S7-1500+V90 PN工艺对象的转矩限幅及附加转矩给定控制

一、              在许多实际应用中，不仅需要对轴进行位置及速度控制，有时还会需要对电机的转矩进行限制，比如在收放卷的应用中采用速度环饱和加转矩限幅的控制方式。

二、              如果使用S7-1500(T) PLC和V90 PN组成的控制系统，在标准报文105上增加750附加报文，可以通过控制命令"MC_TorqueLimiting"来激活并指定力矩/扭矩限制，通过"MC_TorqueRange"命令为工艺对象的驱动装置指定转矩上下限，通过"MC_TorqueAdditive" 命令为工艺对象的驱动装置指定一个附加转矩。

三、              驱动：使用新固件FW V1.3，它支持附加报文750，可在标准报文105上增加750附加报文来实现轴的转矩限幅及附加转矩给定功能。

四、              软件：编程软件:Portal V17 调试软件：V-assistant

1．打开Portal V17，新建项目“扭矩控制”，添加CPU1511-1 PN。

2．添加设备---打开“网络视图”-----在右侧的“硬件目录”添加对应的V90---将对应的V90拖拽到网络视图中。

图1

3．在V90 PN的设备视图中为V90 PN驱动配置控制报文，在"报文"处选择"西门子报文105, PZD-10/10"用于轴的运动控制，在"附加报文"处选择"附加报文750,PZD 3/1"用于附加转矩及转矩限幅控制。

图2

4．新建“工艺对象”（演示中用到的为定位轴），选择线性轴。

图3

5．在"驱动装置"画面中选择驱动对象。

图4

6．在"与驱动装置进行数据交换"画面中的"附加数据"中勾选"扭矩数据"激活转矩数据的传送

图5

7．在轴组态的“扩展参数---位置限制---扭矩限制”设置相关参数。

图6

有效：定义扭矩限制是在负载侧还是电机侧。

扭矩限值：定义扭矩限值的默认值，当扭矩限幅命令中的扭矩给定小于0是采用此默认值。

禁止或者保留位置监测：设置扭矩限幅后是否启用位置监测，由于力矩/扭矩限制会导致位置控制周的设定值和实际值的偏差增大，会激活定位跟随误差报警，因此，系统默认将该轴的定位跟随误差监视设置为禁用。

9.         编写程序使用轴命令“"MC_POWER”，作为轴启动命令。将各个引脚填上对应的变量。

图7

10.     使用"MC_TorqueLimiting"命令实现轴的转矩限幅控制。

在轴组态中，组态力/力矩限制是在电机侧还是负载侧，运动控制指令"MC_TorqueLimiting"可激活并指定力矩/扭矩限制。在进行运动控制工作之前和进行中，均可激活和取消激活转矩限幅的功能。该命令可用于速度轴、定位轴及同步轴，需注意在使用该命令前必须已正确组态了工艺对象和驱动装置的基准转矩。

图8

11．设置命令的输入参数"Mode"=0，通过"Enable = TRUE"激活转矩限制功能，在参数 "Limit"中实时修改转矩限幅值；通过"Enable = False"去除转矩限制功能。命令输出参数InLimitation为True时表示驱动装置运行在力/力矩限制的条件下。

说明：在时间 ① 时，将在激活扭矩限制"MC_TorqueLimiting"(A1) 的轴上执行"MC_Halt"(A2)。扭矩限制仍有效"MC_TorqueLimiting.Enable" = TRUE。实际速度为"0.0"且超出停止窗口中的最短停留时间时，变量"MC_Halt.Done"的值为"TRUE"。

图9

12．使用"MC_TorqueAdditive"命令实现驱动的附加转矩给定。通过运动控制命令"MC_TorqueAdditive"，可以为工艺对象的驱动装置指定一个附加转矩，该命令可用于速度轴、定位轴及同步轴。转矩数据将通过报文 750 进行传递，报文 750 仅适用于V90PN V1.3固件版本的驱动。通过"Enable = TRUE"激活驱动的附加转矩给定功能，在参数"Value" 中指定附加扭矩设定值，可实时修改附加转矩给定值；通过"Enable = False"去除驱动的附加转矩给定功能。

13．可通过V-Assistant 软件对附加转矩给定进行监控。

图10