西门子伺服控制系统

西门子伺服控制系统

（以802D为主）

第一节基本认识

PCU = Panel Control Unit 面板控制单元

键盘（水平安装、垂直安装）

输入输出模块PP72/48 ：一块（可选配第二块）

配套件：1. 50芯扁平电缆（非西门子提供）

2. 50芯扁平电缆端子转换器（非西门子提供）

输入输出模块PP72/48 模块可提供72 个数字输入和48 个数字输出。每个模块具有三个独立的50 芯插槽，每个插槽中包括了24 位数字量输入和16 位数字量输出（输出的驱动能力为0.25 安培，同时系数为 1）。

PP72/48 结构图：

X1 24VDC 电源 3 芯端子式插头（插头上已标明24V，0V 和PE）X2 PROFIBUS9 芯孔式D 型插头

X111、X222、X333 50 芯扁平电缆插头（用于数字量输入和输出，可与端子转换器连接）S1 PROFIBUS 地址开关

4 个发光二极管PP72/48 的状态显示

第一个PP72/48 模块（总线地址：9）输入输出信号的逻辑地址和接口端子号的对应关系：

第二个PP72/48 模块（总线地址：8）输入输出信号的逻辑地址和接口端子号的对应关系：

机床面板（MCP ）

机床控制面板的按键的物理地址

功率模块（单、双轴）

电源馈入模块

1FK7 系列进给电机

连接电机的动力插座

注意：(1) 电缆U 、V ，W 必须与功率模块插头的U 、V 、W 对应。绝对不能接错 (2) 功率模块上A1（对应X411）与A2（对应X412），绝对不能接反

电机电缆：功率模块到电机

RS232隔离器

1PH7 数字主轴

控制模块（611UE 插件）

可用于单或双轴功率模块；主轴和进给轴可以在同一个控制模块上；利用现场总线进行运动控制。 。

随系统提供的工具软件： 通讯软件 工具箱 PLC 编程软件 PLC 子程序库 驱动器调试软件

整根电缆。需根据实际长度自行裁剪

PROFIBUS 总线电缆

型插头

屏蔽网连接功率模块上部壳体信号电缆：电机到伺服模块611UE

二进制格式设定

文本格式设定

存储并激活

设定二进制格式

设定文本格

设定通讯接口 设定波特率

返回主菜单

工具软件的使用（WINPCIN ）

工具软件的使用（WINPCIN ）

存EPROM 联机/脱机

选择PC 机控

制

电机型号及额定电流

控制端子状态

控制板型号 上电复位

按F1键启动在线帮助

给定速度

功能选择窗口

存盘 工具软件的使用

工具软件的使用（PLC 编程工具）

SIEMENS S7系统中REXROTH伺服控制的应用

SIEMENS S7系统中REXROTH伺服控制的应用 自动化工程所 贾云涛 摘 要伺服控制在快速响应、精确定位方面有较好的性能表现。总线技术的成熟应用及发展，使伺服控制易于安装调试及后期的生产与维护，伺服控制在自动生产线中运用的越来越广泛。 关键词伺服控制 总线 控制字 绝对值编码器 1 概述 随着总线技术的日益发展，运用越来越广泛。通过总线的伺服控制系统，在自动生产线的运用也越来越多，其特点接线简单、无需其他特殊模块、过程控制字简单易于编成，便于安装调试及后期的生产与维护。能够很好的满足现代化工厂的需要。下面就以REXROTH伺服控制器(DKC系列)，在SIEMENS S7系统中通过Profibus DP总线控制的实例来说明。 2 系统配置 硬件： 控制器S7 412-2DP ,编程器PC Adapter V5.1+RS232,触摸屏OP170B,便携电脑 (WIN2000系统+SP2),伺服控制器DKC023-100-7-FW, 伺服控制器固化软件FWA-ECODR3-FGP-02VRS-MS,编码器EQM425 软件：编程软件STEP7 5.2 ,S7-GRAPH 5.2,触摸屏软件PROTOOL 6.0,伺服配置软件DriveTop16V12 3 控制设备 控制对象以端部装运车为例，主要设备：转运车、转运车油缸，定位油缸等 4 逻辑关系图 缸释放到位 缸定位到位

