配置 SERCOS 模拟量运动控制系统

运动控制系统配置过程涉及多个不同的配置选项。基本 SERCOS 运动控制系统设置需要 Logix Designer 应用程序中的以下步骤 (Step):
步长 (Step)
过程
原因
1.
添加 SERCOS 运动模块 (Module)
确定用于 Logix 控制器 (Controller) 的运动模块
2.
配置模块属性
定义模块连接到控制器以及数据传输的方式。
3.
将 SERCOS 接口驱动器模块添加到控制器I/O 配置
在驱动器模块和控制器之间建立通信通道
4.
修改接口驱动器的属性
定义运动模块的轴 (Axis) 和电源设置
5.
添加运动组
将轴合并到控制集以提供协调运动。
6.
设置基本更新速率
选择周期速率(运动规划器执行运动任务 (Task) 的速率)来计算执行运动指令时要发送到输出模块的伺服受令位置、速度和加速度
7.
添加轴
轴用于在一个方向上定义向前和向后运动。
8.
配置 SERCOS 运动轴 (Motion Axis)
配置运动轴的各个属性。
针对本快速入门,假定以下配置:
  • 配置了 SERCOS 运动模块的新控制器项目
  • 线性位移传感器反馈
  • 伺服轴配置
    重要提示: 对于所有模块,请使用适用于控制器固件版本的固件版本。请参阅控制器固件的版本说明。
添加 SERCOS 运动模块
  1. 在
    控制器管理器
    中,右键单击背板,然后选择
    新建模块
    。
  2. 在
    选择模块类型
    对话框中,选择要添加的模块。
  3. 选中
    创建后关闭
    复选框,然后单击
    创建
    。
  4. 在
    新建模块
    对话框的
    名称
    框中,键入模块名称。
  5. 在
    插槽
    框中,选择与包含模块的物理插槽对应的编号。
  6. (可选)在
    说明
    框中,输入相关说明。
  7. 在
    电子密钥
    列表中,选择密钥选项
    兼容密钥
    或
    精确匹配
    。
    警告: 使用运动模块时
    不得
    禁用密钥
    。
  8. 选中
    打开模块属性
    复选框,然后单击
    确定
    。
配置模块属性
  1. 如果尚未打开
    模块属性报告
    对话框,则在
    控制器管理器
    中,双击运动模块。
  2. 在
    模块属性报告
    对话框中,单击
    连接
    选项卡。
  3. 确认已清空
    如果在运行模式下连接失败,则控制器将产生严重故障 (Major Fault)
    复选框。
    小贴士: 请在第一次执行程序 (Program) 之前,保持此复选框为空。如果选中该复选框,则当 SERCOS 环网首次尝试启动时会产生严重故障。
  4. 单击
    SERCOS 接口
    选项卡。
  5. 在
    数据速率
    和
    循环时间
    框中,使用下表作为参考,选择 SERCOS 环网的波特率 (Baud Rate) 和更新速率。关联模块的驱动器数量和数据速率决定了最短循环时间。
    驱动器波特率
    环网上的驱动器数量
    驱动器类型
    循环时间
    4 Mbps
    最多 2 个
    Kinetix 2000
    Kinetix 6000
    Kinetix 6200
    Kinetix 7000
    0.5 毫秒
    最多 4 个
    —
    1 毫秒
    最多 8 个
    —
    2 毫秒
    9…16
    —
    不支持
    8 Mbps
    最多 4 个
    Kinetix 2000
    Kinetix 6000
    Kinetix 6200
    Kinetix 7000
    0.5 毫秒
    最多 8 个
    —
    1 毫秒
    最多 16 个
    —
    2 毫秒
  6. 单击
    确定
    。
将 SERCOS 接口驱动器模块添加到控制器I/O 配置
接口模块会将控制器链接到驱动器。
  1. 在
    控制器管理器
    中,右键单击
    SERCOS 网络
    ,然后选择
    新建模块
    。
  2. 在
    选择模块类型
    对话框中,选择要添加的模块。
  3. 选中
    创建后关闭
    复选框,然后单击
    创建
    。
  4. 在
    新建模块
    对话框的
    名称
    框中,输入接口驱动器的名称。
