S1214PLC通过Profinet控制邦飞利变频器

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旋变是测速机的一种，定子包含一个10khz激磁绕组，一个sin和一个cos绕组，转子就是一个笼形绕组，但是用铜线绕制的;
旋变没有编码盘，不易损坏（耐草）;
这是一个低速大扭矩永磁同步直驱电机，用在螺旋压力机上可以取代减速机，大大简化传动机构。在一些需要用到精密减速机的应用上，比如机器人关节、雷达转动底座…，直驱可以省掉减速机;
螺旋压力机的螺杆是多线螺纹，电机转子（飞轮）转动一圈，螺距比较大;  锻压机的打击能量与飞轮的转速成正比，螺杆总的螺距只有400mm，也就是飞轮转动2.5圈。螺旋压力机的难点是在这2.5圈内飞轮达到标称速度，并且重复精度不大于2%（有一些锻打件特别要求重复击打精度，比如航发叶片），击打能量才能精确控制。
保密倒是谈不上，技术就是窗户纸，一捅就破。帖子还没写完，主要是想把后面的速度控制和位置控制的“时序”讲清楚。博途里集成了运动控制功能块，都是封装好了的，反而没有人想知道块内部是什么控制机制，我这次调试用不了博途集成的运动控制块，只好自己编写，要分享的也是这部分。

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先上几张电机的照片：
   
转子直径1300mm，转子端部连接了旋转变压器，输出的sin、cos波形通过变频器上的转换器解码细分成65536 u/r，相当于16位编码器；
   
转子上贴了44对N/S永磁磁极，转子同时也是飞轮（黄色）
定子绕组是组合安装的，额定电压690v

下面是邦飞利驱动器，面板上安装有Profinet通信接口，&旋变解码接口

     这是一个实验项目，项目要求通过PN总线控制邦飞利变频器，电机正转时为速度控制，从零速到额定转速250rpm的加速时间必须控制在0.8s以内，电机反转为位置控制模式；
     直径1.3m的转子，周长4m，250rpm时转子轮边的线速度是1000mpm，也就是16mps，16/0.8=20mps^2，加速度2g！（最好的跑车，0-100公里时速的加速时间是3.0s，加速度大约0.9g）
     接到这个调试任务时，我手上的资料一穷二白，别说邦飞利了，就连随时可以获得技术支持的西门子G120、V90等总线驱动我都没有调试过，况且是这么大的永磁同步电机——心中真是千万只草泥马在奔腾！
     ……
   通过PN总线控制邦飞利变频器，其实只要两份资料：1，关于邦飞利变频器PN通信模块的说明书《CM-Eth-PROFINET_GB_VEC1027R0》，文档大约5.6M；2，邦飞利变频器调试软件VPlus 8.08；

总线控制主要是MCI控制：

设置MCI控制方式，需要打开VPlus调试软件，在线修改P412参数：


     VPlus调试软件如果连上邦飞利变频器，工具栏上的在线工具按钮会以彩色显示，比如scope（类似西门子trace功能）；找到P412参数，鼠标指向“data set 0”这栏，窗口左下角信息栏会提示出厂默认参数值，点开“data set 0”这栏的话会有更多选项，总线控制时，这个参数选择"1-control via statemachine" ,通过状态机来控制。
    关于这个“状态机”，用这个词描述通信机制是很形象的，后面会举例说明状态机是怎么工作的。
   先看看Profinet的PKW和PZD描述：


  PKW主要是对变频器的所有参数进行读写访问，比如电机型号、本地或远程控制方式等，PZD主要是对变频器的过程数据进行周期性访问，比如运行电流、速度和位置信息等；PKW占用8个字节，一下子就占去了8/24，24字节是这个驱动器允许组态的最大数据结构，其中1/3用来读写参数显然是不划算不经济的，我这个项目把24字节全部用来组态PZD，需要用到哪些PZD可以根据一张“映射图”来任意组态：
   


这张映射图基本上包含了PZD3-PZD12的IN、OUT对应关系，表中没有PZD1和PZD2，是因为它们被固定为“控制字+参考值”和“状态字+实际值”。
根据这张PZD映射图，使用VPlus调试软件，设置变频器参数：


变频器这端的通信PZD设置好以后，在PLC这端的设置比较简单，安装邦飞利变频器的GSDM文件后，将设备联网，把PZD1-12拖放到相应的插槽：



硬件组态完成后，可以测试一下组态的正确性：在Vplus调试软件中查找P1108参数，它显示实际的位置值：

在PLC端，建立变量监控表，比较PZD3/4（双字）的值是否为实际位置值：

（这些图片并非是在线状态下截取）
硬件组态测试成功后，就是动作逻辑的编程了，也就是“状态机是怎么工作的？”
……
邦飞利变频器的定位控制，模式为1

这个定位控制包含了绝对定位和相对定位，区别在于控制字不同，功能类似1200的“MC_MoveAbsolute”
和“MC_MoveRelative”，如果要执行绝对定位，必须先执行“回原点”操作。
下图是定位控制的时序说明：

控制字的发送必须根据状态字显示的信息，才能发送相应的命令，流程才能顺利执行，这就是状态机的控制机制。根据这份时序说明，编制相应的定位功能，比如相对位置定位（MC_MoveRelative):
西门子控制器通过pn总线驱动变频器，能不能使用软件自带的运动控制功能？我没有试过，但理解了状态机控制机制，一样是可以实现这些运动控制功能的。