuàng)建的對(duì)象通過(guò)配置數(shù)據(jù)根據(jù)具體的自動(dòng)化任務(wù)需求進(jìn)行調(diào)整。 系統(tǒng)數(shù)據(jù)： TO通過(guò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)提供有關(guān)當(dāng)前狀態(tài)的信息，因此TO軸的系統(tǒng)數(shù)據(jù)將顯示例如位置設(shè)定值、位置實(shí)際值和跟隨誤差。通過(guò)系統(tǒng)變量還可以讀取/分配缺省值和設(shè)置。系統(tǒng)功能： 用戶程序中使用系統(tǒng)功能來(lái)驅(qū)動(dòng)相關(guān)物理對(duì)象。例如一個(gè)TO軸會(huì)提供功能強(qiáng)大的系統(tǒng)

12、功能用于定位、回參考點(diǎn)、制動(dòng)等動(dòng)作。這些軸的動(dòng)作順序通過(guò)運(yùn)動(dòng)命令控制?？梢噪S時(shí)查詢動(dòng)作狀態(tài)，并且可以通過(guò)用戶程序選擇性地干預(yù)動(dòng)作?？梢灾袛?、替換、增添和疊加運(yùn)動(dòng)。報(bào)警： 如果在一個(gè)工藝對(duì)象中出現(xiàn)了一個(gè)事件（錯(cuò)誤、消息），該 TO將發(fā)出一個(gè)工藝報(bào)警。 TO報(bào)警將觸發(fā)系統(tǒng)響應(yīng)，對(duì)于每個(gè)報(bào)警設(shè)置了不同的響應(yīng)，而且這些設(shè)置可以根據(jù)特定的任務(wù)需求進(jìn)行調(diào)整。TO軸 在SIMOTION中軸的運(yùn)動(dòng)控制功能通過(guò)工藝對(duì)象（TO）軸進(jìn)行實(shí)施。當(dāng)通過(guò)SIMOTION SCOUT創(chuàng)建一個(gè)軸時(shí)具有如下的工藝差別：速度軸：運(yùn)動(dòng)通過(guò)不帶位置控制的速度規(guī)定，如果在軸上配置了編碼器可以監(jiān)視實(shí)際速度。 定位軸：軸的位置和動(dòng)態(tài)特性被

13、指定，運(yùn)動(dòng)以位置控制模式執(zhí)行，包含速度軸的功能。定位軸的位置控制器在SIMOTION中，對(duì)于電氣軸的速度控制由驅(qū)動(dòng)完成。 同步軸：功能與定位軸相同，此外具有按齒輪或凸輪與主值耦合的功能。 插補(bǔ)軸：從V4.1版本起，SIMOTION提供軌跡插補(bǔ)功能。該功能允許最多3個(gè)插補(bǔ)軸沿某條軌跡運(yùn)動(dòng)。此外，一個(gè)定位軸可與插補(bǔ)軸同步運(yùn)動(dòng)。軌跡可由2D和3D的直線、圓弧和多項(xiàng)式插補(bǔ)段組成。另外該功能還支持下列運(yùn)動(dòng)：-笛卡爾坐標(biāo)軸-SCARA-滾軸篩-2D/3D揀選機(jī)-關(guān)節(jié)臂工藝對(duì)象軸可用于電氣軸，液壓軸和虛擬軸。配置 TO 在使用工藝對(duì)象之前，需要執(zhí)行下列多個(gè)步驟。第一步，創(chuàng)建一個(gè)具體的工藝對(duì)象。通過(guò)SCOUT

14、工程開(kāi)發(fā)系統(tǒng)配置該TO， 可以使用各種向?qū)В▍?shù)畫面）幫助配置和說(shuō)明對(duì)象。 在項(xiàng)目導(dǎo)航的軸目錄中，通過(guò)雙擊 “Insert axis” 可以插入一個(gè)軸，此時(shí)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)向?qū)?，幫助用戶?zhí)行創(chuàng)建和配置。 某些特定對(duì)象屬性在第一次配置時(shí)確定，例如速度軸、定位軸、同步軸。這個(gè)定義還確定了”規(guī)?！埃垂に噷?duì)象的系統(tǒng)變量和配置數(shù)據(jù)的數(shù)量。因此后期不允許再對(duì)諸如速度軸、定位軸等屬性進(jìn)行更改。如果要將一個(gè)速度軸轉(zhuǎn)換為一個(gè)定位軸，則必須刪除原來(lái)的速度軸并插入一個(gè)新的定位軸。 配置數(shù)據(jù)通常確定了一個(gè)TO的靜態(tài)屬性，但某些屬性還可以在運(yùn)行過(guò)程中更改。 專家列表除了通過(guò)向?qū)Ш蛥?shù)畫面訪問(wèn)配置數(shù)據(jù)和系統(tǒng)變量，還可以通過(guò)專

