西門子 6AG1132-4BD02-7AA0 西門子 6AG1132-4BD02-7AA0 西門子 6AG1132-4BD02-7AA0
SIPLUS ET 200S EM 4DO 標準型 -25...+70°C 帶防腐蝕涂層 基于 6ES7132-4BD02-0AA0 。 電子模塊 24V DC/0.5A 15mm 結構寬度 5 件/包裝單位
長沙玥勵自動化設備有限公司（西門子系統(tǒng)集成商）長期銷售西門子S7-200/300/400/1200PLC、數(shù)控系統(tǒng)、變頻器、人機界面、觸摸屏、伺服、電機、西門子電纜等，并可提供西門子維修服務，歡迎來電垂詢
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| 產(chǎn)品 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 商品編號(市售編號) | 6AG1132-4BD02-7AA0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 產(chǎn)品說明 | SIPLUS ET 200S EM 4DO 標準型 -25...+70°C 帶防腐蝕涂層 基于 6ES7132-4BD02-0AA0 。 電子模塊 24V DC/0.5A 15mm 結構寬度 5 件/包裝單位 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 產(chǎn)品家族 | SIPLUS 數(shù)字量電子模塊 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 產(chǎn)品生命周期 (PLM) | PM300:有效產(chǎn)品 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 價格數(shù)據(jù) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 價格組 / 總部價格組 | CT / 473 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 列表價（不含增值稅） | 顯示價格 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 您的單價（不含增值稅） | 顯示價格 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 金屬系數(shù) | 無 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 交付信息 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 出口管制規(guī)定 | AL : N / ECCN : N | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 工廠生產(chǎn)時間 | 22 天 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 凈重 (Kg) | 0.184 Kg | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 產(chǎn)品尺寸 (W x L X H) | 未提供 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 包裝尺寸 | 8.30 x 9.20 x 6.60 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 包裝尺寸單位的測量 | CM | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 數(shù)量單位 | 1 包裝 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 包裝數(shù)量 | 5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 其他產(chǎn)品信息 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| EAN | 4042948448212 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| UPC | 040892548440 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 商品代碼 | 85389091 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| LKZ_FDB/ CatalogID | A&DSE/SIP ADD | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 