西門子45KW變頻器

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功能圖--擴展參數--動態

擴展參數-動態包括“常規”和“急停”兩部分。

常規

這部分參數也是軸參數中重要部分。

①速度限制的單位：設置參數②“大轉速”和③“啟動/停止速度”的顯示單位。

無論“基本參數--常規”中的“測量單位”組態了怎樣的單位，在這里有兩種顯示單位是默認可以選擇的，包括“脈沖/s”和“轉/分鐘”。

根據前面“測量單位”的不同，這里可以選擇的選項也不用。比如：本例子中在“基本參數--常規”中的“測量單位”組態了mm，這樣除了包括“脈沖/s”和“轉/分鐘”之外又多了一個mm/s。

②大轉速：這也是一個重要參數，用來設定電機大轉速。大轉速由PTO輸出大頻率和電機允許的大速度共同限定。

以mm為例進行說明： 
在“擴展參數”“機械”中，用戶定義了參數“電機每轉的脈沖數”以及“電機每轉的負載位移”，則大轉速為：

③啟動/停止速度：根據電機的啟動/停止速度來設定該值。 
④加速度：根據電機和實際控制要求設置加速度。 
⑤減速度：根據電機和實際控制要求設置減速度。 
⑥加速時間：如果用戶先設定了加速度，則加速時間由軟件自動計算生成。用戶也可以先設定加速時間，這樣加速度由系統自己計算。 
⑦減速時間：如果用戶先設定了減速度，則減速時間由軟件自動計算生成。用戶也可以先設定減速時間，這樣減速度由系統自己計算。

下面說明了“加速度”，“減速度”，“加速時間”，和“減速時間”之間的數學關系：

⑧激活加加速限值：激活加加速限值，可以降低在加速和減速斜坡運行期間施加到機械上的應力。如果激活了加加速度限值，則不會突然停止軸加速和軸減速，而是根據設置的步進或平滑時間逐漸調整。

⑨濾波時間：如果用戶先設定了加加速度，則濾波時間由軟件自動計算生成。用戶也可以先設定濾波時間，這樣加加速度由系統自己計算。

t1加速斜坡的平滑時間， 
t2減速斜坡的平滑時間，t2值與t1相同。

⑩加加速度：

如下圖所示，激活了加加速限值后，軸加減速曲線銜接處變平滑。

下圖詳細顯示了在激活和不激活沖擊限制的情況下軸的行為：

急停

什么情況下會讓軸使用“急停”速度/時間這個參數：

1. 軸出現錯誤時，采用急停速度停止軸。
2. 使用MC_Power指令禁用軸時（StopMode=0或是StopMode=2）。

①大轉速：與“常規”中的“大轉速”*。 西門子45KW變頻器
②啟動/停止速度：與“常規”中的“啟動/停止速度”*。 
③緊急減速度：設置急停速度。 
④緊急減速時間：如果用戶先設定了緊急減速度，則緊急減速時間由軟件自動計算生成。用戶也可以先設定緊急減速時間，這緊急減速度由系統自己計算。

下面的公式列出了“急停減速時間”和“急停減速度”之間的關系：

根據實際應用中左右限位開關距離物理停止點的距離（如下圖的E和F），以及電機可以達到的大速度計算出來合適的急停速度，保證電機能夠在撞到物理停止點前停止 。

硬件限位開關的有效距離除以大速度和啟動速度的差值，就可以得到急停減速時間。

高速計數器尋址

CPU 將每個高速計數器的測量值，存儲在輸入過程映像區內，數據類型為 32 位雙整型有符號數，用戶可以在設備組態中修改這些存儲地址，在程序中可直接訪問這些地址，但由于過程映像區受掃描周期影響，讀取到的值并不是當前時刻的實際值，在一個掃描周期內，此數值不會發生變化，但計數器中的實際值有可能會在一個周期內變化，用戶無法讀到此變化。用戶可通過讀取外設地址的方式，讀取到當前時刻的實際值。以 ID1000 為例，其外設地址為 “ID1000：P”。表1. 所示為高速計數器尋址列表。

表1. 高速計數器尋址

中斷功能

S7-1200 在高速計數器中提供了中斷功能，用以處理某些特定條件下觸發的程序
共有 3 種中斷事件：
1.當前值等于預置值
2.使用外部信號復位
3.帶有外部方向控制時，計數方向發生改變

