西门子S120变频器位置跟踪功能的使用

时间:2023-03-18作者:佚名

1问题的提出

1.1 如何扩展绝对值编码器的测量范围
在运动控制系统中,经常使用绝对值旋转编码器作为位置反馈,绝对值编码器具有返回值与实际位置一一对应、断电后位置信息不丢失等优点,在使用时给用户带来了很多方便,比如在设备重新上电时,不需要重新寻找参考点(回零)。
不过绝对值旋转编码器也有缺点,不管是单圈绝对值编码器,还是多圈绝对值编码器,它的测量范围都是有限的。如果负载不停地单方向运行,那么一定会造成编码器返回值溢出,此时编码器的值又重新返回零,周而复始。此时如果设备重新上电,编码器返回值是不包含溢出次数信息的,所得到的位置值也是不可用的。

西门子S120变频器位置跟踪功能的使用
图1 绝对值旋转编码器的返回值与负载位置的关系

问题1:在使用SINAMICS S120进行位置控制时,在采用绝对值编码器作为位置反馈时,如果负载行程较长,超出了绝对值编码器的测量范围,那么在设备重新上电时,编码器的返回位置r0483与负载实际位置是不匹配的。此时应该如何扩展绝对值编码器的测量范围,正确地读取负载的位置?

1.2 如何正确使用测量齿轮
在一些场合会使用测量齿轮改变电机或负载的转速特性,以便于速度或位置的测量,如图2所示为一个齿轮比为1:3的测量齿轮。如果所用的编码器为绝对值编码器,那么在发生溢出时,编码器返回值的零点与电机/负载的零点就出现偏移,偏移量的大小取决于齿轮比。一旦编码器返回值发生溢出,负载的实际位置值就不可用了。

西门子S120变频器位置跟踪功能的使用

图2 测量齿轮示意图

举一个例子,在使用图2的测量齿轮时,假设所用的编码器是一个8圈的绝对值编码器,那么默认情况下,编码器返回位置、电机/负载的角度、编码器的角度随时间变化的关系如图3所示。

西门子S120变频器位置跟踪功能的使用
图3 编码器返回位置、电机/负载角度、编码器角度的关系

从图3可以看出,在编码器旋转8圈以后发生溢出,每次溢出后编码器返回值的零点与电机/负载的零点会有1/3圈的偏移,在发生溢出以后编码器返回的位置值就不可用了。在溢出3次以后,编码器返回值零点与电机/负载零点又重合了。

问题2:在使用SINAMICS S120进行位置控制时,在采用绝对值编码器作为位置反馈时,如果使用了测量齿轮,那么如何在编码器溢出时,也能正确读取电机/负载的实际位置?

2 SINAMICS S120位置跟踪功能的使用

2.1 SINAMICS S120位置跟踪功能概述
SINAMICS S120位置跟踪(Position Tracking)可用于:

• 扩展绝对值编码器的测量范围
• 在使用测量齿轮时,正确计算负载的位置

该功能可通过参数P0411.0来激活,激活以后,编码器溢出的次数信息会被保存在断电保持数据区中,这样即使编码器返回值发生溢出,即使设备重新上电,也可以重新根据编码器溢出次数和当前返回值计算出负载的当前位置。

西门子S120变频器位置跟踪功能的使用

图4 测量齿轮和编码器的示意图

绝对值编码器位置实际值保存在参数r0483中,r0483是一个无符号32位数,需要激活编码器的控制字中第13位(GnSTW.13)才会将编码器的实际值显示在r0483中。如果P0411.0=0,那么位置跟踪功能未被激活,此时r0483中的位置值由以下数据构成:

• 编码器每转脉冲数P0408
• 编码器信号细分位数P0419
• 编码器圈数P0421

如果P0411.0=1,那么位置跟踪功能被激活,此时r0483中的位置由以下数据构成:

• 编码器每转脉冲数P0408
• 编码器信号细分位数P0419
• 绝对值旋转编码器虚拟圈数P0412
如果没有测量齿轮,编码器的圈数即为P0421的值,如果P0421太小,不满足负载行程要求,那么可以通过放大P0412来扩展绝对值编码器的位置测量范围。
• 测量齿轮比P0433/P0432

2.2 扩展绝对值编码器测量范围的参数设置
要扩展绝对值编码器的测量范围,可以在配置向导中编码器配置画面上进行设置。使用STARTER软件打开项目,在Config DDS的配置向导中,在配置编码器数据时,点击Details按钮,如图5所示。

西门子S120变频器位置跟踪功能的使用
图5 编码器配置画面

在弹出的对话框中Details选项卡中,选择激活位置跟踪功能,并在虚拟圈数P0412中输入需要的值,如图6所示。配置完毕后,下载数据并保存。

西门子S120变频器位置跟踪功能的使用
图6 激活位置跟踪功能

另外也可以在ONLINE情况下,通过参数表直接设置。使用PG/PC连接设备,在STARTER软件中连接在线后,通过驱动器的Expert List打开参数列表,依次设置以下参数即可。