產(chǎn)品組 | 4572 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 原產(chǎn)國 | 德國 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Compliance with the substance restrictions according to RoHS directive | RoHS 合規(guī)開始日期: 2012.01.01 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 產(chǎn)品類別 | B: 受限的或中期重復使用性 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 電氣和電子設備使用后的收回義務類別 | 沒有電氣和電子設備使用后回收的義務 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 分類 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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概述
西門子驅(qū)動裝置（SIMOVERT MasterDrives VC，MicroMaster 4 以及SIMOREG DC Master）除了具有與驅(qū)動基本應用有關的功能外，還具有強大的通訊功能。驅(qū)動通訊可以分為三種方式：
? PROFIBUS DP協(xié)議
? USS協(xié)議
? SIMOLINK協(xié)議（一般用來代替Peer to Peer協(xié)議，實現(xiàn)從站到從站的通訊）
PROFIBUS DP和USS協(xié)議屬于主/從通訊，需要有PLC作為主站，驅(qū)動裝置作為從站。
USS協(xié)議的主要優(yōu)點是，其接口集成在基本裝置中，不需要額外費用；主要缺點是通訊速度慢，只有基本通訊功能（PKW+PZD），最多31個從站。
PROFIBUS DP協(xié)議的主要優(yōu)點是，通訊速度快，除了基本功能之外還有一些附加功能（例如：非循環(huán)通訊，交叉通訊），站點數(shù)更多；主要缺點是需要另外購買作為選件的通訊模板（例如：CBP2或PROFIBUS模板）。
SIMOLINK協(xié)議（代替Peer to Peer協(xié)議）主要用來實現(xiàn)驅(qū)動裝置與驅(qū)動裝置之間的通訊。SIMOLINK協(xié)議也可以是主/從通訊，主站是S7-400（FM458+EXM448）或SIMADYN D。
這里我們主要介紹S7 PLC與驅(qū)動裝置采用PROFIBUS DP協(xié)議進行通訊。
采用PROFIBUS DP協(xié)議通訊時，既可以利用STEP 7本身提供的功能，也可以使用TIA軟件Drive ES。
本文檔只介紹STEP 7本身提供的功能。有關Drive ES的功能將根據(jù)需要在以后的文檔中再做介紹。
（關于 DriveES，可以參加西門子自動化與驅(qū)動培訓中心的培訓課程D2403）
2. 必備條件
下面以S7-300 PLC與MasterDrives CUVC變頻器的通訊為例：
主站：S7-300 CPU315-2DP可編程序控制器
從站：MasterDrives CUVC變頻器 + CBP2 通訊模板
編程裝置：PC + STEP 7 V5.4 + MPI接口（MPI Adapter 或CP5611卡）
裝有STEP 7 V5.4 的PC機用于S7 CPU315-2DP的硬件組態(tài)與編程，通過MPI電纜與CPU315-2DP的MPI接口連接，用于硬件組態(tài)數(shù)據(jù)及程序的下載。CPU315-2DP的DP接口通過PROBIBUS 電纜與CUVC 變頻器的CBP2 上的DP 接口連接，用于S7-300 與變頻器的通訊。
網(wǎng)絡連接如圖1 所示。
圖1：PC機、CPU315-2DP 與驅(qū)動裝置的連接
3. 硬件組態(tài)
3.1. 新建項目
在SIMATIC Manager 中新建一個項目，名稱為Drives_Comm。如圖2 所示。
圖2：新建項目，名稱為Drives_Comm
3.2. 插入一個S7-300 主站
在項目名稱Drives_Comm 下插入SIMATIC 300 Station，如圖3 所示。
圖3：在項目下插入一個S7-300 站
接下來對該站進行硬件組態(tài)：從硬件組態(tài)目錄中依次插入機架、電源、CPU，設置CPU上PROFIBUS DP 接口的網(wǎng)絡參數(shù)（可采用缺省設置，即：地址2，最高地址126，波特率1.5 Mbps，協(xié)議DP）。如圖4 所示。
圖4：設置CPU 上PROFIBUS DP 接口的參數(shù)
按OK 鍵確認后得到主站的組態(tài)結果，如圖5所示。
圖5：主站的組態(tài)
3.3 插入一個MASTERDRIVE 從站