頻率測量

S7-1200 除了提供計數功能外，還提供了頻率測量功能，有 3 種不同的頻率測量周期：1.0 秒，0.1 秒和0.01 秒。
頻率測量周期是這樣定義的：計算并返回新的頻率值的時間間隔。返回的頻率值為上一個測量周期中所有測量值的平均，無論測量周期如何選擇，測量出的頻率值總是以 Hz (每秒脈沖數)為單位。

高速計數器指令塊

高速計數器指令塊，需要使用背景數據塊用于存儲參數， 如圖 １.所示。

圖1. 高速計數器指令塊

表2. 高速計數器參數說明

表3. STATUS 錯誤代碼

S7-1200 運動控制

到目前為止S7-1200 CPU新的Firmware版本為V4.1，對于Firmware V4.1 的S7-1200 CPU來說運動控制方式有了更多的選擇。

S7-1200運動控制根據連接驅動方式不同，分成三種控制方式，如下圖所示：

1. PROFIdrive：S7-1200 PLC通過基于PROFIBUS/PROFINET的PROFIdrive方式與支持PROFIdrive的驅動器連接，進行運動控制。
2. PTO：S7-1200 PLC通過發送PTO脈沖的方式控制驅動器，可以是脈沖+方向、A/B正交、也可以是正/反脈沖的方式。
3. 模擬量：S7-1200 PLC通過輸出模擬量來控制驅動器。

對于Firmware V1.0，V2.0/2.1/2.2，V3.0，和V4.0的S7-1200 CPU來說，運動控制功能只有PTO這一種方式。

目前為止，1個S7-1200 PLC多可以控制4個軸，該數值不能擴展。

S7-1200 運動控制--PROFIdrive控制方式

PROFIdrive 是通過 PROFIBUS DP 和 PROFINET IO 連接驅動裝置和編碼器的標準化驅動技術配置文件。  
支持 PROFIdrive 配置文件的驅動裝置都可根據 PROFIdrive 標準進行連接。控制器和驅動裝置/編碼器之間通過各種 PROFIdrive 消息幀進行通信。 
每個消息幀都有一個標準結構。可根據具體應用，選擇相應的消息幀。通過 PROFIdrive 消息幀，可傳輸控制字、狀態字、設定值和實際值。

『注意』Firmware V4.1的S7-1200 CPU才具有PROFIdrive的控制方式。

這種控制方式可以實現閉環控制。

S7-1200 運動控制--PTO控制方式

PTO的控制方式是目前為止所有版本的S7-1200 CPU都有的控制方式，該控制方式由CPU向軸驅動器發送高速脈沖信號（以及方向信號）來控制軸的運行。

這種控制方式是開環控制，但是用戶可以選擇增加編碼器，利用S7-1200 高速計數功能（HSC）來采集編碼器信號得到軸的實際速度或是位置實現閉環控制。如下圖所示。

S7-1200 運動控制--模擬量控制方式

Firmware V4.1版本的 S7-1200 PLC的另外一種運動控制方式是模擬量控制方式。以CPU1215C為例，本機集成了2個AO點，如果用戶只需要1或2軸的控制，則不需要擴展模擬量模塊。然而，CPU1214C這樣的CPU，本機沒有集成AO點，如果用戶想采用模擬量控制方式，則需要擴展模擬量模塊。

模擬量控制方式也是一種閉環控制方式，編碼器信號有3種方式反饋到S7-1200 CPU中，如下圖所示。

S7-1200 運動控制組態步驟簡介

1. 在Portal 軟件中對S7-1200 CPU 進行硬件組態；
2. 插入軸工藝對象，設置參數，下載項目；
3. 使用“調試面板”進行調試；『 說明』S7-1200 運動控制功能的調試面板是一個重要的調試工具，使用該工具的節點是在編寫控制程序前，用來測試軸的硬件組件以及軸的參數是否正確。
4. 調用“工藝”程序進行編程序，并調試，終完成項目的編寫。

截圖和測試環境

這部分內容的相關截圖和功能說明都是基于S7-1200 Firmware V4.1在SIMATIC Portal V13 SP1 UPD4的環境下生成的。

不同的版本的Portal 軟件的界面不盡相同，請用戶務必確認。