化工儀器網(wǎng)
詳細介紹
西門子6AU1425-2AD00-0AA0
 | 6AU1425-2AD00-0AA0 SIMOTION Drive-based 控制單元 D425-2 DP/PN； 可編程 運動控制器,； 基本性能,； 接口：12 DI 16DI/DO，4 個 Drive-CLiQ 2 個 PROFIBUS,，3 個 PROFINET 端口 2 個以太網(wǎng),，2 個 USB 1 個選件插槽； 包括雙風扇/ 電池模塊和電池 |
SIMATIC S7-200 SMART 產(chǎn)品亮點
機型豐富,，更多選擇
提供不同類型,、I/O點數(shù)豐富的CPU模塊，單體I/O點數(shù)高可達60點,，可滿足大部分小型自動化設(shè)備的控制需求,。另外，CPU模塊配備標準型和經(jīng)濟型供用戶選擇,，對于不同的應(yīng)用需求,，產(chǎn)品配置更加靈活，大限度的控制成本。
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選件擴展,，精確定制
新穎的信號板設(shè)計可擴展通信端口,、數(shù)字量通道、模擬量通道,。在不額外占用電控柜空間的前提下,，信號板擴展能更加貼合用戶的實際配置，提升產(chǎn)品的利用率,，同時降低用戶的擴展成本,。
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高速芯片，性能
配備西門子高速處理器芯片,，基本指令執(zhí)行時間可達0.15 μ s,，在同級別小型PLC中遙遙優(yōu)秀。一顆強有力的“芯”,，能讓您在應(yīng)對繁瑣的程序邏輯,，復(fù)雜的工藝要求時表現(xiàn)的從容不迫。
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以太互聯(lián),，經(jīng)濟便捷
CPU模塊本體標配以太網(wǎng)接口,，集成了強大的以太網(wǎng)通信功能。一根普通的網(wǎng)線即可將程序下載到PLC中,，方便快捷,，省去了編輯電纜。通過以太網(wǎng)接口還可與其它CPU模塊,、觸摸屏,、計算機進行通信，輕松組網(wǎng),。
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三軸脈沖,，運動自如
CPU模塊本體多集成3路高速脈沖輸出，頻率高達100kHz,支持PWM/PTO輸出方式以及多種運動模式,，可自由設(shè)置運動包絡(luò),。配以方便易用的向?qū)гO(shè)置功能，快速實現(xiàn)設(shè)備調(diào)整,、定位等功能,。
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通用SD卡，快速更新
本機集成Micro SD卡插槽,，使用市面上通用的Micro SD卡即可實現(xiàn)程序的更新和PLC固件升級,，極大地方便了客戶工程師對終用戶的服務(wù)支持，也省去了因PLC固件升級返廠服務(wù)的不便,。
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軟件友好,，編程高效
在繼承西門子編程軟件強大功能的基礎(chǔ)上,，融入了更多的人性化設(shè)計，如新穎的帶狀式菜單,、全移動式界面窗口,、方便的程序注釋功能、強大的密碼保護等,。在體驗強大功能的同時,，大幅提高開發(fā)效率，縮短產(chǎn)品上市時間,。
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*整合,，無縫集成
SIMATIC S7-200 SMART 可編程控制器，SIMATIC SMART LINE觸摸屏,，SINAMICS V20變頻器和SINAMICS V90伺服驅(qū)動系統(tǒng)*整合,，為OEM客戶帶來高性價比的小型自動化解決方案，滿足客戶對于人機交互,、控制,、驅(qū)動等功能的*需求。
1問題的提出
1.1 如何擴展值編碼器的測量范圍
在運動控制系統(tǒng)中,，經(jīng)常使用值旋轉(zhuǎn)編碼器作為位置反饋,，值編碼器具有返回值與實際位置一一對應(yīng)、斷電后位置信息不丟失等優(yōu)點,，在使用時給用戶帶來了很多方便，比如在設(shè)備重新上電時,，不需要重新尋找參考點（回零）,。
不過值旋轉(zhuǎn)編碼器也有缺點，不管是單圈值編碼器,，還是多圈值編碼器,，它的測量范圍都是有限的。如果負載不停地單方向運行,，那么一定會造成編碼器返回值溢出,，此時編碼器的值又重新返回零，周而復(fù)始,。此時如果設(shè)備重新上電,，編碼器返回值是不包含溢出次數(shù)信息的，所得到的位置值也是不可用的,。
圖1 值旋轉(zhuǎn)編碼器的返回值與負載位置的關(guān)系
問題1：在使用SINAMICS S120進行位置控制時,，在采用值編碼器作為位置反饋時，如果負載行程較長,，超出了值編碼器的測量范圍,，那么在設(shè)備重新上電時,，編碼器的返回位置r0483與負載實際位置是不匹配的。此時應(yīng)該如何擴展值編碼器的測量范圍,，正確地讀取負載的位置,？
1.2 如何正確使用測量齒輪