在PROFIBUS(1): DP master system (1) 總線上掛上MasterDrives 從站。
從站路徑為：PROFIBUS DP >
SIMOVERT >
MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx 或
MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1
MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx 與MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 的區(qū)別是，前者只能按照PPO 類型選擇報文結構（即CBP 功能：循環(huán)通訊），后者還能選擇更多的報文結構，以配合CBP2 的一些擴展功能（DPV1功能）。
（關于CBP2 模板的報文結構參見下面第7 部分）
（關于MM4 PROFIBUS 模板的報文結構參見下面第8 部分）
選擇MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 作為從站，地址設成3。如圖6 所示。
圖6：選擇MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 作為3 號站
3.4. 在從站中插入“模板”
在驅(qū)動裝置從站中插入類似于ET 200M 從站中的模板，以確定報文結構。
將右邊窗口硬件目錄中MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 下面的 PPO 3: 0PKW, 2PZD插入左下窗口中的第一行（Slot 1）。該選項共占兩行。意思是：PPO類型3，即：0個字參數(shù)數(shù)據(jù)（又叫PKW），2 個字過程數(shù)據(jù)（又叫PZD）。參數(shù)數(shù)據(jù)用于PLC 讀/寫變頻器的參數(shù)，過程數(shù)據(jù)用于PLC 控制和監(jiān)視生產(chǎn)過程。0 個字參數(shù)數(shù)據(jù)表示PLC 不能讀/寫驅(qū)動裝置的參數(shù)，參數(shù)數(shù)據(jù)也不占用S7 的外設地址；2 個字過程數(shù)據(jù)表示PLC 和驅(qū)動裝置交換2 個字過程數(shù)據(jù)，各占用S7-300 PLC 四個字節(jié)的外設地址。地址范圍是輸入字節(jié)256 - 259，輸出字節(jié)256 -259。如圖7 所示。
通常S7 傳送到驅(qū)動裝置的第1 個字是控制字，第2 個字是頻率設定值；驅(qū)動裝置傳送到S7的第1 個字是狀態(tài)字，第2 個字是頻率實際值。這是最簡單的應用。
(關于CBP2 模板的其他選項的含義參見下面第7 部分)
(關于MM4 PROFIBUS 模板選項的含義參見下面第8 部分)
圖7：驅(qū)動裝置的輸入/輸出地址
3.5 查看從站中“模板”的屬性
雙擊左下窗口中的第二行（Slot 2），打開其屬性。如圖8 所示。
圖8：驅(qū)動裝置的輸入/輸出地址的屬性
屬性中給出驅(qū)動裝置占用S7-300 PLC 外設地址的情況，包括：輸出/輸入地址，長度，單位，連續(xù)性范圍。這里除了地址之外，其他屬性都是由PPO3 決定的，只能讀，不能改寫。
| 提示： | ||||||
| 長度： | MASTERDRIVES/DC MASTER： | 最大 16 個字 | ||||
| MICROMASTER 420： | 最大 4 個字 | |||||
| MICROMASTER 430/440： | 最大 8 個字 | |||||
| 單位： | Words（字） | |||||
| 連續(xù)性范圍： | Unit | 以字為單位傳送 | ||||
| Total length | 所有字一起傳送 | |||||
當字長不大于 2 或選擇“以字為單位傳送”時：用 MOVE 指令（L/T 指令）編程
當字長大于 2 且選擇“所有字一起傳送”時：用 SFC14/15 編程
4. 編程
根據(jù)前面的組態(tài)，由于輸入/輸出各占四個字節(jié)，可以使用兩次MOVE 指令（L/T 指令）。由于程序簡單，程序可以直接編寫在OB1 中。數(shù)據(jù)從MB0 - MB3（即：MW0和MW2）寫入驅(qū)動裝置，從驅(qū)動裝置讀回的數(shù)據(jù)放入MB4 - MB7（即：MW4和MW6）。如圖9所示。
圖9：PLC程序
傳送到驅(qū)動裝置的第1 個字（MW0）是控制字（控制指令）：
當 MW0 = 0000 0100 0000 0000 B = 0400 H 時，驅(qū)動裝置處于運行準備狀態(tài)；
當 MW0 = 0000 0100 0000 0001 B = 0401 H 時，驅(qū)動裝置進入運行狀態(tài)1）
1） 相應于第5部分參數(shù)設置，PLC 只控制驅(qū)動裝置起/停。若要傳送所有指令應設置：
MW0 = 1001 1100 0111 1110 B（9C7EH）<-> 運行準備
MW0 = 1001 1100 0111 1111 B（9C7FH）<-> 運行