15、家列表直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)。使用快捷菜單（Expert - Expert List ）可以打開(kāi)一個(gè)對(duì)象的專家列表，前提是必須先在項(xiàng)目導(dǎo)航中選中該對(duì)象。用戶定義列表使用V4.0版本，用戶可以創(chuàng)建自己的系統(tǒng)變量和配置數(shù)據(jù)列表，稱之為用戶定義列表，在此處用戶可以加入對(duì)于編程和診斷最重要的變量。 基本配置軸的基本配置用于定義其基本屬性。當(dāng)使用SIMOTION SCOUT創(chuàng)建一個(gè)新的軸對(duì)象時(shí)，會(huì)連續(xù)出現(xiàn)多個(gè)配置對(duì)話框。 更改基本配置如果不得不更改基本配置數(shù)據(jù)，例如當(dāng)安裝一個(gè)具有內(nèi)置電機(jī)編碼器的不同類型的電機(jī)時(shí)，有必要重新打開(kāi)各個(gè)配置對(duì)話框，并在相應(yīng)對(duì)話框中輸入新的數(shù)值?？梢酝ㄟ^(guò)單擊按鈕“Configure di

16、splayed data set”，陸續(xù)打開(kāi)各配置對(duì)話框。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)組SIMOTION 對(duì)于TO軸支持?jǐn)?shù)據(jù)組和數(shù)據(jù)組切換的概念。在下列情況下通常要使用不同的數(shù)據(jù)組： 必須改變當(dāng)前編碼器必須在運(yùn)行時(shí)更改位置控制回路的參數(shù)設(shè)置在配置過(guò)程中對(duì)于一個(gè)軸可以創(chuàng)建多個(gè)數(shù)據(jù)組，還可以定義當(dāng)上電后激活哪個(gè)數(shù)據(jù)組。使用系統(tǒng)功能_setAxisDataSetActive() ，可以在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)切換到其它數(shù)據(jù)組。 如果通過(guò)數(shù)據(jù)組切換改變了當(dāng)前的測(cè)量系統(tǒng)，使用系統(tǒng)功能_setAndGetEncoderValue() ，可以在轉(zhuǎn)換之前同步兩個(gè)測(cè)量系統(tǒng)。這樣可以避免發(fā)生位置偏差時(shí)所產(chǎn)生的不必要的補(bǔ)償動(dòng)作。 處理周期 可以在

17、下面這個(gè)選擇框中定義軸插補(bǔ)運(yùn)算的執(zhí)行級(jí)別，選項(xiàng)為：IPO 用于動(dòng)態(tài)特性要求高的軸IPO2 用于動(dòng)態(tài)需求較低的輔助軸驅(qū)動(dòng)的設(shè)置在V4.0版本中使用命令RELEASE_DISABLE 可以單獨(dú)撤消控制字1（CW1）中的使能信號(hào)。 例如如果使用電機(jī)抱閘，可以通過(guò)命令_disableAxis()和RELEASE_DISABLE 先去除OFF3（CW1.Bit2） ，當(dāng)抱閘閉合之后再關(guān)斷電源OFF2（CW1.Bit1）。響應(yīng)規(guī)定取決于配置數(shù)據(jù)driveControlConfig.releaseDisableMode使用PROFIdrive對(duì)于數(shù)字連接的驅(qū)動(dòng)，PROFIdrive 技術(shù)定義了下列停止模式：