在一些場合會使用測量齒輪改變電機或負載的轉(zhuǎn)速特性，以便于速度或位置的測量,，如圖2所示為一個齒輪比為1：3的測量齒輪,。如果所用的編碼器為值編碼器，那么在發(fā)生溢出時,，編碼器返回值的零點與電機/負載的零點就出現(xiàn)偏移,，偏移量的大小取決于齒輪比。一旦編碼器返回值發(fā)生溢出,，負載的實際位置值就不可用了,。
圖2 測量齒輪示意圖
舉一個例子，在使用圖2的測量齒輪時,，假設(shè)所用的編碼器是一個8圈的值編碼器,，那么默認情況下，編碼器返回位置,、電機/負載的角度,、編碼器的角度隨時間變化的關(guān)系如圖3所示。
圖3 編碼器返回位置,、電機/負載角度,、編碼器角度的關(guān)系
從圖3可以看出，在編碼器旋轉(zhuǎn)8圈以后發(fā)生溢出,，每次溢出后編碼器返回值的零點與電機/負載的零點會有1/3圈的偏移,，在發(fā)生溢出以后編碼器返回的位置值就不可用了。在溢出3次以后,，編碼器返回值零點與電機/負載零點又重合了,。
問題2：在使用SINAMICS S120進行位置控制時，在采用值編碼器作為位置反饋時,，如果使用了測量齒輪,，那么如何在編碼器溢出時，也能正確讀取電機/負載的實際位置,？
2 SINAMICS S120位置跟蹤功能的使用
2.1 SINAMICS S120位置跟蹤功能概述
SINAMICS S120位置跟蹤（Position Tracking）可用于：西門子6AU1425-2AD00-0AA0
? 擴展值編碼器的測量范圍
? 在使用測量齒輪時,，正確計算負載的位置
該功能可通過參數(shù)P0411.0來激活，激活以后,，編碼器溢出的次數(shù)信息會被保存在斷電保持數(shù)據(jù)區(qū)中,，這樣即使編碼器返回值發(fā)生溢出，即使設(shè)備重新上電,，也可以重新根據(jù)編碼器溢出次數(shù)和當前返回值計算出負載的當前位置,。
圖4 測量齒輪和編碼器的示意圖
值編碼器位置實際值保存在參數(shù)r0483中,，r0483是一個無符號32位數(shù)，需要激活編碼器的控制字中第13位（GnSTW.13）才會將編碼器的實際值顯示在r0483中,。如果P0411.0＝0,，那么位置跟蹤功能未被激活，此時r0483中的位置值由以下數(shù)據(jù)構(gòu)成：
? 編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)P0408
? 編碼器信號細分位數(shù)P0419
? 編碼器圈數(shù)P0421
如果P0411.0＝1,，那么位置跟蹤功能被激活,，此時r0483中的位置由以下數(shù)據(jù)構(gòu)成：
? 編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)P0408
? 編碼器信號細分位數(shù)P0419
? 值旋轉(zhuǎn)編碼器虛擬圈數(shù)P0412
如果沒有測量齒輪，編碼器的圈數(shù)即為P0421的值,，如果P0421太小,，不滿足負載行程要求，那么可以通過放大P0412來擴展值編碼器的位置測量范圍,。
? 測量齒輪比P0433/P0432
2.2 擴展值編碼器測量范圍的參數(shù)設(shè)置
要擴展值編碼器的測量范圍,，可以在配置向?qū)е芯幋a器配置畫面上進行設(shè)置。使用STARTER軟件打開項目,，在Config DDS的配置向?qū)е?，在配置編碼器數(shù)據(jù)時，點擊Details按鈕,，如圖5所示,。
圖5 編碼器配置畫面
在彈出的對話框中Details選項卡中，選擇激活位置跟蹤功能,，并在虛擬圈數(shù)P0412中輸入需要的值,，如圖6所示。配置完畢后,，下載數(shù)據(jù)并保存,。
圖6 激活位置跟蹤功能
另外也可以在ONLINE情況下，通過參數(shù)表直接設(shè)置,。使用PG/PC連接設(shè)備，在STARTER軟件中連接在線后,，通過驅(qū)動器的Expert List打開參數(shù)列表,，依次設(shè)置以下參數(shù)即可。
P0010＝4,， Encoder Commissioning 編碼器調(diào)試
P0411.0＝Y(jié)es,， Activate Position Tracking 激活位置跟蹤功能
P0412＝600， Set Virtual Revolution 設(shè)置虛擬圈數(shù),，根據(jù)實際情況調(diào)整
P0010＝0,， Ready 返回就緒狀態(tài)
2.3 使用測量齒輪時的參數(shù)設(shè)置
針對1.2節(jié)中的例子，編碼器每溢出一次,，都會在電機/負載側(cè)產(chǎn)生1/3圈的偏移,，每溢出3次以后,，編碼器零點與電機/負載的零點重新吻合。在編碼器溢出時,，電機/負載的位置就可能不正確了,。
此時需要激活位置跟蹤功能，并設(shè)置測量齒輪的齒輪比P0433和P0432,，如圖7所示,。本例中值編碼器是一個8圈的值編碼器，所以P0412=8,。
圖7 測量齒輪的參數(shù)設(shè)置
這樣可以擴展位置值r0483的表示范圍（如圖8所示）,，在使用測量齒輪時，即使發(fā)生編碼器返回值溢出,，也能正確指示電機/負載的實際位置,。
圖8 位置跟蹤功能激活后的位置值
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