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SIEMENS西门子上海朕锌电气设备有限公司

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MICROMASTER 4 (MM4): 如何使用MM440的转矩控制?

• 文献

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• 涉及产品

传动装置广泛采用的是速度控制方式，但也有很多应用是需要转矩控制方式的。

如何使用MM440的转矩控制？

MM440的转矩控制功能是很好的功能，可以应用于一些张力控制的场合，使用时需要注意以下问题：

1. 设定变频器为无速度传感器矢量控制模式。 参看FAQ文档"MM440：无速度传感器矢量控制（SLVC)" (FAQ ID: 7494205).

    请确认变频器功能设置为SLVC，因为转矩控制运行于SLVC模式。

2. 通过参数P1500设定转矩控制的转矩给定源，参数P2003为基准转矩，代表对应的转矩值.

   例如，P1500=2选择模拟量输入0~10V为转矩给定源。

3.通过参数P1300＝22激活转矩控制功能.

4.实际转矩(Nm)可以通过参数r0031来监测(无论是否在转矩控制模式下),设置P0005=31,在显示画面中显示转矩值而非输出频率值.通过比较显示的转矩值和期望的转矩值可以知道转矩是否正确.

5.如有必要，可以用电流控制参数P1340和P1341来调整转矩控制环的稳定性，但通常无需该操作。

注意：在应用转矩控制时，如果没有负载电机会出现飞车，因此应设置一些其它的限制条件，如P1082(电机大运行频率)等，或者设置一个频率过阈值的指示输出，例如P0731=53.4（请看参数P2155的解释）。

提示1：采用转矩和频率控制运行

频率和转矩控制信号从两个不同的通道输入经常被用到。好的实现方法是让MM440运行于无速度传感器矢量控制模式，频率主设定值由模拟量输入通道1得到，转矩限幅信号由模拟量输入通道2得到。实际上，这意味着仅有频率或转矩能被连续控制，模拟量输入通道2则作为限幅控制。

参数设置
P1000=2 （频率设定值来自模拟量输入通道1）
P1300=20 （无速度传感器矢量控制）
P1500=0
P1522=755.1 （转矩上限值来自模拟量输入通道2）
模拟量输入通道2可以通过P0756 - P0761下标1的参数来做。
转矩基准值可以通过P2003来调整。

提示2：采用负转矩运行（例如放卷应用）

在上面的例子中，如果转矩为负，例如在放卷应用中，模拟量输入通道2可以连接至P1523，作为转矩下限值设定。需要重新模拟量输入通道2以允许负的设定值（例如0到10V对应0到-转矩）。
频率设定值也需要合适的（例如模拟量输入通道1的0到10V对应0到-50Hz）。

提示3：采用正的和负的转矩运行

如果模拟量输入通道2控制的转矩既有正值又有负值，那就有必要用模拟量输入通道2同时调整P1522（例如0到）和P1523（例如0到-）。这可以通过PID环中的信号反相来实现。

•    将模拟量输入通道2连接至PID反馈值，P2264=755.1

•   将的输出r2272(通常不变）连接至转矩上限，P1522=2272

•   将误差信号r2273(通常为r2272乘以-1）连接至转矩下限，P1523=2273

•   转矩上限和下限值可以通过模拟量输入通道2连续调整

变频器现在可以运行于这些限幅值之内。也可以按照该方法设定别的限幅值，例如频率、电流限幅等。负载转矩监控该功能能够监控在一定频率范围内电机和系统负载间机械力的传送。典型的应用是皮带，可以监控皮带是否断开或者受力太大。

  tipstricks_0019_load_torque_monitoring_V1_0__76.pdf (130,3 KB)

   Load_torque_monitoring.zip (26,1 KB)

注意：

常问问题： "在转矩控制中使用点动功能" ID: 16818432

应用与工具： "MICROMASTER 4: 闭环转矩控制以及载荷分布" ID 23939668 

在 SIMATIC F-CPU 上分布式使用安全激光扫描器，并采用 F-CPU 切换监控盒

• 文献

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• 涉及产品

问题  
某个机器人装配间有 2 个工作站，操作员可以自由地轮流操作这 2 个工作站 。装配间运行期间，现场条件因机器人的移动而发生变化：危险区变成工作区，或，工作区变成危险区。

为了监控（人员和设备保护）这个危险区域不断改变的装配间，需要使用安全激光扫描器和故障安全控制器（PLC）。

解决方案 
为解决上述问题，本应用示例采用了：

• 用于工厂自动化的 SIMATIC 安全集成技术：
  硬件：SIMATIC S7-300 故障安全控制器
  软件：STEP 7 V11 和 STEP 7 Safety Advanced V11

• SICK 安全激光扫描器

本应用示例实现了对两个不断变化的危险区域的监控。基于分布式技术，SICK 安全激光扫描器通过 PROFINET 连接至 SIMATIC F-CPU。

 

在SIMATIC 故障安全控制器中，采用一个系统（硬件和软件）, 用户可以实现标准应用和安全型应用 。这意味着：一个控制器、一个统一的工程组态、一个网络，即可实现两种应用。

SICK S3000 PROFINET IO 安全激光扫描器 具有一个集成式 PROFINET 接口 。这意味着：可以方便地分布式使用该安全激光扫描器；通过过程映像，可以方便地将其连接至 SIMATIC 故障安全控制器。该安全激光扫描器具备不同的使用方法：支持 3 个扫描范围、多 8 个区域组和多 8 个监控盒 。因此，使用该安全激光扫描器，用户可以灵活地对不断变化的危险区域实施保护。

在TIA Portal 中，哪些操作面板可以与 SIMATIC S7-1200 或S7-1500通讯?