以上是转运车工作流程图 5 伺服控制配置的主要步骤 5.1 在STEP7 中添加DKC**的GSD文件(ECO3100D.GSD)。 5.2 在硬件配置总线中添加REXROTH伺服控制硬件 如下图，INPUT 为7 Words；OUTPUT 为8 Words。地址为 PIW900~PIW912;PQW900~PQW914。

SIEMENSPLC伺服控制

2011-12-15 来源：中国仪表网摘要：伴随着工业自动化的发展，对其中的位置控制精确度也逐步的提高，如何能方便，准确的实现位置控制，是一个重大的问题，本文讲述了如何采用PLC可编程控制器来实现精确控制。分别列举了三项方法，以及他们之间的相互比较。 引言 随着自动化水平的不断提高，越来越多的工业控制场合需要精确的位置控制。因此，如何更方便、更准确地实现位置控制是工业控制领域内的一个重要问题。位置控制的精确性主要取决于伺服驱动器和运动控制器的精度。高端的运动控制模块可以对伺服系统进行非常复杂的运动控制。但在有些需要位置控制的场合，其对位置精度的要求比较高，但运动的复杂程度不是很高，这就没有必要选择那些昂贵的高端运动控制系统。 S7-200系列PLC是一种体积小、编程简单、控制方便的可编程控制器，它提供了多种位置控制方式可供用户选择，因此，如何利用该系列PLC实现对伺服电机运动位置较为精准的控制是本文的研究重点。 1、基本控制系统 伺服系统分为液压伺服系统、电气－液压伺服系统以及电气伺服系统。本文主要讨论了电气伺服系统中的交流伺服系统，其基本组成为交流伺服电机、编码器和伺服驱动器。交流伺服系统的工作原理是伺服驱动器发送运动命令，驱动伺服电机运动，并接收来自编码器的反馈信号，然后重新计算伺服电机运动目标位置，从而达到精确控制伺服电机运动。 本伺服系统中选用Exlar公司生产的GSX50-0601型伺服直线电动缸。该电动缸由普通伺服电机和一个行星滚珠丝杠组成，用来实现将旋转运动转变为直线运动。此外，选用Xenus公司生产的XenusTM型伺服驱动器。它可以利用RS．232串口通信方式和外部脉冲方式实现位置控制。 一般来说，一个伺服系统运转需要配置一个上位机，所以本系统采用西门子S7-200PLC作为上位机控制器。通过高速脉冲输出、EM253位置控制模块、自由口通信三种方式控制伺服电机运动。 2、高速脉冲输出模式 西门子CPU224XP配置两个内置脉冲发生器，它有脉冲串输出(PTO)和脉冲宽度调制输出两种脉冲发生模式可供选择。这两个脉冲发生器的最大脉冲输出频率为100kHz。在脉冲串输出方式中，PLC可生成一个50％占空比脉冲串，用于步进电机或伺服电机的速度和位置的控制。 2.1硬件构成