同時設置：P555~P575 = 3101~3115
傳送到驅(qū)動裝置的第2 個字（MW2）是頻率設定值：
當MW2 = 0100 0000 0000 0000 B = 4000 H= 16384 D 時，相當于50Hz。
5. 參數(shù)設置
在驅(qū)動裝置側，驅(qū)動裝置應處于可以運行的狀態(tài)。為了實現(xiàn)與PLC 之間的通訊，以及從PLC 接收起/停指令和設定值，向PLC 傳送狀態(tài)字（驅(qū)動裝置狀態(tài)）和實際值，應如下更改參數(shù)：
| P918.01 = 3（缺省設置） | 驅(qū)動裝置地址（即：站號） | ||||
| P554.01 = 3100 | 起/停指令（ON/OFF1） | ||||
| P443.01 = 3002 | 頻率設定值（Setpoint） | ||||
| P734.01 = 32 | 狀態(tài)字1（Status Word1） | ||||
| P734.02 = 148 | 頻率實際值（Actual Value） | ||||
參數(shù)設置可以通過操作面板PMU，也可以通過DriveMonitor 軟件進行。
6. 測試
啟動STEP 7的Monitor/Modify Variables 功能，填寫變量。如圖10 所示。
圖10：用監(jiān)視和修改變量功能控制驅(qū)動裝置起動和調(diào)速
當控制字（Control Word1）為W#16#0400 時，驅(qū)動裝置應顯示O009，表示運行準備狀態(tài)。將控制字從W#16#0400 改成W#16#0401 時，驅(qū)動裝置起動。除了狀態(tài)字（Status Word1）會發(fā)生變化外，速度實際值（Actual Value）也會逐漸上升，上升速度取決于參數(shù)P462.01 的數(shù)值，最后達到W#16#4000（50Hz）。狀態(tài)字的含義如圖11 所示。其中Bit 2 表示運行狀態(tài)。將控制字改回W#16#0400 時，驅(qū)動裝置首先減速，減速時間取決于P464.01 的數(shù)值，然后停止運行。
驅(qū)動裝置起動后可以通過更改MW2 的數(shù)值更改速度。對應關系如下：
MW2 = 0000 0000 0000 0000 B = 0000 H= 0 D ~ 0Hz
MW2 = 0100 0000 0000 0000 B = 4000 H= 16384 D ~ 50Hz
MW2 為整型，數(shù)值與頻率之間是線性關系。負數(shù)用補碼表示，對應反轉(zhuǎn)。
圖11：MasterDrives 驅(qū)動裝置的狀態(tài)字的含義
7. CBP2的其他選項
在“3.3. 插入一個 MASTERDRIVES 從站”和“3.4. 在從站中插入模板”章節(jié)中我們看到，除了 PPO 類型選項外硬件組態(tài)目錄中還有其他選項。如圖 12 所示。
圖12：硬件組態(tài)目錄中 MasterDrives 驅(qū)動裝置的選項
首先，我們也可以選擇 MASTERDRIVES CBP 和 MASTERDRIVES CBP2 文件夾中的選項（參見圖12）。這兩個選項是隨著 Drive ES 軟件一起安裝的，有關 Drive ES 的功能將根據(jù)需要在以后的文檔中再做介紹。
（關于 DriveES，可以參加西門子自動化與驅(qū)動培訓中心的培訓課程D2403）
其次，MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 中的選項基本包括MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx 中的選項。事實上“options”下面的 PPO2 和PPO5 早已取代了上面的 PPO2 和 PPO5。那么什么是 PPO 呢？
PPO = Parameter - Process data - Object，即參數(shù)過程數(shù)據(jù)對象。它規(guī)定了 PLC 與驅(qū)動裝置通訊時報文中有效數(shù)據(jù)的結構，符合 PROFIBUS 補充協(xié)議“variable-speed drives profile”。共有 PPO1 - PPO5 五種類型，如圖 13 所示。
圖13：5種PPO類型
在 3.5. 節(jié)中我們曾查看過 PPO3 型從站中“模板”的屬性，所有 PPO 類型從站中“模板”的連續(xù)性范圍屬性都是一樣的，均為 Total length。由于 PPO3 總共只有 2 個字過程數(shù)據(jù)（PZD1 和 PZD2），所以我們?nèi)匀豢梢杂?MOVE 指令（L/T 指令）編寫程序；與此相同的還有 PPO1 中的過程數(shù)據(jù)。但如果選擇 PPO2、4、5，過程數(shù)據(jù)（PKW）分別為6 個、6 個和 10 個，則需要編寫 SFC14/15。對于 PPO1、2、5 中的參數(shù)數(shù)據(jù)（PKW）其屬性連續(xù)性范圍也為 Total length，也需要編寫 SFC14/15。
