西门子MASTERDRIVES伺服的简要过程控制

韦才竞，蒋丽艳

(桂林中昊力创机电设备有限公司，广西 桂林 541213）

MASTERDRIVES伺服是SIEMENS旗下一款老的伺服系统，一般在老设备改造中常用，因为少用，所以鲜为人知，在这里就简单介绍一下其通用的一些过程控制（以下将MASTERDRIVES伺服简称“MC”）。

1 调试软件

调试软件我们采用的DRIVEMONITOR_V5.5。

2 驱动器连接参数设定

将驱动器通过RS232通讯电缆连到调试电脑，打开调试软件DRIVEMONITOR_V5.5，点开工具栏TOOLS/ONLINE SETTINGS，选择通讯口COM及波特率（可以在设备管理器中查看或修改），其余为默认值，端口：X103。

3 驱动器参数在线

点开工具栏FILE/SET UP AN USS ONLINE CONNECTION……，点START按钮，如果通讯口及波特率设定正确的话，可以直接在线连接驱动器的参数。亦可通过新建文件名，如图1，选好后点OK钮进入主画面，再点图标 （将参数写到EPROM中，断电后参数不会丢失），如果通讯口及波特率设定正确的话，也可以直接在线连接驱动器的参数。

图1 驱动器参数在线设置画面

4 驱动器参数设定

（1）首次使用MC控制器或更换电机后，首先需进行参数的工厂恢复：点开工具栏PARAMETERS/PARAMETER LIST显示全部参数，P053=6（0000000000000110）——》P060=2——》P970=0对参数进行工厂恢复。

（2）使用SIEMENS标准电机时电机参数的设定：参数进行工厂恢复后显示r000=o005——》P071=400V（进线电压） ——》P095=1（电机类型选择） ——》P096=？（根据电机实际型号选择） ——》P130=2（选择编码器接口板） ——》P060=1——》驱动器显示 r000=o009——》 P060=3——》P367=3（选择工作模式为速度模式） ——》P368=2（选择控制命令源为固定设定值和端子控制） ——》P370=1（对电机参数开始进行初始化） ——》 P060=0，电机参数的设定完成。

（3）使用第三方电机时电机参数的设定：参考PDF手册《MC伺服控制器简明调试》，在此不再做说明。

（4）当P368=2（选择控制命令源为固定设定值和端子控制）时。

a.可通过软件DRIVEMONITOR_V5.5软面板启动。点开下面的三角符号，打开直接控制面板，点击使能键变成黄色，使能BIT1～6，选择SPEED为%，输入数值（范围为-200%～200%），要按回车键，速度值才能生效。再按启动按钮启动电机。

b.亦可通过外部端子启动，X101/8高电平为启动源，X101/5和X101/6组合成频率输出值。

c.通过直接面板控制CUMC基本定位功能。

基本定位功能参数的设定：设参数P060=7——》激活基本定位功能块的自由功能块U953.60=4——》U953.61=4——》U953.62=4——》设定参数将基本定位功能块与位置控制器连接P190=882——》P209=881——》P210=1——》设定编码器控制模块参数P174=885——》P175.1=889——》P175.2=890——》P179=890——》P647=3（零位开关接在端子X101/6（DI4），上升沿有效；如果零位开关接在端子X101/7（DI5）上，则改P648=3，上升沿有效。）。

打开基本定位功能区：点开下面的三角符号，打开直接控制面板，再点开菜单栏的，选择右边选择栏中的图标

进入基本定位功能控制区，点击基本定位功能控制区中的使能键变成黄色，此时直接控制面板使能键也变成黄色。

开启基本定位功能：当直接控制面板使能键变成黄色后，先使能BIT1～6，再启动装置（即启动BIT0），此时装置合闸使能上，基本定位功能控制区中的P211变绿，再点击钮P210使之变绿，则B220变绿，基本定位功能开启。

基本定位功能的速度模式：首先勾选EXPERT MODE，如下图所示，再选择方向后，设定速度值和加减速度值（最大值的%），再激活传送数据钮“SETPOINT TRANSFER ACTIVE”，启动按钮即可运行电机了。

基本定位功能的回零模式：1）首先要修改参数U866.010（回零方式选择REF_TYP）=B1（参考点为零位的方式）——》U866.011（正向回零软限位停是否有效）=B0（先选择无效，当选择B1有效时，需更改正向软限位U865.1的值）——》U866.012（负向回零软限位停是否有效）=B0（先选择无效，当选择B1有效时，需更改负向软限位U865.2的值）——》U866.014（选择回零方向）=B1（反向回零，当选择=B0时为正向回零）。