西门子840D系统伺服优化

一．驱动优化的必要性： 数控系统的主要功能是把编制的NC 程序转变成相应的轴的机械位移，在轴位移的过程中，好的动态特性和稳定性是驱动稳定高效运行的关键。特别在模具的高速加工中，要求系统有良好的动态和静态特性。一般在机床调试时系统会给定一组相应轴的默认参数，但这些参数一般是为了保证系统正常运行的比较保守参数，驱动优化的目的是在现有的基础上尽可能提高系统的动态性。 二．驱动轴的结构： 根据上图的机械结构可以看出来，实际的机床运动链是电机根据系统的运动指令位移相应的角度，电机的旋转运动经过连轴节转递到丝杠，丝杠又通过和工作台连接在一起的丝母把旋转运动转变成工作台的直线运动。下图是轴的给定值和实际值的曲线图，从图可以看出来，给定值和实际值之间有一个差值，这个差值是因为系统的惯性和连接元件中的弹性变形引起的，这个差值就是系统的动态误差的主要组成部分。 影响系统的动态特性主要有以下几个方面： 直线移动部分的质量，比如工作台和工件的大小。 旋转移动部分的惯性。 摩擦力，主要有工作台导轨之间，丝杠和丝母之间的摩擦力。 这些东西在机床设计以后就定下来了，所以大型机床的动态特性很难和中小型的机床比，同时机床的润滑情况也会影像系统的动态特性。 除了这些外，连接元件中的弹性变形也是影响系统动态性能的关键因素，比如连轴节等，一般说来，系统的刚性越好，系统的动态特性就越好，所以在优化之前先尽量在机械方面提高系统的刚性，比如检查去联轴节的连接，丝杠的间隙等。下面是机床结构的简化图。 Position [mm] Time [s] 1 100

从图上可以看出，电机的输出传递到工作台也就是负载上时要经过中间一些传递环节，对应传递环节的输出和输入比就是传递函数。从理论上讲，一个理想的驱动传递函数是一个纯线性环节，只有这样，输出的会真实的跟随输入，但实际上在传递环节中存在好多的弹性环节，所以一个近似的传递环节可以简化为一个线性环节和一个弹性环节的组合，并且弹性环节部分的频率常常是好多的频率组合起来的。这样在传递环节的输出部分，有的输入会被压抑，从而降低系统的动态特性，而有的输入则会被放大，也就是俗称的“共振”。这些共振是造成机床不稳定的致命因素，而驱动优化的大部分工作就是找出这些共振点，通过加电子滤波器的方法来抑制这些共振，增加系统的稳定性，这样就可以提高系统的增益来提高系统的动态特性。 三．驱动优化的原理： 驱动轴是由电流环，速度环和位置环组成，一般来说位置环是一个简单的比例调节器，因而调节起来比较简单，速度环和电流环是由比例积分调节器组成，是驱动的核心部分，因而速度环又是驱动优化的调整重点。驱动优化的关键是提高速度环的动态特性，而提高动态特性的关键又在于提高速度环比例环节的增益，降低积分环节的时间常数。 如前所述，找出驱动部分的共振频率是提高系统动态特性的首要 n 1 0 100 x-Simplify

西门子伺服与变频的区别在哪

西门子伺服与变频的区别 伺服与变频的一个重要区别是: 变频可以无编码器，伺服则必须有编码器，作电子换向用，交流伺服的技术本身就是借鉴并应用了变频的技术，在直流电机的伺服控制的基础上通过变频的PWM方式模仿直流电机的控制方式来实现的，也就是说交流伺服电机必然有变频的这一环节：变频就是将工频的50、60HZ的交流电先整流成直流电，然后通过可控制门极的各类晶体管(IGBT，IGCT等)通过载波频率和PWM调节逆变为频率可调的波形类似于正余弦的脉动电，由于频率可调，所以交流电机的速度就可调了(n=60f/2p ，n转速，f频率，p极对数) 关于变频器 简单的变频器只能调节交流电机的速度，这时可以开环也可以闭环要视控制方式和变频器而定，这就是传统意义上的V/F控制方式。现在很多的变频已经通过数学模型的建立，将交流电机的定子磁场UVW3相转化为可以控制电机转速和转矩的两个电流的分量，现在大多数能进行力矩控制的著名品牌的变频器都是采用这样方式控制力矩，UVW每相的输出要加摩尔效应的电流检测装置，采样反馈后构成闭环负反馈的电流环的PID调节;ABB的变频又提出和这样方式不