18、停止模式 CW1 bit 0 = 0： 斜坡減速停止驅(qū)動(dòng)按照速度斜坡以可調(diào)整的減速度，逐漸降為零速。可以中斷停止過(guò)程并再次啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)。停止之后，會(huì)執(zhí)行脈沖抑制并切換到準(zhǔn)備啟動(dòng)的待機(jī)狀態(tài)。CW1 bit 1 = 0： 自由停止驅(qū)動(dòng)立刻進(jìn)入脈沖抑制，并且狀態(tài)切換到禁止啟動(dòng)狀態(tài)。 CW1 bit 2 = 0： 快速停止驅(qū)動(dòng)以極限力矩降到零速，停止過(guò)程不能被中斷。停止之后，會(huì)執(zhí)行脈沖抑制并切換到禁止啟動(dòng)狀態(tài)。容差如果編碼器發(fā)生故障，但并未涉及閉環(huán)控制，系統(tǒng)既不停止軸也不關(guān)閉驅(qū)動(dòng)。概述基本配置之后，第二步是為工藝對(duì)象分配參數(shù)。通過(guò)參數(shù)分配可以定義很多功能的細(xì)節(jié)。參數(shù)分配與使用SCOUT工程系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)配置

19、的方法類似。在項(xiàng)目導(dǎo)航中的軸下面提供了各種數(shù)據(jù)項(xiàng)，通過(guò)這些數(shù)據(jù)項(xiàng)可以打開(kāi)各自的畫面用于參數(shù)分配。參數(shù)分配的結(jié)果存儲(chǔ)在對(duì)象的配置數(shù)據(jù)和系統(tǒng)變量中，并下載到目標(biāo)系統(tǒng)中。 機(jī)械當(dāng)通過(guò)工藝對(duì)象軸控制一個(gè)驅(qū)動(dòng)時(shí)，SIMOTION只使用速度設(shè)定接口，不使用定位接口，因此不向驅(qū)動(dòng)提供有關(guān)位移等方面的信息。所有的有關(guān)長(zhǎng)度、絲杠螺距等機(jī)械數(shù)據(jù)在SIMOTION中定義。 機(jī)械方面的設(shè)定包括給定和反饋中的傳動(dòng)比以及編碼器系統(tǒng)的類型。必須設(shè)置下列信息： 驅(qū)動(dòng)方向 給定側(cè)的傳動(dòng)比 直線軸的絲杠螺距對(duì)于編碼器還需要下列附加信息： 反饋側(cè)的傳動(dòng)比 反向間隙補(bǔ)償編碼器的安裝方式編碼器參數(shù)編碼器設(shè)置可以在下列對(duì)話框中控制，為了

20、更改這些值必須打開(kāi)專家列表或者重新配置TO。編碼器類型使用V4.0版本，可以把SINAMICS中離線的編碼器數(shù)據(jù)傳送到SIMOTION中。但這種方法不適用于沒(méi)有集成到SCOUT中的SIMODRIVE或者M(jìn)ASTERDRIVE等驅(qū)動(dòng)設(shè)備。這種情況下只能直接在SCOUT中手工配置編碼器?；九渲锰峁┝讼铝芯幋a器類型以供選擇：絕對(duì)值編碼器絕對(duì)值編碼器，循環(huán)絕對(duì)值增量式編碼器編碼器模式在“編碼器模式” 選擇框中，對(duì)于絕對(duì)值編碼器，可以使用下列選項(xiàng)：Endat 編碼器 （編碼器數(shù)據(jù)接口）旋轉(zhuǎn)變壓器SSI 編碼器 （同步串行接口） 對(duì)于增量式編碼器支持下列選項(xiàng)：正余弦編碼器方波 TTL 編碼器旋轉(zhuǎn)變壓器E

21、ndat 編碼器參數(shù)分配錯(cuò)誤報(bào)警 當(dāng)配置數(shù)據(jù)和驅(qū)動(dòng)中的編碼器參數(shù)設(shè)置不同時(shí)，如果控制器和驅(qū)動(dòng)器/編碼器之間已建立連接，并在控制器中下載了TO，則會(huì)觸發(fā)下列工藝報(bào)警：Error 20005： device type：2, log.address：1234 faulted. （bit：0, base： 0x80h）按照PROFIdrive中的定義，使用驅(qū)動(dòng)器/編碼器參數(shù)P979（傳感器格式）執(zhí)行參數(shù)設(shè)置的后臺(tái)比較。如果驅(qū)動(dòng)器或者編碼器不支持參數(shù) P979，配置數(shù)據(jù)作為有效被接受并且不產(chǎn)生報(bào)警。周期性實(shí)際值增量式編碼器和絕對(duì)值編碼器都使用“周期性實(shí)際值”Gn_XIST 1（n=1或2，編碼器編號(hào)）在