  5. 在
    节点
    框中,选择接口驱动器的 SERCOS 节点编号(请参见模块的旋转式开关)。
  6. (可选)在
    说明
    框中,输入相关说明。
  7. 在
    版本
    框中,选择模块的主要版本或次要版本。
  8. 在
    电子密钥
    列表中,选择密钥选项
    兼容密钥
    或
    精确匹配
    。
    警告: 使用运动模块时
    不得
    禁用密钥
    。
  9. 选中
    打开模块属性
    复选框,然后单击
    确定
    。
修改接口驱动器的属性
  1. 如果尚未打开
    模块属性报告
    对话框,则在
    控制器管理器
    中,双击接口驱动器。
  2. 在
    模块属性报告
    对话框中,单击
    相关轴
    选项卡。
  3. 单击
    新建轴
    创建 AXIS_SERVO 标签 (Tag) 以关联其中一个节点。
  4. 在
    新建标签
    对话框的
    名称
    框中,输入轴标签名称。
  5. 单击
    创建
    。
  6. (可选)如果需要额外的轴,请重复步骤 (Step) 3 到 5。
  7. 在
    模块属性报告
    对话框的
    节点
    (编号)框中,选择要与驱动器节点相关联的 AXIS_SERVO_DRIVE 标签。
  8. (可选)在第二个
    节点
    (编号)框中,选择轴。
  9. 单击
    电源
    选项卡。
  10. 在
    母排调节器配置
    框中,选择描述驱动器模块使用的母排调节器设备的目录号。根据您选择的驱动器的不同,可能会提供一个或多个总线调节器标识。
    重要提示: 此设置不适用于 8720MC 驱动器、Ultra3000 SERCOS 驱动器或 Kinetix 6200 集成驱动器电机 (IDM) 驱动器。对于这些驱动器,
    无
    是唯一可用的选项。
  11. 如果要配置 Kinetix 2000 230 伏驱动器,则在
    输入电源
    框中,选择
    单相
    或
    三相
    。
  12. 若要配置 IDM 电源接口模块(IPIM) 或 IDM 模块,则在
    附加母排电容
    框中,选择所需的附加母排电容。仅当某个轴与 Kinetix 6000 和 Kinetix 6200 IAM 模块关联时,此参数才有效。如果某个轴一开始就与 IAM 关联,则此参数将显示默认值并处于启用状态。如果在关联的轴中设置了有效值,并且该轴不与 IAM 关联,则此参数将重置为默认值,并且在某个轴与 IAM 关联之前无法进行更改。
  13. 单击
    确定
    。
添加运动组
运动组将轴汇集在一起,以便将其运动控制为一个单元。
重要提示: 每个项目只能创建一个运动组。
  1. 在
    控制器管理器
    中,右键单击
    运动组
    ,然后选择
    新建运动组
    。
  2. 在“新建标签”对话框的“名称”框中,键入运动组名称。
  3. (可选)在
    说明
    框中,输入相关说明。
  4. 单击
    创建
    。
设置基本更新速率
基本更新周期(也称为近似更新周期)是运动规划器运行的频率。运动规划器是控制器的一部分,用于处理轴的位置和速度信息。运动规划器运行时,无论优先级 (Priority) 如何,都会中断大多数其他任务。
  1. 在
    控制器管理器
    中,双击运动组。
  2. 单击
    属性
    选项卡。
  3. 在
    基本更新周期
    框中,选择更新周期。有效值范围为
    0.5
    到
    32
    ,增量为 0.5。
    基本更新周期指南。
    指南
    说明
    轴数量
    1756-L 6
    x
    控制器 4 轴/ms
    1756-L7
    x
    控制器 8 轴/ms
    节约控制器时间
    留出至少一半的控制器时间来扫描所有代码。
    基本更新周期和 SERCOS 模块
    将基本更新周期设为运动模块循环时间的整倍数。
    示例:如果循环时间为 2 ms,则将基本更新周期设置为 8 ms、10 ms、12ms,依此类推。
    基本更新周期和模拟模块
    将基本更新周期设置为:
    • 至少是运动模块伺服更新周期的 3 倍。
    • 运动模块伺服更新周期的倍数。
  4. 在
    常规故障类型
    列表中,选择
    非严重故障