P0010=4, Encoder Commissioning 编码器调试
P0411.0=Yes, Activate Position Tracking 激活位置跟踪功能
P0412=600, Set Virtual Revolution 设置虚拟圈数,根据实际情况调整
P0010=0, Ready 返回就绪状态

2.3 使用测量齿轮时的参数设置
针对1.2节中的例子,编码器每溢出一次,都会在电机/负载侧产生1/3圈的偏移,每溢出3次以后,编码器零点与电机/负载的零点重新吻合。在编码器溢出时,电机/负载的位置就可能不正确了。
此时需要激活位置跟踪功能,并设置测量齿轮的齿轮比P0433和P0432,如图7所示。本例中绝对值编码器是一个8圈的绝对值编码器,所以P0412=8。

西门子S120变频器位置跟踪功能的使用
图7 测量齿轮的参数设置

这样可以扩展位置值r0483的表示范围(如图8所示),在使用测量齿轮时,即使发生编码器返回值溢出,也能正确指示电机/负载的实际位置。

西门子S120变频器位置跟踪功能的使用

图8 位置跟踪功能激活后的位置值

相关阅读

电容器组工作状态及注意事项

本文介绍了电容器组工作状态的注意事项,包括三相电流相差的范围、电容器的容量偏差与额定值的范围、高压套管爬距,电容器组断路器跳闸后,不准强行送电等注意事项,下面具体...
2023-06-26
电容器组工作状态及注意事项

家里的配电箱应该如何选择?

现在我们家里都会装有个一个配电箱,配电箱的选择合不合理牵扯到以后用电的安全性和实用性。随着社会的发展家里的用电器越来越多,所以用电负荷也越来越大,家里的配电箱都会...
2023-04-03
家里的配电箱应该如何选择?

交流接触器的选型看似简单,实际上大有文章

咱们说下交流接触器的选型需要考虑哪些因素 1.线圈电压:注意,这里说的是线圈电压,不是主触点的电压,很多朋友在初次选接触器的时候会忽视这一点,这里的线圈电压要跟系统所...
2023-04-14
交流接触器的选型看似简单,实际上大有文章

电源开关电路图讲解:NMOS、PMOS

电源开关电路-NMOS、PMOS NMOS低边开关电路切换的是对地的导通,PMOS作为高边开关电路切换的是对电源的导通。 NMOS 因此一些简单不需要完全切断的简单的电路,比如LED可以用NMOS PMOS 低电...
2023-08-14
电源开关电路图讲解:NMOS、PMOS

配电室停送电操作指南

配电室是电力系统中的重要组成部分,负责将高压电源转换为低压电源,并分配到各个区域和建筑物。为了确保电力设施的安全和稳定运行,正确进行配电室的停送电操作至关重要。下面将...
2024-08-27
配电室停送电操作指南

热销商品

国标TRVV高柔性拖链电缆2—48芯0.3 0.5 1 1.5 2.5平方耐弯折软线

国标TRVV高柔性拖链电缆,专为满足严苛工况下的动态传输需求而设计。该电缆具有2至48芯多种配置,适用于0.3、0.5、1.5、2.5平方等多种截面积选择,灵活满足不同设备的...
¥ 1.24

公牛开关插座面板全屋定制全屋配齐家装报价单官方正品付款链接Q9

公牛开关插座面板,为您的全屋定制家装提供一站式解决方案。我们提供全屋配齐的家装报价单,确保您的家装项目完美无缺。所有产品均为官方正品,品质保证,让您用得放心。...
¥ 1

3M自粘橡胶条高硬度耐压实心幕墙玻璃舞台搭建货架专用减震密封条

3M自粘橡胶条是一款专为高要求工业及建筑场景设计的高性能密封减震材料,采用高硬度实心橡胶材质,具备优异的耐压性、抗老化性和持久弹性。其独特的自粘背胶设计,安装...
¥ 1.6

定做定制各类密封条三元乙丙橡胶硅胶PVC防火阻燃EVA氯丁石墨丁晴

本公司专业定做各类定制密封条,涵盖三元乙丙橡胶(EPDM)、硅胶、PVC、EVA、氯丁橡胶、丁腈橡胶及石墨复合等多种材质,满足不同行业对密封、防水、隔音、隔热及防火阻燃...
¥ 1

直销配电箱暗插销铰链门轴CL225插销带螺丝固定铁皮柜弹簧铁铰链

CL225插销式暗铰链专为配电箱、铁皮柜等金属柜体设计,采用优质冷轧钢板经冲压成型,表面镀锌处理,防腐耐用。其内置弹簧结构,确保柜门开合顺畅、自动复位,提升使用便捷...
¥ 0.06

网站栏目