22、循環(huán)傳送中向SIMOTION發(fā)送軸的實(shí)際位置值。根據(jù)該值以及絲杠螺距，參考點(diǎn)值（對(duì)于增量式編碼器），或者絕對(duì)值編碼器上電后發(fā)送的絕對(duì)值，SIMOTION周期性地計(jì)算軸的實(shí)際位置值。當(dāng)接通變頻器時(shí)，不論軸的實(shí)際位置，都輸出Gn_XIST 1=0 ，之后每次軸運(yùn)動(dòng)都通過(guò)Gn_XIST 1 進(jìn)行通訊。SIMOTION 根據(jù)”編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)“和”倍頻數(shù)“的設(shè)置解析Gn_XIST 1中的位。只有當(dāng)SIMOTION中的設(shè)置符合變頻器中Gn_XIST 1的設(shè)置，必然也符合實(shí)際編碼器數(shù)據(jù)時(shí)，解析才正確。 倍頻對(duì)于正余弦編碼器或者旋轉(zhuǎn)變壓器 ，變頻器不但向Gn_XIST 1中輸出脈沖個(gè)數(shù)的信息，而且通過(guò)內(nèi)部處

23、理正余弦信號(hào)來(lái)提高所連接編碼器的總分辨率。分辨率：編碼器脈沖x2n （n： 精調(diào)分辨率, 用于內(nèi)部倍頻值的位數(shù)）對(duì)于編碼器脈沖數(shù)：編碼器脈沖 =1個(gè)周期正弦信號(hào)（正余弦編碼器1 Vpp ）脈沖個(gè)數(shù)和精調(diào)分辨率在變頻器參數(shù)中輸入。Gn_XIST 1中的精調(diào)分辨率必須在SIMOTION “Multiplication factor of the cyclic actual value” 一欄中輸入，輸入值=2n 。輸入值0代表標(biāo)準(zhǔn)倍頻數(shù)211=2048，這種情況下0意味著2048。絕對(duì)實(shí)際值 當(dāng)連接絕對(duì)值編碼器時(shí)，控制器或者變頻器啟動(dòng)后，SIMOTION 通過(guò)”絕對(duì)實(shí)際值“Gn_XIST 2 （n

24、=1或2，編碼器編號(hào)）得到軸的實(shí)際位置。通過(guò)傳送的值和存儲(chǔ)的多圈溢出值，SIMOTION計(jì)算軸的實(shí)際位置值。 SIMOTION 根據(jù)“數(shù)據(jù)位數(shù)”和“Gn_XIST 2 中的倍頻數(shù)”的設(shè)置解析Gn_XIST 2的位信息。 數(shù)據(jù)位數(shù)“數(shù)據(jù)位數(shù)” 為多圈的位數(shù)與編碼器脈沖數(shù)位數(shù)之和。SIMOTION中的設(shè)置必須與變頻器中的相應(yīng)設(shè)置相一致，否則上電后無(wú)法正確計(jì)算和顯示實(shí)際位置。倍頻通過(guò)Gn_XIST 2 ，變頻器不但將編碼器圈數(shù)的信息（多圈編碼器的情況）和編碼器脈沖個(gè)數(shù)，而且還包括一個(gè)倍頻值。Gn_XIST 2的倍頻要比Gn_XIST 1的倍頻低，因?yàn)樗械男畔⒅荒艽娣旁谝粋€(gè)32位的雙字中。 標(biāo)準(zhǔn)的多

25、圈編碼器具有4096圈（12位），編碼器脈沖數(shù)為2048（11位），這樣一來(lái)只剩余9位，即512的倍頻。因此，在 “Multiplication factor of the absolute actual value”中，輸入數(shù)值0代表29 = 512。注意事項(xiàng) 編碼器位置雙字Gn_XIST 2不僅用在上電后傳送絕對(duì)實(shí)際值，還用在測(cè)量輸入和回參考點(diǎn)功能中傳送位置值。然而這種情況下，位置值根據(jù)Gn_XIST 1的格式設(shè)置進(jìn)行編碼。編碼器模式當(dāng)選擇了絕對(duì)值編碼器時(shí)，在軸配置的編碼器分配對(duì)話框中的 “Encoder type” 輸入?yún)^(qū)域內(nèi)，有下列兩個(gè)選項(xiàng)： Absolute encoder這種情況下

