1fl6032-2af21-1aa1
simotics s-1fl6 工作电压 230 v 三相交流 pn=0.2 kw；nn=3000 u/min m0=0.64 nm；mn=0.64 nm； 轴高度 30 mm 增量编码器 ttl 2500 增量/转 带滑键 公差 n 无驻车制动器 防护等级 ip65 带密封圈 与变频器兼容 sinamics v90
1摘要本文主要介绍了如何使用cpu 1215c通过profinet连接sinamics v90伺服系统实现位置闭环控制。其中对s7-1200 v4固件版本的运动控制功能、工艺对象的组态和v90 pn的相关参数设置作了简要介绍。
2简介2.1s7-1200运动控制功能2.1.1s7-1200 v3.0固件s7-1200 cpu固件版本从v3.0开始已经支持多4路pto输出，以cpu1214c（6es7214-1ag31-0xb0）为例，其cpu本体支持4路pto输出，其中pto 1、pto 2的频率范围为2 hz≤f≤100 khz，pto 3、pto 4的频率范围为2 hz≤f≤20 khz。
2.1.2s7-1200 v4.0固件s7-1200 cpu v4.0固件版本虽然也只支持4路pto输出，但是pto的信号类型可以进行选择，支持的信号类型见表2-1 pto信号类型所示。
信号类型
脉冲发生器输出数目
脉冲a和方向b（禁用方向输出）
1
脉冲a和方向b
2
加计数a和减计数b
2
a/b相移
2
a/b相移-四倍频
2
表2-1pto信号类型
v4.0固件版本的cpu高速脉冲信号发生器输出地址可以自由分配给pto，输出地址分配与输出频率范围见表2-2脉冲信号发生器地址分配所示。
q0.0 q0.1 q0.2 q0.3 q0.4 q0.5 q0.6 q0.7 q1.0 q1.1
cpu1211c(dc/dc/dc) 100khz 100khz 100khz 100khz - - - - - -
cpu1212c(dc/dc/dc) 100khz 100khz 100khz 100khz 20khz 20khz - - - -
cpu1214c(dc/dc/dc) 100khz 100khz 100khz 100khz 20khz 20khz 20khz 20khz 20khz 20khz
cpu1215c(dc/dc/dc) 100khz 100khz 100khz 100khz 20khz 20khz 20khz 20khz 20khz 20khz
cpu1217c(dc/dc/dc) 1mhz 1mhz 1mhz 1mhz 100khz 100khz 100khz 100khz 100khz 100khz
表2-2脉冲信号发生器地址分配
以cpu1214c cpu本体输出地址(6es7214-1ag40-0xb0)为例，示例几种可能的pto信号类型组合方式，见表2-3脉冲方向组态所示：
l示例1：4-100khz pto，不带方向输出。
l示例2：2-100khz pto和2-20khz pto，脉冲a+方向b输出。
l示例3：4-100khz pto，脉冲a+方向b输出，其中脉冲a 100khz，方向b 20khz。
p=脉冲
d=方向
cpu板载输出
100khz输出 20khz输出
q0.0 q0.1 q0.2 q0.3 q0.4 q0.5 q0.6 q0.7
示例1 pto1 p
pto2 p
pto3 p
pto4 p
示例2 pto1 p d
pto2 p d
pto3 p d
pto4 p d
示例3 pto1 p d
pto2 p d
pto3 p d
pto4 p d
表2-3脉冲方向组态
2.1.3s7-1200 v4.1固件s7-1200 cpu v4.1固件版本起不仅支持通过pto输出方式对伺服电机进行开环控制，而且支持通过profidrive或者模拟量输出（aq）方式对伺服电机进行闭环控制，见表2-4驱动器连接方式所示。本文中例子就是使用profidrive方式对sinamics v90pn进行闭环控制。
驱动器连接轴的闭环/开环控制编码器连接
pto 速度控制、开环 -
模拟量输出 位置控制、闭环 高速计数器(hsc)上的编码器
工艺模块(tm)上的编码器
profidrive编码器（位于profinet)
profidrive 位置控制、闭环 驱动器上的编码器
