1 概述

SINAMICS V90固件版本1.05以上開始，伺服驅(qū)動器提供了Modbus RTU 通信功能。PLC可以通過 Modbus 的FC3及FC6功能代碼讀取或?qū)懭胨欧?qū)動的寄存器，S7-200 Smart可通過標準的Modbus功能塊完成發(fā)送伺服驅(qū)動器的控制指令及讀寫驅(qū)動的參數(shù)。本文詳細描述了S-200 SMART PLC 通過Modbus RTU 通信連接SINAMICS V90實現(xiàn)內(nèi)部位置的MDI功能。

2 必備條件

2.1 使用的硬件

使用的硬件如表2-1所示。

序號	設備名稱	訂貨號
1	SIMATIC S7-200 SMART CPU ST60	6ES7288-1ST60-0AA0
2	V90驅(qū)動器	6SL3210-5FE10-4UA0（V1.05版本以上）
3	伺服電機	1FL6042-1AF61-0LG1
4	電機及編碼器配套電纜

表2-1使用的硬件

2.2 使用的軟件

使用的軟件如表2-2所示。

序號	描　　　　　述
1	Window 7 旗艦版 32位或64位
2	STEP 7-Micro/WIN SMART 編程軟件
3	SINAMICS V-ASSISTANT V1.02

表2-2使用的軟件

2.3 通信連接

SINAMICS V90 伺服驅(qū)動通過 RS485 電纜與 PLC 連接，使用標準 Modbus 通信協(xié)議進行通訊。通過Modbus PLC給V90發(fā)送伺服使能和停止命令并且可以讀取伺服驅(qū)動器的狀態(tài)及故障代碼。

SINAMICS V90 伺服驅(qū)動通過 RS485 接口（X12）使用 MODBUS 協(xié)議與 PLC RS485（端口 0）進行通訊，接線如圖2-1所示。

圖2-1 S7-200 SMART CPU 與V90通訊線連接

3 通過Modbus通信實現(xiàn)V90內(nèi)部位置控制的MDI功能

3.1 V90 Modbus 寄存器說明

V90內(nèi)部控制的控制數(shù)據(jù)寄存器如表3-1所示。

寄存器編號	描述	單位	定標系數(shù)	范圍
40100	IPOS控制模式控制字
40932/40933	MDI 速度設定值	1000LU/min	1	1至2147482647
40934	MDI 加速度倍率	%	100	0.1 至100
40935	MDI 減速度倍率	%	100	0.1 至100
40102	位置設定值高字	LU	1	-2147482648至 2147482647
40103	位置設定值低字	LU	1	-2147482648至 2147482647

表3-1 V90的內(nèi)部位置控制數(shù)據(jù)寄存器

IPOS控制模式寄存器 40100控制字的定義如表3-2所示。

位	信號	描　　述
0	SON_OFF1	通過上升沿使能伺服，=0時驅(qū)動通過斜坡函數(shù)發(fā)生器停車，脈沖被取消
1	OFF2	1：OFF2=1,允許使能 0：OFF2=0,立即取消脈沖
2	OFF3	1：OFF3=1,允許使能 0：OFF3=0，快速停車，脈沖被消除
3	OPER	1：允許運行（脈沖可以被使能） 0：禁止運行（取消脈沖）
4	SETP_ACC	觸發(fā)上升沿來接收MDI 設定值
5	TRANS_TYPE SE	1：立即接收新的設定值 0：通過觸發(fā)上升沿來接收新的設定值
6	POS_TYP	1：絕對定位 0：相對定位
7	RESET	復位故障
8	預留
9	預留
10	PLC	使能 PLC 的控制權(quán)
11	預留
12	預留
13	SREF	啟動回參考點（對于p29240=0，通過REF 信號回參考點）
14	預留
15	預留

表3-2 寄存器 40100控制字的定義

3.2 V90參數(shù)設置

按照表3-3設置伺服驅(qū)動器的相關(guān)參數(shù)

參數(shù)設置	說明
P29003=1	P29003為內(nèi)部控制模式
P29303[0]=3	設置DI3為CWL，正限位，連接限位開關(guān)為高電平
P29304[0]=4	設置DI4為CCWL，負限位，連接限位開關(guān)為高電平
P29004=1	設置SINAMICS V90 的MODBUS站地址為1
P29007=2	設置通信協(xié)議為Modbus 協(xié)議
P29008=1	選擇 Modbus 控制源,設定值和控制字來自于 Modbus PZD
P29009=8	設置傳輸波特率為38400 波特

表3-3伺服驅(qū)動器的相關(guān)參數(shù)

3.3 PLC的編程

PLC的編程如表3-4所示。

序號
1	初始化Modbus通信接口，需確保 PLC 的波特率與驅(qū)動設置一致，設置 PLC 校驗方式為偶校驗（parity = 2）。
2	通過寄存器 40100 寫入需要的控制字。必須設置寄存器 40100 的位 10 為 1 以允許 PLC 控制驅(qū)動。使能驅(qū)動器，先將16進制數(shù) 40E 寫入寄存器 40100 中，然后再寫入 40F）。
3	如果需要對帶增量編碼器驅(qū)動執(zhí)行回參考點操作，保持驅(qū)動為伺服使能狀態(tài)，可通過寫控制字 40100 第13位，執(zhí)行回參考點操作。
4	通過MBUS_MSG功能塊，將位置設定值和速度設定值寫入寄存器 40932、40933、40934、40935、40102 和40103 中。
5	MDI相對定位的40100控制寄存器操作： (1) 在IPos 控制模式中，控制字的位6=0選擇相對定位模式(40F) (2) 控制字的位5=0，設置使用上升沿來接收MDI 設定值(40F) (3) 將表3-1中的寄存器，寫入需要的值 (如40934及40935寫入十六進制的4000, 40932/40933寫入MDI速度值，40102/40103寫入MDI的位置值) 后，通過PLC發(fā)送控制字的位4上升沿來接收設定值，驅(qū)動進行MDI運行(41F)
	MDI絕對定位的40100控制寄存器操作： (1) 在IPos 控制模式中，控制字的位6=1來選擇絕對定位模式(44F) (2) MDI設定值的生效有兩種： MDI設定值立即生效：控制字的位5=1，設置接收的MDI設定值立即生效(46F)；上升沿來接收MDI 設定值：控制字的位5=0，設置使用上升沿來接收MDI 設定值(44F) (3) 將表3-1中的寄存器寫入需要的值 (如40934及40935寫入十六進制的4000, 40932/40933寫入MDI速度值，40102/40103寫入MDI的位置值)后，如果是MDI設定值立即生效，則驅(qū)動進行MDI運行。如果是通過上升沿接收MDI設定值，則通過PLC發(fā)送控制字的位4的上升沿來接收設定值(45F)，驅(qū)動進行MDI運行