同的直接转矩控制技术，具体请查阅有关资料。这样可以既控制电机的速度也可控制电机的力矩，而且速度的控制精度优于v/f控制，编码器反馈也可加可不加，加的时候控制精度和响应特性要好很多。 关于伺服 驱动器方面：伺服驱动器在发展了变频技术的前提下，在驱动器内部的电流环，速度环和位置环(变频器没有该环)都进行了比一般变频更精确的控制技术和算法运算，在功能上也比传统的伺服强大很多，主要的一点可以进行精确的位置控制。通过上位控制器发送的脉冲序列来控制速度和位置(当然也有些伺服内部集成了控制单元或通过总线通讯的方式直接将位置和速度等参数设定在驱动器里)，驱动器内部的算法和更快更精确的计算以及性能更优良的电子器件使之更优越于变频器。 电机方面：伺服电机的材料、结构和加工工艺要远远高于变频器驱动的交流电机(一般交流电机或恒力矩、恒功率等各类变频电机)，也就是说当驱动器输出电流、电压、频率变化很快的电源时，伺服电机就能根据电源变化产生响应的动作变化，响应特性和抗过载能力远远高于变频器驱动的交流电机，电机方面的严重差异也是两者性能不同的根本。就是说不是变频输出不了变化那么快的电源信号，而是电机本身就反应不了，所以在变频的内部算法设定时为了保护电机做了

西门子S120伺服在巷道堆垛机提升系统中的应用

西门子S120伺服在巷道堆垛机提升系统中的应用 摘要：巷道堆垛机提升系统是堆垛机的重要组成部分，其控制系统较为典型、 也很复杂。该系统采用Siemens S7-300 PLC、西门子S120伺服、堆垛机运行软件（SCS）、Pi-touch手操器、应用Profibus现场总线技术、带编码器反馈的直接转 距控制方式及人机界面系统，确保了系统的安全可靠运行故障的及时处理，真正 实现了人机智能化。 关键词：西门子S120伺服；堆垛机运行软件（SCS）；人机界面；Profibus 引言：立体仓库的产生现代物流体系发展的要求和信息技术进步的结果。自 上世纪60 年代以来，美、日、欧等国家和地区设计和投入使用的立体仓库越来 越多，立体仓储技术已成为一门新兴的学科。堆垛机是自动化立体仓库的主要作 业机械，担负着出库、进库、盘库等任务，是自动化立体仓库的核心部件，自动 化立体仓库的发展就是以堆垛机的发展为主要标志的。巷道堆垛机是实现整个仓 库系统“自动”功能的关键设备，对其控制系统的研究具有广阔的应用前景。本文 以河南中烟黄金叶制造中心烟草物流高架库为例，研究了西门子S120伺服在巷 道堆垛机提升系统中的应用。 1.控制方案 河南中烟黄金叶制造中心烟草物流高架库采用德马泰克堆垛机型号为SR-U 1200，用于外型尺寸1300L*900W*1000H的托盘库、重量300KG 以下的自动化仓 库中完成存取货物功能，是该自动化立体仓库的主机设备。堆垛机使用单柱单叉，调度计算机通过红外通讯器给堆垛机下达任务，堆垛机到指定位置存取货物，堆 垛机向调度计算机反馈本机状态：堆垛机获得任务后，先到取货位置将取货的层、列地址译码成激光测距器的值，然后判断当前位置与目标位置的差值，即可知道 运动方向和速度，然后控制变频器输出，驱动走行、升降电机运行，走行、升降 到位后货叉进行取货操作；放货时运行状态与取货相似，不同之处在于将放货位 置读到目标地址，走行、升降到位后货叉进行放货操作。因此，对堆垛机的走行、升降及货叉伸收等控制性能都要求很高。该机采用Siemens S7-300 PLC、西门子 S120伺服、堆垛机运行软件（SCS）等高性能配置，应用Profibus现场总线技术、带编码器反馈的直接转距控制方式及人机界面系统。该堆垛机主要分为走行机构、提升机构、货叉三部分，其中其中提升机构在堆垛机中应用上较为典型、控制也 较复杂。 1.1 PLC 堆垛机以S7-300软 PLC为电控核心，主要由电源模块、CPU、输入输出模块 及SM338功能模块等组成。CPU配有PTP通讯口，通过工业以太网网络传输器与上位计算机进行通讯联络，实现上位机对堆垛机的控制，另外还配有高速计数模块，用于采集激光测距值。输入模块采集由行程开关、光电检测开关、空开反馈 信号、变频器故障反馈等设备的信号状态，并接收主令控制器、按钮开关、钥匙 开关等发出的控制指令。SM338功能模块采集编码器反馈值，集中在CPU中进行 运算，并将程序运算结果通过输出模块和Profibus现场总线传送给继电器、接触器、变频器等执行设备，从而驱动电动机、电磁抱闸、冷却风机等完成各种生产 任务。 1.2 Profibus串行通讯现场总线系统 Profibus是一种开放式串行通讯标准，可实现数据在各类自动化元件间互相