SFC14/15 為系統(tǒng)功能，其用法參見 SFC14/15 的在線幫助。
在圖 12 的硬件組態(tài)目錄中，各選項含義如下：
1. Std. Telegram 1: 2/2 PZD：
標準報文1：只有過程數(shù)據(jù)，2 個字輸出/2 個字輸入，用 MOVE 指令（L/T 指令）編程；
2. Std. Telegram 2: 4/4 PZD：
標準報文 2：只有過程數(shù)據(jù)，4 個字輸出/4個字輸入，用 SFC14/15 編程；
3. PCS7 Telegram 352: 6/6 PZD：
PCS7 報文 352：只有過程數(shù)據(jù)，6 個字輸出/6 個字輸入，用于 PCS7；
4. PKW module：
PKW 模板（4 個字輸出/4 個字輸入）：用 SFC14/15 編程；
5. PPO 1: 4 PKW, 2 PZD：
PPO 1，4 個字參數(shù)數(shù)據(jù)，用SFC14/15 編程；2 個字過程數(shù)據(jù)，用 MOVE 指令（L/T 指
令）編程；
6. PPO 2: 4 PKW, 6 PZD：
PPO 2，4 個字參數(shù)數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；6 個字過程數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；
7. PPO 3: 0 PKW, 2 PZD：
PPO 3，沒有參數(shù)數(shù)據(jù)，2 個字過程數(shù)據(jù)，用 MOVE 指令（L/T 指令）編程；
8. PPO 4: 0 PKW, 6 PZD：
PPO 4，沒有參數(shù)數(shù)據(jù)，6 個字過程數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；
9. PPO 5: 4 PKW, 10 PZD：
PPO 5，4 個字參數(shù)數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；10 個字過程數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；
8. MM4 PROFIBUS模板的選項
MM420/430/440 變頻器通過 PROFIBUS 模板實現(xiàn) PROFIBUS-DP 通訊。PROFIBUS 模板與 CBP2 模板一樣，既有基本功能（循環(huán)通訊），也有擴展功能（DPV1功能）。MM4 PROFIBUS 模板的選項如圖 14 所示。前半段適合所有 3 種變頻器，后半段僅適合 MM430 和 MM440。
圖14：硬件組態(tài)目錄中 MICROMASTER 4 驅(qū)動裝置的選項
在圖 14 的硬件組態(tài)目錄中，各選項含義如下：
1. Standard Telegram 1：
標準報文 1：2 個字輸出/2 個字輸入，用 MOVE 指令（L/T 指令）編程；
2. 4 PKW，2 PZD （PPO 1）：
PPO 1，4 個字參數(shù)數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；2 個字過程數(shù)據(jù)，用 MOVE 指令
（L/T 指令）編程；
3. 0 PKW，2 PZD （PPO 3）：
PPO 3，沒有參數(shù)數(shù)據(jù)，2 個字過程數(shù)據(jù)，用 MOVE 指令（L/T 指令）編程；
4. 4 PKW，4 PZD whole cons.：
4 個字參數(shù)數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；4 個字過程數(shù)據(jù)，整體連續(xù)，用 SFC14 /15 編程；
5. 4 PKW，4 PZD word cons.：
4 個字參數(shù)數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；4 個字過程數(shù)據(jù)，字連續(xù)，用 MOVE 指令編程；
6. 0 PKW，4 PZD whole cons.：
沒有參數(shù)數(shù)據(jù)；4 個字過程數(shù)據(jù)，整體連續(xù)，用 SFC14 /15 編程；
7. 0 PKW，4 PZD word cons.：
沒有參數(shù)數(shù)據(jù)；4 個字過程數(shù)據(jù)，字連續(xù)，用 MOVE 指令（L/T 指令）編程；
-- MM430/440 only：PZD > 4 -- 僅對 MM430/440：PZD 大于 4 個字
8. 4 PKW，6 PZD （PPO 2）：
PPO 2，4 個字參數(shù)數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；6 個字過程數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；
9. 4 PKW，6 PZD word cons.：