26、，絕對(duì)實(shí)際值的溢出部分，例如多圈溢出信息在SIMOTION關(guān)機(jī)時(shí)不儲(chǔ)存。 當(dāng)下一次上電時(shí)，實(shí)際位置值只根據(jù)變頻器在Gn_XIST 2中發(fā)送給SIMOTION 的絕對(duì)實(shí)際值得出。4096圈和10mm/rev的絲杠螺距形成的數(shù)值通常在在0m到40m之間。 Absolute encoder, cyclic absolute 這種情況下，多圈溢出信息存儲(chǔ)在SIMOTION的可保持存儲(chǔ)區(qū)中，并且在下次上電計(jì)算實(shí)際位置值時(shí)予以考慮。 當(dāng)絕對(duì)值編碼器的圈數(shù)沒(méi)有覆蓋軸的整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍，或者由于絕對(duì)值編碼器安裝不當(dāng)，使得在運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)發(fā)生多圈溢出時(shí)，必須選擇該設(shè)置。注意事項(xiàng)有關(guān)軸的多圈溢出值和絕對(duì)值編碼器調(diào)整值在下

27、列情況下將被刪除：SIMOTION存儲(chǔ)器復(fù)位下載已修改的編碼器設(shè)置數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的當(dāng)調(diào)用系統(tǒng)功能時(shí)，如果參數(shù)賦值USER_DEFAULT，則系統(tǒng)總是使用缺省值。缺省值這意味著可以集中一次性定義每個(gè)軸的動(dòng)態(tài)值，而無(wú)需在調(diào)用系統(tǒng)功能時(shí)重復(fù)輸入?？梢栽谠搶?duì)話框中預(yù)先指定軸的下列動(dòng)態(tài)變量的取值： 速度 加速度減速度加加速速度曲線制動(dòng)時(shí)間制動(dòng)時(shí)間當(dāng)運(yùn)行中的軸以“Emergency stop in pre-defined time” 方式制動(dòng)時(shí)，使用的時(shí)間在“Stopping time ” 中指定。速度曲線速度曲線定義了啟動(dòng)，制動(dòng)和速度變化過(guò)程中軸的響應(yīng)。 有兩種曲線可以選擇： Trapezoidal該曲線

28、用于正反運(yùn)動(dòng)方向的線性加速。 Smooth該曲線給出了一個(gè)平滑的加速特性且加加速可控。硬限位開(kāi)關(guān)通過(guò)數(shù)字輸入和限位開(kāi)關(guān)監(jiān)視運(yùn)動(dòng)范圍極限。硬限位開(kāi)關(guān)總是設(shè)計(jì)為一個(gè)常閉觸點(diǎn)，并且在軸超出了允許的運(yùn)動(dòng)范圍時(shí)激活。到達(dá)限位開(kāi)關(guān)時(shí)觸發(fā)一個(gè)工藝報(bào)警。需要指定正負(fù)運(yùn)動(dòng)方向上限位開(kāi)關(guān)所連接的輸入的地址，該地址必須在過(guò)程映像區(qū)以外(=64)。其位地址即正負(fù)運(yùn)動(dòng)方向上限位開(kāi)關(guān)所連接的輸入點(diǎn)。軟限位開(kāi)關(guān)可以指定和激活軟限位開(kāi)關(guān)，激活通過(guò)系統(tǒng)變量(Swlimit.State)。軟限位開(kāi)關(guān)應(yīng)當(dāng)總是在硬限位開(kāi)關(guān)之內(nèi)。 “Homing” 數(shù)據(jù)項(xiàng)中對(duì)配置數(shù)據(jù)Homing.referencingNecessary 的設(shè)置可決定

29、軟限位是否總是激活，或是僅當(dāng)軸回過(guò)參考點(diǎn)后激活。Homing.referencingNecessary = NO 總是激活軟限位開(kāi)關(guān)Homing.referencingNecessary = YES 回參考點(diǎn)后激活軟限位開(kāi)關(guān)還可規(guī)定一個(gè)回退的容差窗口。當(dāng)軸到達(dá)軟限位時(shí)，運(yùn)動(dòng)停止并輸出40106號(hào)報(bào)警。報(bào)警被確認(rèn)之后，軸可沿反向運(yùn)動(dòng)，或是沿同向運(yùn)動(dòng)不超出軟限位的容差窗口。最大速度在SIMOTION中有兩個(gè)不同的速度極限：最大速度： 該速度不可超越，TO 會(huì)自動(dòng)將速度降低到該數(shù)值。最大編程速度： TO將編程速度降低到該值。加速度SIMOTION 的最大加速度和加加速分為兩種，一種是在配置數(shù)據(jù)中規(guī)定