    。
  5. 单击
    确定
    。
添加轴
为每个驱动器添加轴。
  1. 在“控制器管理器”
    中,右键单击运动组,然后选择
    “新建轴”。
  2. 选择数据类型 (Data Type)。
    • 对于这些运动模块,选择
      AXIS_SERVO_DRIVE
      。
      • 1756-M03SE
      • 1756-M08SE
      • 1756-M16SE
      • 1768-M04SE
    • 要使用虚拟配置(无硬件),选择
      AXIS_VIRTUAL
      。
  3. 在
    新建标签
    对话框的
    名称
    框中,输入轴名称。
  4. (可选)在
    说明
    框中,键入轴的说明。
  5. 单击
    创建
    。
配置 SERCOS 运动轴
创建轴后,应配置 SERCOS 接口驱动器的轴。步骤 (Step) 的不同取决于所配置驱动器的类型。
  1. 在
    控制器管理器
    中,双击轴。
  2. 在
    常规
    选项卡中,确认分配的运动组和模块信息是否正确。如有必要,应进行更改。
  3. 单击
    单位
    选项卡,在
    位置单位
    和
    平均速度时基
    框中,输入值。
  4. 单击
    驱动器/电机
    选项卡。
  5. 单击
    更改目录
    ,在
    更改目录号
    对话框中,选择相关的电机目录号,然后单击
    确定
    。
    以下条件适用于集成驱动器电机 (IDM)。
    • 对于
      放大器目录号
      ,当该轴与某个 IDM 关联时,此控件将变为灰显,无法编辑。
    • 电机目录号
      将自动设置为运动数据库中唯一可用于 IDM 模块的有效电机的目录号(当该 IDM 模块与轴关联时)。
    • IDM 的目录号会呈灰暗,且处于只读状态。它会自动针对每个 IDM 设置为运动数据库中的兼容电机。
    • IDM 不支持辅助轴回路配置。当
      常规
      选项卡上的
      轴配置
      框设置为
      伺服
      时,IDM 的
      回路配置
      的选择如下:
      • 位置伺服
      • 双命令伺服(不使用辅助端口)
      • 速度伺服
      • 力矩伺服
        当
        常规
        选项卡上的轴
        配置
        框设置为
        仅反馈
        时,IDM 的
        回路配置
        的选择为
        仅电机反馈
        。
    • 以下为 IDM 的实时属性。
      • 位置命令
      • 位置反馈
      • 位置误差
      • 位置初始化错误
      • 速度命令
      • 速度反馈
      • 速度错误
      • 速度初始化错误
      • 加速命令
      • 加速反馈
      • 标记距离
      • 力矩命令
      • 力矩反馈
      • 正动态力矩限制
      • 负动态力矩限制
      • 电机能力
      • 驱动能力
      • 电源能力
      • 母排调节器能力
      • 电机电角度
      • 力矩限制源
      • DC 母排电压
  6. 在
    驱动器分辨率
    框中,输入分辨率,然后在
    驱动器计数 /
    框中选择单位。
  7. 单击
    计算
    。
  8. 在
    计算位置参数
    对话框中,单击
    计算
    ,检查值并根据需要进行调整,直到获得所需的计算值,然后单击
    更新
    并
    关闭
    。
  9. 单击
    自动导引
    选项卡,在
    模式
    框中,选择自动导引模式。
  10. 在
    位置
    框中,输入位置单位。
  11. 在
    序列
    框中,选择序列类型。
  12. 对于除
    中间
    以外的所有序列类型,在
    说明
    框中,选择活动自动导引序列类型,然后在
    速度
    和
    返回速度
    框中,设置自动导引速度。
  13. 单击
    确定
    应用更改。
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