4 個字參數(shù)數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；6 個字過程數(shù)據(jù)，字連續(xù)，用 MOVE 指令編程；
10. 0 PKW，6 PZD （PPO 4）：
PPO 4，沒有參數(shù)數(shù)據(jù)；6 個字過程數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；
11. 0 PKW，6 PZD word cons.：
沒有參數(shù)數(shù)據(jù)；6 個字過程數(shù)據(jù)，字連續(xù)，用 MOVE 指令（L/T 指令）編程；
12. 4 PKW，8 PZD whole cons.：
4 個字參數(shù)數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；8 個字過程數(shù)據(jù)，整體連續(xù)，用 SFC14 /15 編程；
13. 4 PKW，8 PZD word cons.：
4 個字參數(shù)數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；8 個字過程數(shù)據(jù)，字連續(xù)，用 MOVE 指令（L/T 指
令）編程；
14. 0 PKW，8 PZD whole cons.：
沒有參數(shù)數(shù)據(jù)；8 個字過程數(shù)據(jù)，整體連續(xù)，用 SFC14/15 編程；
15. 0 PKW，8 PZD word cons.：
沒有參數(shù)數(shù)據(jù)；8 個字過程數(shù)據(jù)，字連續(xù)，用 MOVE 指令（L/T 指令）編程；
| MM4 變頻器上參數(shù)設置： | P0700[0] = 6 | 控制字1 | |||
| P1000[0] = 6 | 頻率設定值 | ||||
| P2051[0] = 52* | 狀態(tài)字1 | ||||
| P2051[1] = 21* | 頻率實際值 | ||||
| *) 默認值 | |||||
參數(shù)設置可以通過操作面板BOP/AOP，也可以通過 Starter 軟件進行。
附加說明：
今后的發(fā)展趨勢是取消 PPO 類型，代之以標準報文或自由組態(tài)。因為在 PPO 類型中不論是過程數(shù)據(jù)還是參數(shù)數(shù)據(jù)都采用循環(huán)方式傳送。而參數(shù)數(shù)據(jù)是不需要采用循環(huán)方式訪問的。
參數(shù)數(shù)據(jù)可以采用非循環(huán)方式訪問（DPV1功能）。CBP2 模板和 MM4 PROFIBUS 模板既支持循環(huán)方式訪問又支持非循環(huán)方式訪問。非循環(huán)訪問不需要組態(tài)，用 SFC58/59以讀/寫數(shù)據(jù)包的形式讀/寫參數(shù)。也可以調(diào)用 Drive ES SIMATIC 中的標準功能塊，而且可以實現(xiàn)更復雜的功能，比如：同時讀取或改寫多個參數(shù)，甚至在 CPU 的 DB 塊中對驅(qū)動裝置的所有參數(shù)進行備份。新一代驅(qū)動裝置 SINAMICS 只支持參數(shù)數(shù)據(jù)的非循環(huán)訪問。
提示：CBP2 模板和 MM4 PROFIBUS 模板的一些擴展功能需要借助 Drive ES 軟件實現(xiàn)。
附：
Drive ES軟件的訂貨號：
Drive ES Basic V5.4 訂貨號：6SW1700-5JA00-4AA0
Drive ES SIMATIC V5.4 訂貨號：6SW1700-5JC00-4AA0
液壓伺服系統(tǒng)簡介
液壓伺服系統(tǒng)以其響應速度快（相對于機械系統(tǒng)）、負載剛度大、控制功率大等獨特的優(yōu)點在工業(yè)控制中得到了廣泛的應用。而電液伺服系統(tǒng)是通過使用電液伺服閥，將小功率的電信號轉(zhuǎn)換為大功率的液壓動力，從而實現(xiàn)了一些重型機械設備的伺服控制。
1.1 液壓伺服系統(tǒng)的組成
液壓伺服系統(tǒng)主要由以下幾部分組成（如圖 1）：
圖1. 液壓伺服系統(tǒng)
使用TCPU控制液壓伺服系統(tǒng)時，TCPU就是該系統(tǒng)中的控制器；TCPU可以通過脈沖或者模擬量輸出來控制比例換向閥的開度和方向從而控制液壓缸的運動方向和速度；測量反饋系統(tǒng)可以由設備編碼器或者模擬量信號通過IM174接口模板或模擬量輸入模板將信號反饋給TCPU。
1.2 液壓伺服系統(tǒng)與電氣伺服系統(tǒng)區(qū)別