30、的硬限加加速幅，一種是可方便地由用戶程序修改的系統(tǒng)變量規(guī)定的軟限幅。在編程的運(yùn)動(dòng)中，TO 自動(dòng)將加速度和/或加加速降到硬限幅或軟限幅規(guī)定之下。加加速的限幅監(jiān)控只有在加加速控制模式下或連續(xù)加速度模式下運(yùn)動(dòng)時(shí)才生效。如果選項(xiàng) “Direction-dependent dyn. resp.” 被激活，可以根據(jù)方向規(guī)定不同的加速度和加加速限幅。以預(yù)定義的當(dāng)軸以急停方式被停止并采用” Rapid stop with emergency stop ramp relative to 斜坡制動(dòng)actual value” 參數(shù)時(shí)，該設(shè)置值生效。時(shí)間常數(shù)從V4.0版本起，可以指定一個(gè)時(shí)間常數(shù)用于平滑處理控制變量的

31、變化作為控制器改變的結(jié)果。在所有狀態(tài)轉(zhuǎn)換/改變時(shí)，如果控制變量出現(xiàn)偏移，激活該平滑濾波器。在數(shù)據(jù)組中齒輪的改變不被平滑處理。運(yùn)行到固定 “Travel to fixed endstop” 命令在其它軸命令引起的軸運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，并行激活運(yùn)行停止點(diǎn)到固定停止點(diǎn)的監(jiān)控。此外，驅(qū)動(dòng)的最大轉(zhuǎn)矩由命令中的參數(shù)值限定，用于一般運(yùn)動(dòng)中的跟隨誤差監(jiān)控被關(guān)閉。該功能需要驅(qū)動(dòng)支持轉(zhuǎn)矩限幅，也就是說(shuō)該功能只有選擇了報(bào)文103，104，105或106時(shí)才能使用。該命令還保證了在固定停止點(diǎn)處的力矩保持，并能在夾緊期間實(shí)現(xiàn)力矩轉(zhuǎn)換。固定停止點(diǎn)在 “Fixed endstop” 標(biāo)簽中 “Fixed stop detetion

32、“ 對(duì)話框中，可以選擇系統(tǒng)如何檢檢測(cè)測(cè)固定停止點(diǎn)是否到達(dá)：跟隨誤差超出： 在這種情況下必須在“Following error for the fixed endstop detection” 域中輸入期望值。 轉(zhuǎn)矩超出： 在這種情況下，達(dá)到編程的轉(zhuǎn)矩值時(shí)表明固定停止點(diǎn)到達(dá)。當(dāng)固定停止點(diǎn)到達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)滿足時(shí)，插補(bǔ)器停止工作，但位置控制器保持激活。軸此時(shí)按照命令中編寫的轉(zhuǎn)矩值夾緊。 普通的運(yùn)動(dòng)命令被TO拒絕，只允許反方向的運(yùn)動(dòng)命令。 系統(tǒng)變量 moveToEndStopCommand.ClampingState 表明固定點(diǎn)到達(dá)的狀態(tài)。當(dāng)軸偏離超過(guò)“Position tolerance after fi

33、xed endstop detection” 規(guī)定的范圍時(shí)，(例如通過(guò)停止夾緊，與夾緊方向反向的運(yùn)動(dòng)命令)該狀態(tài)被取消。實(shí)際值作為如果控制中存在同步操作，該同步操作將顧及主控值的位置、速度和加速度。對(duì)主控值于分布式同步，位置和速度的主控值在分布式主控值和同步對(duì)象之間傳送，加速度由同步對(duì)象使用微分方法確定。如果用編碼器實(shí)際值作為主控值，可以在同步操作中對(duì)測(cè)量的實(shí)際值進(jìn)行外推以補(bǔ)償死區(qū)時(shí)間。死區(qū)時(shí)間的產(chǎn)生是由于測(cè)量實(shí)際值時(shí)總線通訊的延遲和有限的處理時(shí)間造成的。在主軸和外部編碼器上設(shè)置外推。在 “Utilities & Applications ” CD 提供計(jì)算外推時(shí)間的程序。實(shí)際位置濾波從V4.

