Profibus-DP總線(xiàn)技術(shù)及其在伺服傳動(dòng)中的應用
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上位機由西門(mén)子的S7-300PLC組成，型號為6ES7315-2AG10-0AB0，它有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的PROFIBUS-DP接口，一個(gè)MPI通信接口，可接入64個(gè)從站。PROFIBUS-DP總線(xiàn)負責對整個(gè)系統的中的所有伺服控制器進(jìn)行管理，包括速度、力矩、位置等參數的命令傳送與設置等。作為一個(gè)窗口，由組態(tài)軟件ProTool編織的人機界面可方便的對整個(gè)控制系統進(jìn)行監視和參數的修改。
TWINLINE的伺服控制器與伺服電機之間采用旋轉編碼器或光電編碼器建立反饋，形成高精度的伺服控制系統，伺服電機實(shí)時(shí)的將其運行狀態(tài)與信息上傳給伺服控制器。作為PROFIBUS-DP總線(xiàn)上的節點(diǎn)，伺服控制器可以與PLC主機進(jìn)行通信，通過(guò)總線(xiàn)接受上位機的各種操作、控制和參數設定命令等。
圖3 伺服電機接入PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò )系統結構示意圖
4 軟件結構設計
通過(guò)PROFIBUS-DP總線(xiàn)進(jìn)行通信與控制的伺服系統，主要解決的是上位主機的軟件設計問(wèn)題，以下是PLC程序的主要設計框圖
圖4 PLC程序設計框圖
PLC程序由STEP 7 進(jìn)行編程。程序主要由幾大部分組成：OB100、OB1和FB40組成。
OB100是暖啟動(dòng)組織塊，系統啟動(dòng)就調用OB100，它包括功能FC35即INIT_FIELDBUS，主要作用是初始化已經(jīng)打開(kāi)的背景數據快，為伺服控制器設置輸入/輸出總線(xiàn)地址。
OB1是主程序組織塊，包括功能FC32、功能塊FB40、功能FC37和背景數據塊DB40。FC32即CYCL_UPDATE，它的功能是定期的讀和更新來(lái)自總線(xiàn)上的背景數據塊的數據。功能塊FB40是控制伺服控制器的主要程序塊，它將完成伺服控制器的初始化和位置控制，主要包括功能FC40和功能FC41。FC40即INIT_SERVO,它主要完成多個(gè)軸的初始化即多個(gè)伺服控制器的初始化。FC41即POS_SEQ_SERVO，它是整個(gè)伺服控制的核心部分，一些控制命令如速度命令、位置命令、力矩命令、原點(diǎn)復歸命令以及從總線(xiàn)上讀取伺服控制器的反饋值等都是由它完成的。FC37即FAULT_RESET，它是復位模塊，清除總線(xiàn)的錯誤信息并產(chǎn)生一個(gè)復位命令使伺服控制器重新復位。DB40是功能塊FB40的背景數據快。
FC30是FC40的子塊，完成從PLC到伺服控制器的命令傳送，檢查命令是否被正確執行并且對錯誤進(jìn)行處理。FC31是FC41的子塊，它對FC41的完成情況加以診斷并報告總線(xiàn)。FC33和FC34也是功能塊FB40的附屬部分，FC33對當前伺服控制器的狀態(tài)進(jìn)行檢查，如果空閑向總線(xiàn)發(fā)送命令表示下一個(gè)命令可以發(fā)送。FC34處理多個(gè)伺服控制器的同步和異步錯誤信息并產(chǎn)生錯誤報告。
5 結束語(yǔ)
TWINLINE型伺服控制器PROFIBUS-DP接口的引入，提高了工業(yè)自動(dòng)化運動(dòng)控制的水平，使伺服電機在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )中的通信與控制更為方便、靈活和可靠，實(shí)際情況已證明這種控制方式效果好。
PROFIBUS-DP總線(xiàn)和伺服控制系統在工業(yè)控制中應用非常廣泛，這為帶PROFIBUS-DP總線(xiàn)接口的伺服控制器提供了廣闊的應用前景。
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