控制電氣伺服系統(tǒng)時，執(zhí)行機構（通常為伺服電機）能夠根據(jù)速度給定改變運行速度，響應快，動態(tài)特性好，給定與輸出之間呈線性比例關系；而液壓伺服系統(tǒng)由其液壓油的物理特性決定了其響應速度和動態(tài)特性都較低，而且在液壓伺服系統(tǒng)啟動、停止以及換向時都會出現(xiàn)大滯后性，這樣就導致輸出給定與執(zhí)行速度之間的關系并不是線形的（如圖 2），這樣，一旦我們還以控制線性電氣軸的模型來控制非線性液壓軸時，速度會非常不穩(wěn)定，而且位置閉環(huán)會不停的修正由速度不穩(wěn)定所帶來的位置偏差，這時液壓執(zhí)行機構就會來回跳動或者抖動，造成定位誤差大甚至損壞機械設備。所以我們在控制液壓伺服系統(tǒng)時就應該先了解該系統(tǒng)的給定與輸出之間的關系，確定補償曲線來保證執(zhí)行機構平穩(wěn)運行。
圖 2. 給定與實際速度的關系
在 TCPU 中，補償曲線可以由多種方法來確定，例如 S7T Config 中的 Trace 工具，根據(jù)輸出不同的給定值和實際的速度值來確定差補點，將差補點的值以表格的方式添入到 Cam Disk （凸輪盤）中。
本文主要介紹使用自動獲得補償曲線功能塊 FB 520“GetCharacteristics” 和 FB 521“WriteCamData”來確定差補曲線。
2.系統(tǒng)結構及軟硬件要求
2.1 系統(tǒng)結構
本系統(tǒng)的給定和反饋均使用高性能ET200M帶AI/AO模板來實現(xiàn)（如圖 3）：
圖 3. 系統(tǒng)結構圖
2.2 硬件及軟件要求
| 名稱 | 數(shù)量 | 訂貨號 |
| CPU 315T-2 DP | 1 | 6ES7315-6TG10-0AB0 Or 6ES7315-6TH13-0AB |
| Firmware: V2.6 | ||
| Or CPU 317T-2 DP | 1 | 6ES7317-6TJ10-0AB0 Or 6ES7317-6TK13-0AB0 |
| Firmware: V2.6 | ||
| Micro Memory Card 4MB | 1 | 6ES7953-8LM20-0AA0 |
| Interface module IM174 | 1 | 6ES7174-0AA00-0AA0 |
| Or ET200M / ET200S | 1 | 6ES7 153-2BA02-0XB0 or 6ES7 151-1BA02-0AB0 |
| STEP 7 | 1 | 6ES7810-4CC08-0YA7 Version: V5.4 以上 |
| S7 Technology | 1 | 6ES7864-1CC41-0YX0 Version: V4.1 以上 |
表 1. 硬件及軟件要求
3.項目配置過程：
3.1 硬件組態(tài)
在 SIMATIC 管理器中創(chuàng)建新的項目并添加一個 SIMATIC 300 站點。根據(jù)實際硬件配置硬件組態(tài)，本例中使用模擬量輸入輸出作為給定和反饋信號。組態(tài)模擬量輸入輸出并分配 I/O 地址(圖 4)；
圖 4. 硬件組態(tài)
3.2 在 S7T Config 中配置液壓軸
在 S7T Config 的瀏覽器中，雙擊“插入軸”(Insert axis)（圖 5）
圖 5. 插入液壓軸
在“常規(guī)”(General) 選項卡中，選擇“速度控制”(Speed control) 和“定位”(Positioning) 控制然后打開軸向?qū)В?br /> 在軸類型話框中，選擇“液壓”(Hydraulic) 軸類型。 將閥類型定義為“Q 閥”(Q valve)（圖 6）。
圖 6. 選擇軸的類型
配置完液壓軸的物理單位及模度后，進入到輸入輸出的配置界面，并選擇其輸出方式模擬量輸出模板（圖7 ）；
圖 7. 選擇輸出方式
選擇輸出設備為模擬量輸出模塊，填入相應參數(shù):
點擊繼續(xù)進入到位置反饋參數(shù)界面，填入使用的模擬量輸入的地址（圖 8）：
圖 8. 選擇反饋方式
點擊繼續(xù)，進入到位置反饋參數(shù)分配界面（圖 9）：
圖 9. 反饋參數(shù)分配
相關輸入?yún)?shù)：
分配完所有參數(shù)，單擊“完成”(Finish) 退出軸組態(tài)對話框。
3.3 建立補償曲線凸輪盤
根據(jù)前文所提到的，液壓伺服系統(tǒng)需要確定一條補償曲線來線性化輸出變量與液壓軸速度之間的關系。在 TCPU 中通過使用凸輪盤（Cam Disk）工藝對象來確定補償曲線，液壓伺服軸的補償曲線反映了液壓比例閥輸出給定與液壓軸速度之間的對應關系。由于本文使用功能塊 FB 520 “GetCharacteristics” 和 FB 521“WriteCamData” 來自動獲得補償曲線，所以需要建立兩個凸輪盤（Cam Disk）來確定補償曲線。其中第一個凸輪盤是用來測量、尋找補償點，而測量后的結果會寫入到另外一個凸輪盤，這個被寫入的凸輪盤也就是當前液壓伺服系統(tǒng)的最終補償曲線。
在 CAMS 下面建立兩個凸輪盤，分別取名為：Cam_Profile 與 Cam_Reference，并填入兩個差補點描繪一條輸出給定與執(zhí)行速度間的參考關系曲線，如圖 10：
圖 10. 建立補償曲線凸輪盤
做好以上工作后，將 S7T-Config 存盤編譯，并將組態(tài)好的軸和凸輪盤等工藝對象生成相應的工藝對象數(shù)據(jù)塊，并下載到 TCPU。本例中工藝對象數(shù)據(jù)塊對應為：