34、1版本起，用于同步操作的實(shí)際值可通過(guò)PT2單獨(dú)為外推濾波。軸的實(shí)際位置值的濾波設(shè)置可以使用 “Filter on the actual position” 選項(xiàng)以及兩個(gè)時(shí)間常數(shù) “T1”和 T2。作用于實(shí)際位置值外推的濾波器在根據(jù)位置微分計(jì)算外推速度之前。實(shí)際速度濾波速度的外推的執(zhí)行基于濾波的或計(jì)算的速度值。該濾波器通過(guò)“Filter on theactual velocity value“ 選項(xiàng)激活。在 “Time constant” 中輸入用于計(jì)算平均值的時(shí)間或PT1的時(shí)間。外推時(shí)間在 “Extrapolation time” 中輸入，如果輸入了0.0則不執(zhí)行外推。外推的實(shí)際值(位置和速度

35、)可通過(guò)系統(tǒng)變量 extrapolationData.來(lái)監(jiān)視。此外，實(shí)際速度的獲得既可以通過(guò)對(duì)外推的位置實(shí)際值微分，也可以使用同步操作的外推的實(shí)際速度。插補(bǔ)器插補(bǔ)器處理從用戶程序發(fā)出到軸的運(yùn)動(dòng)命令。在每個(gè)IPO周期中，插補(bǔ)器計(jì)算軸的位置設(shè)定值以及動(dòng)態(tài)值，例如加速度。該位置設(shè)定值在精插補(bǔ)之后提供給位置控制器。 精插補(bǔ)如果插補(bǔ)器和位置控制器擁有不同的采樣周期，精插補(bǔ)(FIFO)的任務(wù)就是生成中間設(shè)定值，在配置中可以選擇沒(méi)有、線性或者勻速插補(bǔ)原則。 位置控制位置控制器負(fù)責(zé)控制軸的實(shí)際位置，對(duì)于電氣軸通常設(shè)計(jì)為P控制器。位置設(shè)定值與位置實(shí)際值之間的偏差作為控制偏差值(跟隨誤差)，軸的速度設(shè)定值作為結(jié)果

36、乘以伺服增益系數(shù)后，被發(fā)送到位置控制器的輸出端。在這種情況下，位置控制回路中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及上升時(shí)間通過(guò)伺服增益系數(shù)(更準(zhǔn)確一點(diǎn)：1/sg = 上升時(shí)間)進(jìn)行確定。伺服增益的最大值取決于驅(qū)動(dòng)和軸的動(dòng)態(tài)和機(jī)械特性以及設(shè)定的位置控制周期(采樣理論)。優(yōu)化位置控制器 優(yōu)化位置控制器的前提條件是已經(jīng)對(duì)驅(qū)動(dòng)的電流和速度控制器進(jìn)行了優(yōu)化。然后使用跟蹤工具，針對(duì)位置控制器對(duì)軸的速度設(shè)定值和實(shí)際值進(jìn)行優(yōu)化?？赏ㄟ^(guò)MCC程序或者跟蹤工具的函數(shù)發(fā)生器移動(dòng)軸，并通過(guò)正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使軸交替加減速，加速度不應(yīng)該導(dǎo)致電流達(dá)到限幅值。位置控制通過(guò)增大伺服增益系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。如果在軸的加速過(guò)程中實(shí)際速度跟隨指定的設(shè)定速度，且沒(méi)有超調(diào)

37、，則說(shuō)明到達(dá)了最優(yōu)的伺服增益。這種情況下，可以通過(guò)下列系統(tǒng)變量將速度設(shè)定值/速度實(shí)際值和軸的跟隨誤差記錄在跟蹤工具中：.mandvelocity.motionstatedata.actualvelocity.positioningstate.differencecommandtoactual這些系統(tǒng)值在插補(bǔ)中運(yùn)算，這意味著與位置控制的相關(guān)數(shù)值相比，所有實(shí)際位置/速度的當(dāng)前值都過(guò)期了。 前饋控制傳統(tǒng)的位置控制概念(P控制器)總是需要一個(gè)位置設(shè)定值和實(shí)際值之間的偏差(跟隨誤差 =FE)。該偏差可以導(dǎo)致意外的軸運(yùn)動(dòng)行為，例如輪廓誤差，糟糕的動(dòng)態(tài)特性(上升時(shí)間過(guò)程

