MOVIDRIVE® B Inverters

Extended Positioning via Bus 扩展总线定位功能

LY 2_E 10/1998

功能概括

总线定位功能模块” Extended Positioning via Bus”的优势

• 用户友好界面；
• 用户只需设置” Positioning via bus” 模块所需的相关的参数（速度，直径，比例因子）；
• 根据系统提示，用户一步一步完成设置，无需编程即可完成控制；
• 监控模式用于监控通讯状态及电机运行状态，使故障判断更加容易；
• 用户无须编程经验，在较短的时间内便可以掌握调试方法；
• 可以实现最长262米的距离位控；
• 使用增量型编码器或绝对值编码器作为外部编码器，可适用于各种机械连接结构的位置控制；

功能描述

扩展总线定位”Extended positioning via bus”提供如下的功能：

通过总线控制在有效控制范围内，以不同的速度和斜率实线任意目标位置的定位；注意：最大运行距离依据运行距离单位（Travel Unit）而定。

• 通过总线可以根据需要随时改变运行速度和斜率；
• 具有软件限位功能；
• 循环扫描实际转速、实际位置、有功电流和控制器的利用率；
• 通过PI：3目标位到达“Target position reached”确认位置控制结束；
• 实际位置源（电机侧编码器，外部编码器或绝对值编码器）可以选择；
• 和上位机PLC连接简便；
• 4个过程数据可替代6个过程数据运行，在这种情况下 Ramp function 没有具体规定。
• 三种运行模式：点动模式，参考模式和自动模式；

硬件描述及接线

硬件要求及接线

• 变频器

-该应用模块须选用MOVIDRIVE B应用型变频器（…-0T)

MOVIDRIVE MDX60B不能使用该功能

-须依据总线类型选择相应的总线卡,过程数据为4个字或6个字；

• 电机

-对于MDX61B附件DEH11B：

CT/CV异步伺服电机或DR/DT/DV异步电机可选则Hiperface,sin/cos或TTL编码器

-对于MDX61B附件DER11B：

CM/DS同步伺服电机旋转编码器为标配

• 编码器

-电机轴和负载紧密连接，无打滑；无须外部编码器

-电机轴和负载不紧密连接，有打滑现象；须安装外部编码器

[1]当使用外部增量型编码器时，编码器信号需要连接到X14接口。

[2]当使用外部绝对值编码器时，编码器信号需要连接到DIP卡的X62接口。

限位开关

-限位开关的覆盖范围必须含盖运行区域。

-限位开关需使用常闭触点，即低电平有效。

准备工作

硬件

-计算机一台

[1]装有Windows 95、Windows 98、WindowsNT4.0、Windows2000 或者Windows XP操作系统；

[2] 安装 MOVITOOLS 4.20 或 4.20 以上的版本。

-根据实际情况，选择适配器接口一套

UWS21B---PC的串口与变频器相连接；

USB 11A---PC的USB口与变频器相连接；

初始化及组态

在进行操作之前需要完成下列工作

-变频器初始化；

-变频器组态；

-如使用绝对值编码器，则需要对绝对值编码器卡DIP初始化；

总线通讯

总线过程数据

PLC向变频器发送6个过程输出字（PO1…PO6)

PLC接收由变频器返回6个过程输入字（PI1…PI6）

PO过程输出字

PO1-控制字2的低字节

PO1-控制字2的高字节

PO过程输出字

过程输入数据的定义:

如果故障位(bit 5)为高电平,状态字的高字节显示故障码

如果故障位(bit 5)为低电平,状态字的高字节显示变频器的状态

PI过程输入字

扩展总线位置功能”Extended Positioning via bus”程序初始化

• 打开[MT-Manager] / [Shell]
• 对变频器进行初始化
• 选择[Startup] / [Extended Positioning via bus]或[Main Menu]/[Applications]/[Extended Positioning via Bus]

双击打开

Extended Positioning via Bus

应用模块

设置总线参数

设置总线参数：

-系统总线(SBus)已经集成在控制器 内，无须选件卡的支持

-如果选择其他类型总线通讯方式，需要相应的总线卡支持

PROFIBUS --- DFP

Interbus ------- DF1

Can ------------- DFC

DeviceNet ----- DFD

Ethernet ------- DFE

设定距离和转速的比例因子参数

计算脉冲

距离的比例因子

:

根据编码器源选择实际位置源：

电机编码器

MOTOR.ENC.(X15)；

外部编码器EXTERN.ENC.(X14)；

绝对值编码器ABSOL.ENC.(DIP)；

计算:切记-

在输入以上数据后必须点击Calculation设定驱动轮盘直径或者螺旋升角；

设定减速机速比；

设定外部减速速比；

其单位包括：毫米、1/10毫米；

注意：如Calculation of the scaling标题框中相关数据不进行填写，并且不点击

Calculation按钮,则设备运行距离是以脉冲为单位。

-选择滚筒直径”Drive Wheel Diameter”,写入实际值单位为毫米[mm]或1/10毫米[1/10mm]

-写入减速电机和外部减速设备的减速比

-点击<Calculate> 计算比例因子.脉冲/距离将会计算,单位为inc/mm

Distance scaling factor 距离比例因子 Speed scaling factor 转速比例因子

-距离比例因子将自动计算和写入 -距离比例因子将自动计算和写入

Pulses=4096*i gear unit*external gear unit 1/min=(p*d / i) / 60=(p*d) / (60*i) mm/s Distance=p * d drive wheel

举例1：电机侧的增量型编码器或绝对值型编码器做为实际的位置源

- 在“Diameter of driving wheel”中选择相应的单位，毫米[mm]或1/10毫米[mm]

- 在”Gearing ratio”窗口中，输入减速机的速比在“External ratio”窗口中，输入外部减速设备的速比

- 在转速单位”Unit for speed”窗口中，选择[mm/s],[m/min],[1/min] - 对于绝对值编码器位置控制，在“Place of absolute encoder”窗口中，选择”Motor shaft” - 点击计算<Calculation>按钮。距离“distance”和转速”speed”比例因子由程序自动计算

选择过程控制参数

-

软件限位开关：0--表示无软件限位-无

硬件限位开关：有

参考偏置：0-寻参方式：方式8.

（在变频器不使能的情况下，

即可进行寻零的工作）方式0

（在变频器使能的情况下，才允许可进行寻零的工作）设定参考类型：绝对值编码器第一次使用运行

自动模式下,最大电机速度-点动模式下,最大电机速度-最大转速控制-自动模式和点动模式的最大速度必须比最大转速控制(Nmax speed control)小10%。

• 软件限位开关

-在软件限位开关”Software limit switch CW/CCW”窗口中,输入软件限位开关的位置值.

-软件限位开关的位置值在硬件限位开关的范围内,不能超过其范围之外.

-如果设置为’0’,软件限位开关的功能无效

• 参考偏置

-在参考偏置”窗口中,定义参考的偏置值

-机械的零点将发生变化:机械零点=参考位置+参考偏置

*载下**应用模块参数

点击*载下**按钮，将设定的参数*载下**到变频器中。

点击*载下**按钮,如下的功能将被执行：清除参数锁定功能

停止IPOS

程序*载下**总线位控应用模块的程序

设置总线参数

设置参数的比例值

设置软件限位开关、斜率和最大转速

激活IPOS位控程序

重新激活参数锁定功能

程序识别

• 打开[MOVITOOLS] / [Shell]
• 选择[Display] / [IPOS information…]

变频器中当前所使用的模块名称

使用模块的版本

监控模式和控制模式的切换

控制模式：

[1]Controller inhibit(DI00)=0

[2]选择Control监控模式：

[1]Controller inhibit(DI00)=0

[2]选择Monitor mode通过”Monitor”和”Control”按钮选择控制源-

Monitor:可以监控PLC发出的控制字、变频器和电机的状态及正确性。

Control:通过PC模拟PLC发送接收过程数据。

[1]PO1由鼠标设置或撤除每一个控制位；

[2]2PO设定转速“Setpoint speed”；

[3]PO3目标位置”Target position”；

[4]点击<Send>发送过程数据到变频器中；

点动模式

点动模式选择：

DI13（Mode Low)=1

DI14（Mode High)=0

[1]在点动模式，通过P01中2个控制位的选择，实现电机正向运行和反向运行；

Bit 9=1 正向运行

Bit10=1 反向运行

[2]点动的转速通过过程输出值PO2设定；

[3]斜率类型P916设置为“LINEAR”