4.編寫用戶程序
4.1 使用 FB 520 和 FB 521 自動獲得補償曲線
FB 520 “GetCharacteristics” 和 FB 521“WriteCamData”兩個功能塊并沒有在 S7-Tech 庫中提供，所以需要到以下鏈接下載例子項目，并將項目中的FB520和FB521復制到自己的項目中來。
下載鏈接：27731588
4.2 FB 520 和 FB 521 的功能介紹
4.2.1 FB 520 “GetCharacteristics”
通過該功能塊，系統(tǒng)能夠執(zhí)行測量并得到當前液壓系統(tǒng)的補償曲線，并將相應的Cam Disk激活為當前液壓系統(tǒng)的Profile。其內(nèi)部調(diào)用結構如圖 11：
圖 11. FB 520 結構
4.2.2 FB 521 “WriteCamData”
該功能塊能夠?qū)y量的補償曲線寫入到相應的Cam Disk中。其內(nèi)部調(diào)用結構如圖 12：
圖 12. FB 521 結構
由這兩個功能塊的結構圖可以看出，其內(nèi)部調(diào)用了很多S7-Tech里面的功能塊，所以需要將這些功能塊復制到當前的項目中來。而且，可以看到在FB520功能塊內(nèi)部已經(jīng)調(diào)用了FB521，所以只要保證FB 521在項目中存在就可以了，不需要在程序中單獨調(diào)用。表 2 為FB520,FB521所使用到的S7-Tech功能塊：
| PLC-Open FB | 功能 |
| FB 402 “MC_Reset” | 復位可能出現(xiàn)的錯誤 |
| FB 405 “MC_Halt” | 停止軸運動 |
| FB 407 “MC_WriteParameter” | 寫系統(tǒng)參數(shù) |
| FB 414 “MC_MoveVelocity” | 使軸運動，并可改變其運行速度 |
| FB 434 “MC_CamClear” | 刪除一個凸輪盤中的所有插補點 |
| FB 435 “MC_CamSectorAdd” | 插入一個新的插補點到凸輪盤中 |
| FB 436 “MC_CamInterpolate” | 修改凸輪盤的插補點 |
| FB 439 “MC_SetCharacteristics” | 激活一個凸輪曲線作為液壓閥的特性曲線 |
表 2. 使用的 S7-Tech 功能塊
4.2.3 FB520的管腳及其定義（圖 13 及表 3）：
圖 13. FB 520 管腳定義
| 名稱 | 含義 |
| 輸入?yún)?shù) | |
| Axis | 液壓軸工藝DB號 |
| CamReference | 執(zhí)行測試時的參考凸輪盤的工藝DB號 |
| CamProfil | 最終要寫入的凸輪盤的工藝DB號 |
| Enable | 使能 |
| Mode | 執(zhí)行模式 |
| maxDistance | 執(zhí)行測試時的最大移動距離 |
| JogPos | 正向點動 |
| JogNeg | 負向點動 |
| JogVelocity | 點動速度 |
| 輸出參數(shù) | |
| Done | 測量完成 |
| Busy | 忙 |
| Error | 有錯誤 |
| ErrorID | 錯誤代碼 |
| ErrorSource | 錯誤源 |
| State | 當前狀態(tài) |
| ActiveCam | 當前執(zhí)行的凸輪盤的工藝DB號 |
表 3. FB 520 管腳定義
4.3 在OB1中調(diào)用FB520（圖 14）
圖 14. 在 OB1 中調(diào)用 FB 520
使用步驟：
4.4 FB 520 “GetCharacteristics” 的測量原理（圖 15）
圖 15. FB 520 的測量原理
4.5 FB 520 “GetCharacteristics” 補償曲線的寫入過程（圖 16）：
圖 16. 補償曲線的寫入過程
4.6 FB 520 “GetCharacteristics” 執(zhí)行時的基本步驟
4.7 FB 520 “GetCharacteristics” 的 42 種執(zhí)行狀態(tài)（圖 17）：
圖 17：FB 520 的42種執(zhí)行狀態(tài)（State）
5.執(zhí)行結果
在FB520執(zhí)行自動檢測之后，可以通過在線的方式察看測量出來的補償曲線，如圖 18：
圖 18. 在線察看測量出來的補償曲線
到這里為止，液壓伺服軸的補償曲線已經(jīng)建立，在 TCPU 中就可以使用其定位功能塊對液壓軸進行控制了，控制器會自動使用補償曲線中的速度對應關系調(diào)節(jié)輸出。有關更多液壓軸的使用請參考 TCPU 手冊s7_technology_manual_zh-CHS_zh-CHS.pdf 。手冊下載鏈接：
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關鍵詞
TCPU, 液壓軸，液壓伺服系統(tǒng)，補償曲線
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