38、中的性能特性)等。 前饋控制的任務(wù)是補(bǔ)償這些問(wèn)題。前饋控制根據(jù)位置設(shè)定值通過(guò)微分直接計(jì)算軸的速度，乘以KPC因子，并將其直接傳送到位置控制器的輸出。最好的情況下，前饋控制設(shè)定值將使軸以插補(bǔ)計(jì)算的速度進(jìn)行移動(dòng)。如果實(shí)際軸位置被立即反饋到位置控制器，跟隨誤差將為0。位置控制器將只需修正擾動(dòng)引起的實(shí)軸位置的抖動(dòng)。延遲時(shí)間不幸的是，數(shù)據(jù)處理(例如精插補(bǔ))和通過(guò)PROFIBUS的數(shù)據(jù)傳送以及驅(qū)動(dòng)的上升時(shí)間都會(huì)導(dǎo)致不期望的時(shí)間延遲，這對(duì)于傳統(tǒng)的位置控制概念有極大的影響。 在向跟隨誤差提供位置設(shè)定值和向位置控制返回第一次的實(shí)際位置值之間有一個(gè)不可忽視的時(shí)間滯后。這個(gè)滯后主要來(lái)自：用于傳送設(shè)定值/實(shí)際值的死區(qū)

39、時(shí)間(2xDP周期 + Ti + To) 驅(qū)動(dòng)的上升時(shí)間(大約1-2 ms)如果不對(duì)這個(gè)時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)償，插補(bǔ)輸出到驅(qū)動(dòng)的速度給定將變得很大，這個(gè)過(guò)大的速度給定將使驅(qū)動(dòng)在上升時(shí)間里發(fā)生超調(diào)或者不穩(wěn)定。增加的速度給定是前饋控制的速度給定和提供給跟隨誤差的位置設(shè)定值在比例作用后共同產(chǎn)生的結(jié)果。在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始階段實(shí)際值的“缺失” 將不可避免造成跟隨誤差的增大，從而輸出多余的速度給定。均衡時(shí)間vTc 輸出返回的實(shí)際位置值與在跟隨誤差中輸入位置設(shè)定值相比較的延遲，會(huì)造成不希望的速度設(shè)定值輸出的增長(zhǎng)，這可以通過(guò)將位置設(shè)定值延時(shí)輸入到跟隨誤差的方法來(lái)解決。向跟隨誤差輸入位置設(shè)定值的延時(shí)(均衡時(shí)間 vTc)應(yīng)該精確地

40、補(bǔ)償實(shí)際位置值返回的延時(shí)。這種情況下，設(shè)定的均衡時(shí)間vTc等于計(jì)算的延遲時(shí)間Tequiv。濾波器模式在集成工藝的早期版本中，使用了一個(gè)純PT1濾波器作為濾波器類型。該類型的缺點(diǎn)是加速過(guò)程中輸出上的給定延遲與編碼器返回的實(shí)際值特性不一致。在加速過(guò)程的開(kāi)始階段，PT1濾波器已經(jīng)給出了設(shè)定值，然而由于位置控制的延時(shí)編碼器沒(méi)返回任何值。結(jié)果輸出為一個(gè)小的正跟隨誤差，這會(huì)產(chǎn)生一個(gè)額外的正的速度給定。相反在加速過(guò)程結(jié)束階段，編碼器系統(tǒng)的實(shí)際值已經(jīng)返回給位置控制，而PT1濾波器仍然延時(shí)輸出建立的設(shè)定值，結(jié)果對(duì)跟隨誤差以及速度給定產(chǎn)生負(fù)的影響。通常這會(huì)造成輸出速度設(shè)定值超調(diào)或者不足，速度實(shí)際值不能通過(guò)優(yōu)化來(lái)改

41、善。擴(kuò)展的 在SIMOTION中已經(jīng)集成了一個(gè)擴(kuò)展的濾波器，它能更好地匹配編碼器系統(tǒng)返均衡濾波器回的實(shí)際值特性，該濾波器可以大大地避免不希望的超調(diào)/不足的可能性。續(xù)上頁(yè)濾波器模式可以在下面的配置數(shù)據(jù)中激活： .NumberOfDataSets.DataSet1.ControllerStruct.PV_Controller.balanceFilterMode = Mode_2 在 “Mode_2” 模式中使用 “死區(qū)時(shí)間+PT1” 濾波器代替純PT1濾波器(Mode_1)。這種濾波器相對(duì)于純PT1濾波器，更加適合返回的實(shí)際位置值的特性。精插補(bǔ)類型 在選擇前饋控制時(shí)還必須選擇勻速精插補(bǔ)。精插補(bǔ)的類型在對(duì)話框“Axis - speed precontrol” 中的“Fine interpolator” 選擇區(qū)域中進(jìn)行設(shè)置。Fi