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• 涉及产品

这里列出了可以与 SIMATIC S7-1200 和 S7-1500 通讯的操作面板。面板与控制器通讯选项一览人机界面访问没有通信驱动程序注意面板的镜像版本通过 PUT/GET  通讯创建HMI 连接

在 TIA Portal 中，大部分面板可以直接与 S7-1200 或 S7-1500 控制器通讯。 
也可以选择通过PUT/GET  建立 HMI 到控制器的通讯连接。

在下表中可以看到通讯选项

• 使用什么类型的面板

• 使用什么版本镜像

• 使用什么通讯方式

• 控制器使用什么版本
    
  

面板与控制器通讯选项一览

图例

• "A" = 可以直接组态 HMI 连接(无需其他设置)。如何建立连接请参阅条目 ID: 89852595.

• "A*" =对与 SIMATIC S7-1500 或 S7-1200 V4 通讯，使能 "Access via PUT/GET communication" 。参考 "Enable PUT and GET" (参阅图. 04)，可以配置相应的通讯驱动。

• "B" = 在对应版本 TIA Portal 中该面板没有通讯驱动程序。 然而，按照下面的说明你可以建立一个连接。
     

面板组	镜像版本			控制器的通讯路径
	V11	V12	V13 SP1 V14 V14 SP1	S7-1200			S7-1500
				V1	V2, V3	V4	up to V2.0
Basic Panels 1st Generation	X	-	-	A	A	B	B
	-	X	-	B	A	A	A
Basic Panels 2nd Generation	-	-	X	B	A	A	A
Comfort Panels	X	-	-	B	A	B	B
	-	X	X	B	A	A	A
Mobile Panels (except Mobile Panel 177)	X	-	-	B	A	B	B
	-	X	-	B	A	A	A
Mobile Panel 177	X	-	-	B	A	B	B
	-	X	-	B	A	A*	A*
(Operator/Touch) Panels	X	-	-	B	A	B	B
Multi Panels	X	-	-	B	A	B	B
	-	X	-	B	A	A	A

表 01
  

人机界面访问没有通信驱动程序

(通信线路 "B")

• 在这种组态中，这些面板没有S7-1200或S7-1500控制器的通信驱动程序，实际上可以通过网络视图中的拖放来配置连接，但不能在面板侧作为活动连接选择它。
     

图. 01
   

• 在TIA Portal工程系统中选择相关面板，打开“连接”菜单。 
   创建新连接。 
   选择“SIMATIC S7 300 / 400“作为通信驱动程序（1）。 
   选择“以太网”作为接口（2）。 
   输入PLC的IP地址（3）。 
   将PLC的扩展槽设为“1”（4）。

   

图. 02
  

• 通过 PUT/GET  通讯创建一个HMI 连接。 
  确保有关的块被配置为“非优化”。 
  访问必须是的。确保在HMI变量表“PLC标签”列为空，因此把相关标签设置为"" 。

  

图. 03
  

注意面板的镜像版本

面板镜像版本不是必须与TIA Portal中组态的版本一致，在TIA Portal中可以组态面板版本比对应的TIA Portal版本低。 
如果在硬件目录中没有列出所需的面板，则无法建立连接。

如何确定面板上的镜像版本

1. 在boot loader 中读取版本（在“Loader“还是在“Start Center”中取决于版本）（1）。
   

2. 欲了解更多详细信息，请单击启动加载程序中的“Setting””（2）和资源管理器中“OP”（3）。
   

3. 在“OP Properties”窗口中选择“Device”选项卡（4）。 
   

4. 读出面板上的镜像版本（5）。
     

图. 04
 

如何确定TIA Portal上的镜像版本 

1. 打开项目视图。
   

2. 点击项目导航中的"设备和网络"。 
   

3. 右键点击操作面板。
   

4. 点击 "更改设备/版本"。
   

5. 在“当前设备：”，“版本：”旁可以找到当前编程版本的镜像版本（1）。如果版本与面板上的版本不同，则在项目下载时将此版本的镜像安装在面板上。
   

6. 如果在设备树选择设备（2），然后在“新设备：”，“版本：”旁下拉列表框中选择镜像的替代版本（3），可以把面板配置为当前的TIA Portal版本。
      

图. 05
 

通过 PUT/GET  通讯创建HMI 连接

不常用的面板-控制器组合在对应的TIA Portal 没有通讯驱动程序。
然而，仍然可以通过以下步骤建立通信连接：

使能 PUT 和GET

1. 打开项目视图。
   

2. 点击项目导航中的"设备和网络" (1)。
   

3. 点击控制器 (2)。
   

4. 打开属性点击 "常规" (3)。
   

5. 点击"保护"。
   

6. 向下滚动(4)。

7. 为“连接机制”设置检查标记  (5)。
      

图. 06

关于性能质量水平注意事项
建议将与面板通信的块设置为“非优化”。其他块应创建为“优化”。

所有HMI相关数据应该在 PLC 循环周期中从“优化”块复制到“非优化”块。不应该有更频繁的数据交换。这防止了S7-1200 V4 / S7-1500 “非优化的“块不必要的负面性能影响。

创建非优化块

1. 在项目导航中打开控制器 (1)。 
   

2. 打开"程序块" 。
   

3. 双击与面板通信的块（2）。 
   

4. 打开属性，点击 "属性" (3)。
   

5. 取消选择"优化的块访问" (4)。
   

6. 用“确定”确认设置。
     

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