西门子伺服电机选型手册

运动控制解决方案西门子制造自动化和驱动技术集团的运动控制系统部门已推出了一套完整的自动化解决方案，可以满足未来对机床和生产机械的需求。凭借其强大的创新能力，行业知识以及这些解决方案的巨大优势，西门子已成为全球领先的运动控制系统提供商之一。因此，我们可以在不同领域提供成功的案例供您参考。面向各个行业的创新产品，系统，解决方案和服务西门子运动控制系统可以满足很高的要求：所有产品均采用最新技术，具有强大的功能和高质量。此外，系统和产品以最佳方式组合在一起，因此它们始终可以轻松组合到经济的机器解决方案中。相似和运动控制系统如下所述。这些产品构成了创新的系统平台，可用于优化控制系统以满足机床的要求。因此，对于包装，塑料和玻璃，木材和金属，纺织和印刷等众多行业，可以找到最好的经济型运动控制解决方案来满足未来的需求。这些解决方案可以根据新出现的新要求轻松扩展，并且可以与我们的高性能伺服电机，线性电机，转矩电机和标准准电机结合使用。此外，西门子在机器的整个生命周期内为客户提供支持，例如在130个国家/地区的295个服务点提供售前和售后服务，或在运动控制解决方案的应用咨询和机电支持等特殊服务方

面提供支持。应用程序支持：寻求最佳解决方案的安全途径：中国，法国，德国，意大利，土耳其和美国的多个应用程序中心提供现场专家和应用程序顾问，他们将从规划到启动的整个过程中为客户的项目提供指导-从最初的构想到机器的实际运行。应用咨询包括：6.1规划和实施项目6.1通过测试配置和仿真进行技术验证6.1开发要求和功能规范6.1应用研讨会和特定于客户的培训课程双赢的合作伙伴关系不仅为客户提供支持，而且作为技术合作伙伴系统和组件开发过程，最终获得可以满足未来需求的实用自动化解决方案。西门子以此方式帮助客户提高生产率，竞争力和长期盈利能力。？0.8 Siemens AG 2013系统概述通过有针对性的能源管理提高能源效率1/3 Siemens PM 21·20131在能源效率和能源管理方面，西门子树立了工业应用领域的行业标杆，能源效率对电力行业产生了重大影响驱动系统，因为该系统的能耗占工业能耗的70％以上（数据来源：ZVEI）EU-15 / 2002）西门子SIMOTION运动控制系统与SINAMICS S120驱动系统和simotics电机相结合可实现高效的解决方案，不仅效率高，而且大大降低了能耗。西门子在驱动技术的能源效率和能源管理过程的每个阶段（产品级别，系统级别和计划阶段）均向客户