高速计数器(hsc)上的编码器
工艺模块(tm)上的编码器
profidrive编码器（位于profinet)
表2-4驱动器连接方式
2.2sinamics v90 pnsinamics v90是西门子推出的一款小型、高效便捷的伺服系统。sinamics v90驱动器与simotics s-1fl6电机组成的伺服系统是面向标准通用伺服市场的驱动产品，覆盖0.05kw～7kw功率范围。
2016年7月底，推出了带profinet接口的v90驱动器，配合siemens plc,能够组成一套完善的、经济的、可靠的运动控制解决方案。sinamics v90 profinet (pn)版本有2个rj45接口用于与plc的profinet通信连接，支持profidrive运动控制协议。它也可以集成到博途中与s7-1200，s7-1500连接。
注意：
(1) sinamics v90 pn支持simatic plc的工艺对象(to)，可通过to实现位置及速度的控制，如s7-1500 t-cpu, s7-1500及s7-1200。
(2) sinamics v90 pn版本独立于当前的sinamcis v90脉冲串的控制器，它不支持pti、脉冲加方向、模拟量和uss/modbus rtu通信等控制方式。
(3) sinamics v90 pn只支持profinet通信，支持西门子标准报文1，2，3，5，102，105，支持dsc控制。本例中sinamics v90 pn需要选择标准报文3。
2.3profinet通信profinet io是一种基于以太网的实时协议。在工业自动化应用中作为高级网络使用。一个完整的pofinet io网络包括以下设备：
lio控制器：典型的是plc，用于控制整个系统
lio设备：一个分散式io设备（例如，编码器，传感器），通过io控制器控制
lio检测器：hmi（人机接口）或个人计算机，用于诊断或调试
profinet 提供两种实时通信，profinet io rt（实时）和 profinet io irt（等时实时）。实时通道用于 io 数据和报警的传输。在 profinet io rt 通道中，实时数据通过优先以太网帧进行传输。没有特殊的硬件要求。
sinamics v90 pn基于profinet io rt（实时），其循环周期可达到 4 ms。基于profinet io irt 通道可用于传输具有更加精确时间要求的数据。其循环周期可达 2 ms，但需要具有特殊硬件的 io 设备和开关的支持。
所有的诊断和配置数据通过非实时（nrt）通道进行传输。使用 tcp/ip 协议。因而，没有可确定的循环周期，其循环周期可能超过 100 ms。
simatic s7-1200 目前仅支持profinet io rt 通讯，所以后面章节所讲的与 sinamics v90 pn 连接做位置控制是通过profinet io rt 通讯来实现的。
3应用项目配置示例3.1自动化任务概述图3-1提供了自动化任务的概述。s7-1200 cpu通过profinet网络控制v90 pn伺服驱动器。
图3-1自动化任务概述
3.2使用环境本文例子基于以下使用环境创建。
3.2.1硬件部分组件
数量
订货号
注解
simatic s7-1200 cpu
1
6es7 215-1ag40-0xb0
v4.4
sinamics v90 pn 200v
1
6sl3210-5fb10-1uf0
100w
simotics s-1fl6 motor
1
1fl6024-2af21-1aa1
100w
3.2.2软件部分组件
数量
注解
tia portal
1
v16
sinamics v-assistant
1
v1.06.00
3.3v-assistant端v90 pn参数配置3.3.1配置报文选择报文列表如图3-2。本例中选择标准报文3。
图3-2选择报文
3.3.2配置ip地址和设备名称（可选）
图3-3配置ip地址和设备名称
1.配置设备名称：在本例中，设备名称为sinamics-v90-pn。
2.配置ip地址：在本例中，ip地址为192.168.0.2。
3.在配置完设备名称以及ip地址之后，必须保存参数并重启驱动来激活配置。
4.配置完的信息可以在右侧栏中查看。
注：配备名称和ip地址也可以在tia portal中进行配置