或”JERK LIMITED”，允许在车体运行过程中变更速度和斜率，P916中其它的斜率类型设置为其他类型，则不具备该功能； [4]如果已完成参考运行，当前的位置值将现实在系统的窗口中；

[3]PO3中所输入的数值需在-32768~32767 范围内。

点动模式的时序图

PO1:8 = Start

PO1:9 = Jog+

PO1:10 = JogPO1:11 = Mode Low

PO1:12 = Mode High

[1]当”Jog+”=1,正向运行

[2]当”Jog-”=1,反向运行

参考运行模式 参考运行模式选择：

PO1：11 = 1 PO1：12 = 0

注：在设备第一次运行以及更换

[1]如果使用电机编码器，必须进行参考运行。否则，不可能进入自动运行模式；

[2]选择相应的参考运行类型，参

考运行的转速可通过P901和P902 参数设定；

[3]参考运行的过程：

a.变频器使能，设置硬件信号，

Controller inhibit(DI00)=1

Enable(DI01)=1

b.切换到参考运行模式 c.激活参考运行PO1:8“ Start ”=1

d.等待，到轴参考点P11:2”Axis 编码器后，进行参考运行。referenced”=1

e.取消参考运行“ Start ”=0

参考模式时序图

PO1:8 = Start

PO1:11 = Mode Low

PO1:12 = Mode High

DI03 = Reference cam

PI1:2=IPOS reference

[1]开始参考运行(参考运行模式2)

[2]到达参考凸轮开关

[3]脱离参考凸轮开关

[4]当电机禁止,PI2”IPOS reference”为高电平

自动模式 自动模式选择：

PO1：11 = 1 PO1：12 = 0

3. 自动运行的过程：

a.变频器使能，设置硬件信号，

Controller inhibit(DI00)=1 Enable(DI01)=1 设置控制字1“Enable / Rapid stop”=1b. 切换自动运行模式

c.设置给定位置和给定转速，如果设定的位置和当前的实际位置不相同，位置

到达的状态”Position reached’=0

d.激活开始运行PO1:8“Start”=1,在整个位置控制过程中保持

1. PO2和PO3定义目标位置 e.等待，到目标位到达”Target position PO4定义转速设定值

PO5定义加速斜率 reached”=1 PO6定义减速斜率 d.取消位置运行”Start”=0

1. PO1:15的电平定义在Startup中的2个位控斜率

举例：目标位置的举例说明

1. 目标位置：+70000mm（11170hex）

[1]PO2和PO3 16进制表示： -POSITION HI：1

-POSITION LO：1170

[2]PO2和PO3 十进制表示：

-POSITION HI：1

-POSITION LO：4464

1. 目标位置：-70000mm（FFFF EE90hex）

[1]PO2和PO3 16进制表示： -POSITION HI：FFFF

-POSITION LO：EE90

[2]PO2和PO3 十进制表示：

-POSITION HI：-1

-POSITION LO：61072

自动模式时序图

PO1:8 = Start

PO1:11 = Mode Low

PO1:12 = Mode High

PI1:3=Target position reached

[1]自动模式选择

[2]开始位置控制

[3]目标位置到达

案例分析工艺：

伺服电机驱动小车，承载砂箱，在水平轨

道上移动，两个定位位置，保证轨道对接，砂

箱顺利移动，砂箱推动是靠液压臂。

配置：

电机：

CM112M/TF/AS1H/SB50

控制器：

MDX61B0220-503-4-0T

编码器接口板：

DEH11B

总线板：

DFE12B

沙箱转运车

案例分析

热处理辊底炉机器手抓取控制系统

工艺：

伺服电机需要采用双输出轴形式,带动丝杠升降运行

需要采用外部绝对值编码器进行绝对定位操作，编码器型号为KUBLER 9081.控制方案为外部绝对值编码器安装在减速机输出轴上，减速机速比为4.49

配置：

电 机:KA57CM90L/BR/HR/2WE/RH3L/A+B/KK/M5/180°

控制器：MDX61B0055-5A3-4-0T Mamax=18.2Nm 编码器接口板：DEH11B 绝对值编码器接口：DIP11B 总 线 板：DFP21B 制动电阻：BW247

参考资料