西门子V90伺服系统优势分析

西门子V90伺服系统优势分析 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，输送，收放卷等设备中，同时该伺服系统可以与S7-1500T/S7-1500/S7-1200 进行完美配合，实现丰富的例如凸轮/齿轮等运动控制功能，应用在横切、追剪等设备中。 SINAMICS V90 伺服驱动系统特点概述 伺服性能优异 1、先进的一键优化及自动实时优化功能使设备获得更高的动态性能 2、自动抑制机械谐振频率 3、1 MHz 的高速脉冲输入 4、20 位分辨率的多圈绝对值编码器 性价比高 1、集成所有控制模式：外部脉冲位置控制、内部设定值位置控制（通过程序步或Modbus或PROFINET）、速度控制和扭矩控制 2、集成内部设定值位置控制功能 3、全功率驱动标配内置制动电阻 4、集成抱闸继电器（400V 型），无需外部继电器 使用方便 1、集成了PTI, PROFINET, USS, Modbus RTU多种上位接口方式 2、与控制系统的连接快捷简单

3、西门子一站式提供所有组件 4、快速便捷的伺服优化和机械优化 5、简单易用的SINAMICS V-ASSISTANT 调试工具 6、通用SD 卡参数复制 运行可靠 1、更宽的电压范围：200 V ... 240 V –15% / +10% (230V 型) 及380 V (480) V –15% / +10% (400V 型) 2、高品质的电机轴承 3、电机防护等级IP 65，轴端标配油封 4、集成安全扭矩停止（STO）功能 5、驱动与电机可靠组合 Sinamcs V90集成了丰富的控制模式，如外部脉冲位置控制(PTI)、USS/Modbus 连接、内置定位(IPos)以及转速和转矩控制等，方便用户使用。全功率集成的制动电阻也降低了用户成本。此外，伺服驱动器还具有高达1MHz的高速脉冲输入，并支持20位分辨率的绝对编码器。凭借这些特性，系统具备高水平的快速定位精度和低纹波的转速波动。Simotics S-1FL6伺服电机的三倍过载能力，以及IDS(全集成驱动系统)的驱动技术，提高了其伺服性能、生产力、能源效率和可靠性。 Sinamics V90同时具有卓越的易用性。譬如，借助可以免费下载的Sinamics V-Assistant软件工具，用户能实现驱动器调试、工程组态和诊断。通过直观的菜单导航，用户可以获得对调试情况的清晰概览。得益于Sinamics V90中的电子模块高质量涂层和Simotics S-1FL6的IP65防护等级，整个系统适用于恶劣

西门子伺服简明手册V

西门子V90伺服 简明使用手册资料编号：ZX-V90-2.0

目录 一、基本调试---------------------------------------------------------------------第2页 1.1驱动单元及电机型号的判别---------------------------------------------第2页1.2系统配置和接线------------------------------------------------------------第3页1.3电气连接线的制作定义---------------------------------------------------第4页1.4参数列表---------------------------------------------------------------------第8页1.5BOP操作面板参数设置的操作-------------------------------------------第13页1.6故障和报警列表------------------------------------------------------------第16页1.7运行前提条件-------------------------------------------------------------第19页1.8JOG模式运行------------------------------------------------------------第20页 1.9三种常用控制方式------------------------------------------------------第21页 二、应用-------------------------------------------------------------------------第28页 2.1注意事项------------------------------------------------------------------第28页2.2与西门子smart PLC连接实例--------------------------------------------第29页2.3与西门子数控系统连接实例-----------------------------------------------第30页2.4西门子V90驱动器、电机尺寸及安装----------------------------------第31页 2.5西门子V90与安川Σ5伺服驱动器对应参数---------------------------第39页 三、附录----------------------------------------------------------------------------第40页 3.1参数列表-------------------------------------------------------------------------第40页 3.2故障报警列表原因及处理----------------------------------------------------第46页 四、参考资料----------------------------------------------------------------------第52页