S7-200 SMART PLC 读取 V90 伺服电机的绝对值编码器数值
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1. 概况
SINAMICS V90 是西门子推出的一款小型、高效便捷的伺服系统。作为 SINAMICS 驱动系列家族的新成员，V90 与 SIMOTICS S-1FL6 伺服电机完美结合，组成最佳的伺服驱动系统，实现位置控制、速度控制和扭矩控制。目前 1FL6 电机有两种编码器类型，即增量编码器和绝对值编码器。

西门子的 S7-200 SMART 小型自动化 PLC 可以控制 V90 驱动器，本文介绍如何实现 SMART PLC 读取 1FL6 伺服电机的绝对值编码器数值。

关于如何实现 SMART PLC 控制 V90 实现定位控制，请参见《SIMATIC S7-200 SMART 系统手册》及《S7-200 SMART 连接 SINAMICS V90 实现位置控制》。

2. 使用的硬件及软件
2.1 硬件
序号    设备名称    订货号
1    PS207 电源 24 V DC/2.5 A    6EP1 332-1LA00
2    SIMATIC S7-200 SMART CPU ST60    6ES7288-1ST60-0AA0
3    V90 驱动器    6SL3210-5FE10-4UA0
4    伺服电机 1FL6042-1AF61-0LG1    6FX3002-5CL01-1AD0
5    V90 动力电缆 (含接头)    6FX3002-5CL01-1AD0
6    伺服电机编码器电缆 (含接头，用于绝对值编码器)    6FX3002-2DB10-1AD0
7    V90 控制信号电缆（含 50 针接头及 1m 电缆线）    6SL3260-4NA00-1VB0
8    SIMATIC Field PG M3    6ES7715-1BB23-0AA1
9    Mini USB 电缆    -
2.2 软件
序号    说明
1    Window 7 旗舰版 32 位
2    STEP 7-Micro/WIN SMART 编程软件
3    SINAMICS_V-ASSISTANT
3. 实现方法
3.1 概述
使用 PG 通过标准 mini USB 电缆与 V90 连接，打开 SINAMICS V-ASSITANT 软件设置驱动器的参数。
PLC 通过 V90 上的 RS485 通讯读取编码器调整状态，并通过 V90 的数字量输出检查驱动器状态，判断绝对位置是否有效。如果 V90 的 DO1=1, DO2=0 和 DO3=1 且 r2507=3，这意味着 PLC 可以有效地读取编码器的绝对位置，此时可以通过 RS485 USS 通讯读取绝对位置 (r2521[0])，否则 r2521 是无效的。PLC 可以通过数字量输出报警或面板提示用户当前 r2521 无效。读取 r2521 值后，PLC 可以通过 PTI 方式输出脉冲给驱动器执行相应的运动控制。

3.2 实现步骤
根据 SIMATIC S7-200 SMART CPU ST60 的运动控制功能信号分配和 V90 端子定义进行接线（详见《SINAMICS V90 OPI 操作手册》）；使用 SINAMICS_V-ASSISTANT 对 SINAMICS V90 进行参数设置以及对电机的绝对值编码器进行调试；使用 STEP 7-Micro/WIN SMART 编程软件对 CPU ST60 进行组态和参数化，操作步骤如表 1 所示。

表 1 操作步骤

步骤    内容
1    接线
2    进行外部脉冲位置控制模式（PTI）下的系统调试
3    STEP 7-Micro/WIN SMART 连接 S7-200 SMART
4    组态运动轴
5    组态轴工艺对象的参数
6    下载到 PLC
7    用轴控制面板调试轴
8    编程
9    下载到 PLC
10    试运行
3.3 接线
S7-200 SMART 与 V90 的 485 通讯连接：

SINAMICS V90 伺服驱动通过 RS485 接口 (X12) 使用 USS 协议与 PLC RS485（端口 0）进行通讯，接线如图 3 所示。

图 3 S7-200 SMART CPU 与 V90 通讯线连接

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S7-200 SMART 通过 PTI 方式控制 V90 定位的控制信号接线如图 4 所示：

图 4 S7-200 SMART CPU 与 V90 控制信号连接

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3.4 PLC 组态及编程
在 PLC 的编程软件中组态运动轴，详细步骤参见《SIMATIC S7-200 SMART 系统手册》。注意在组态轴工艺对象的参数中需启用从驱动器读取 1FL6 伺服电机绝对值编码器的位置，如图 5 所示。

图 5 启用从驱动器读取 1FL6 伺服电机绝对值编码器的位置

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在 PLC 中编程如表 2 所示：

表 2 PLC 编程

启用和初始化运动轴：执行 AXISx_CTRL
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使用手动模式运行轴运动：执行 AXISx_MAN，输入 RUN、JOG_P 或 JOG_N 之一，使轴速度或位置点动运行
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通过 SINAMICS V90 伺服驱动器读取绝对位置值：

执行 AXIS0_ABSPOS
把伺服驱动器返回的当前绝对位置放到 VD326 里
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注意：
PLC 的 RS485 接口的波特率和驱动器 USS 地址要求与 V90 一致。因此，需要对 V90 里的参数 P29004 设置一致的 USS 地址，并且 V90 USS RS485 端口的波特率设置为 38400bits/s，报文长度为 4 个 PKW 和 0 个 PZD 的 USS 协议。

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