大师带你玩转西门子V90伺服驱动器

西门子公司为适应小型运动控制需求，推出一款小型高性能伺服SINAMICS V90。SINAMICS V90 伺服驱动和 SIMOTICS S-1FL6 伺服电机组成了性能优化，易于使用的伺服驱动系统，八种驱动类型，七种不同的电机轴高规格，功率范围从0.05kW到7.0kW以及单相和三相的供电系统使其可以广泛用于各行各业，如：定位，传送，收卷等设备中，同时该伺服系统可以与S7-1500T/S7-1500/S7-1200 进行完美配合实现丰富的运动控制功能。

分为脉冲序列版本（PTI）和PROFINET版本（PN）两种，如下图所示： 

支持以下几种运动模式：

1） 外部脉冲位置控制模式（PTI）

2） 内部设定值位置控制模式（IPOS）

3） 速度模式（S）

4） 转矩模式（T）

PTI是伺服应用中基本使用频繁的模式，我们一起来学习如何使用该模式。通过PLC发送高速脉冲来驱动伺服进行定位，对于伺服的调试较为简单，繁琐的是在PLC中编写高速脉冲输出程序。

首先应该对外部硬件连接，如下图所示。 

接下来开始对参数进行调试，可以通过驱动器面板和V-ASSISTANT软件两种方式调试参数，但软件与驱动器连接后面板则无法使用。此处简单介绍面板设置参数的方法，面板如下图所示。

在设置参数前好先进行恢复出厂设置，恢复完成后断电重启，方法如下图所示。

所有参数调试完成后都需要进行断电保持设置，将修改的参数存储到ROM保持区，否则断电后恢复缺省值，方法如下图所示。

设置参数步骤如下图所示：

在进入参数设置前需要选择正确的参数组号如P0A，0B，0C，0D等，也可选择P  ALL组，进入后通过<移位键来修改参数编号，如下图所示。

注意：初次上电驱动器未与PLC相连时，常出现F7491 、F7492和A52902号错误。原因为 顺时针行程限制信号(CWL)和逆时针行程限制信号(CCWL)以及急停（EMGS） 这三个信号为OFF。默认必须为ON才可运行，如果实际使用时无需用到这三个功能，可通过把P29300的第1、2、6位设为1来强制为ON，如下图所示。

注意：通过面板设置时要转换成十六进制数，通过软件设置则转换成十进制。

如未识别到伺服电机，则会发生故障 F52984。请手动输入电机ID（p29000）进行校准，电机 ID 可参见电机铭牌。

默认运行方向为 CW（顺时针）。如有必要，可通过设置参数 p29001 更改运行方向。p29001=0：CW，p29001=1：CCW

下面我们来看一下外部脉冲位置模式的调试步骤：

1 断开主电源。

2 将伺服驱动断电，并使用信号电缆将其连接至控制器（例如，SIMATIC S7-200 SMART）。为确保正常运行，数字量信号 CWL、CCWL 和EMGS 必须保持在高电平（1）。

3 打开 DC 24 V 电源。

4 检查伺服电机类型。

• 如果伺服电机带有增量编码器，请输入电机ID（p29000）-46

• 如果伺服电机带有编码器，伺服驱动可以自动识别伺服电机。

5.设置P29003=0脉冲位置控制模式（必须在使能关闭状态修改，默认p29003=0）。

6 保存参数并重启伺服驱动以应用外部脉冲位置控制模式的设定。

7 设置参数 p29010 选择设定值脉冲信号形式。 • p29010=0：脉冲+方向，正逻辑。

8.设置参数 p29014 选择脉冲输入通道。p29014=1：24 V 单端脉冲输入

24 V 单端脉冲输入为出厂设置。

9.设置电子齿轮比。通过参数 p29012 和 p29013 来设置电子齿轮

比。p29012：电子齿轮比分子。共有四个分子（p29012[0] 至p29012[3]）。

 p29013：电子齿轮比分母。 也可通过p29011： 每转设定值脉冲数。

10.设置扭矩限值和转速限值。内部设定值： p29043

11 通过设置下列参数来配置必要的数字量输入DI信号：

出厂设置如下：（外部脉冲位置模式DI信号使用较少）

• p29301[0]: 1 (SON)                  • p29302[0]: 2 (RESET)

• p29303[0]: 3 (CWL)                  • p29304[0]: 4 (CCWL)

• p29305[0]: 5 (G-CHANGE)             • p29306[0]: 6 (P-TRG)

• p29307[0]: 7 (CLR)                   • p99308[0]: 10 (TLIM1)

12. 检查编码器类型。如使用编码器，必须通过 BOP 菜单功能“ABS”调整编码器。

13 设置编码器脉冲输出。

14 通过 BOP 保存参数。

15 打开主电源。

16 清除故障和报警。

17 将信号 SON 置为高电平，通过指令设备输入外部脉冲，伺服电机开始运行。如果不使用外部使能，可将P29300的第0位设置为1使能强制为ON。

在上述步骤中，设置电子齿轮比较为繁琐，下面介绍一下电子齿轮比的设置方法。

电子齿轮比=反馈回来的脉冲数/发送过去的脉冲数

为什么要设置电子齿轮比，设置了齿轮比有什么作用？

一、是调整电机旋转1圈所需要的指令脉冲数，以保证电机转速能够达到需求转速。

例如上位机PLC大发送脉冲频率为100KHz，若不修改电子齿轮比， 则电机旋转1圈需要10000个脉冲，那么电机高转速为600rpm，若将电子齿轮比设为2:1，或者将每转脉冲数设定为5000，则此时电机可以达到1200rpm转速。

二、 避免脉冲数产生小数，取整后影响定位精度

根据种方法算出电子齿轮比，虽然速度满足了，还应考虑脉冲当量是否能满足精度要求，还要根据机械传动比测算一下脉冲当量，若无法满足可适当减小转速以达到精度要求。如果系统对精度要求很高需要较小的脉冲当量，则应根据脉冲当量运算，运算方法如下图所示。

总结：设定电子齿轮比肯定会降低伺服的分辨率影响精度，但合理的设置避免脉冲产生小数却能提高精度。且在误差允许范围内适当调整电子齿轮比可以提高电机转速，所以在设定电子齿轮比并不能一味的按照公式推算，应当权衡精度和速度的要求，使系统性能发挥到佳。