2）基本定位功能电机定长单位的计算及对应参数的修正:

C.5.2.1 进给常量的计算:以磁梁吸附电机为例：电机减速比为11.26，电机额定转速为3 000转/分钟，电机每转一圈产生4 096个脉冲,输出轴转一圈实测为520 MM，可以计算得出电机每产生一个脉冲输出轴所走的长度（UM）=（520×1 000UM）/（4 096×11.26）=11.27470027。

C.5.2.2 根据计算所得的进给常量修改参数P169=11（进给常量的整数,原为1），P170=27470027（进给常量小数点后的前八位,原为0）。

C.5.2.2 根据计算所得的进给常量修改最大速度及最大加减速参数：U856（最大速度）=12 288（默认值）×11.27470027=138 543（取整）,亦可根据实际需要手动修正此参数；U857（最大加减速度）=204（默认值）×11.27470027=2 300（取整）,亦可根据实际需要手动修正此参数。

3）基本定位功能电机运行参数的修正: 进入到基本定位功能控制区（如上图）。

C.5.3.1 点NEXT钮,进 入 到DRIVE CONFIGURATION界面输入轴的类型：LINEAR AXIS线性轴U585=0,选择单位为MM。

C.5.3.2 再 点NEXT钮 进 入 到REFERENCE POINT APPROACH界面,再点开HOMING MODE按钮选择回零方式:参考零位ZERO MARKER和回零方向:反向回零;

C.5.3.3 再点NEXT钮进入定位精度监控区,再点NEXT钮进入软限位位置设定区,设置好正负限位值;

C.5.3.4 设定完成后,可以选择按钮GENERATING SCRIPTFILE,系统会自动将设置好的参数生成脚本文件下载到装置中,参数即可生效;

C.5.3.5 再回到第一级界面CONTROL/OBSERVE栏,如上图,可进行回零及定位的直接控制了。

4）基本定位功能的回零启动: 进入基本定位功能控制区,如上图,选择回零方向BACKWARD变绿（反向回零）,再选择回零模 式REF_TYPE（选第二栏REFERENCING OPERATION）, 设定好速度值和加减速度值（最大值的%），再激活传送数据钮“SETPOINT TRANSFER ACTIVE”，启动按钮即可运行开关回零了。

5）基本定位功能的定位模式：参数的设定同C.5,在此不再做具体的解释了.进入基本定位功能控制区,首先执行电机回零后,选择定位模式（绝对定位还是相对定位）如果走绝对定位就不需选择运动方向了,如果是相对定位,则需选择运动方向;输入定位位置值及速度值和加减速度值（最大值的%），再激活传送数据钮“SETPOINT TRANSFER ACTIVE”，启动按钮即可运行电机走定长了。

（5）当P368=6（选择控制命令源为总线控制）时，端口：SLOT A——CBP2，修改参数P918.1=CPU中给定的总线地址。

A、纯速度模式下的总线控制：CPU中配置控制字时为2个：PPO TYPE 3，PZD-2/2，第一个为控制字（状态字反馈），第二个为速度字（速度反馈）。

A.1、控制字的给定（可通过参数R550监控控制字的每一个位是否通过总线送过来）：链接功能块为B表示的是位链接,K表示的是单字链接,KK表示的是双字链接。

A.1.1、控制字1的BIT10 ——》通过程序置1（总线开启）；

A.1.2 控制字1的BIT0——》链接到驱动器的B3100（改参数P554= B3100） （启动位）；

A.1.3 控制字1的BIT1～6——》链接到驱动器的B1（置1,改参数P555～P564= B1,或链接到B3101～B3106,通过程序置1）；

A.1.4 控制字1的BIT7——》链接到驱动器的B3107（改参数P566= B3107） （复位位）；

A.1.5 控制字1的BIT11——》链接到驱动器的B3111（改参数P571= B3111） （选择正向运行）；

A.1.6 控制字1的BIT12——》链接到驱动器的B3112（改参数P572= B3112） （选择反向运行）。

A.2、速度源的给定：为第二个控制字——》链接到驱动器的K3002（K3002后的数字2表示为通讯字的第二个字,改参数P443= K3002）；

A.3、电机走纯速度模式运行：BIT10首先置1——》BIT1～6再置1——》BIT11（或12）置1——》MOVE速度值到第二个控制字中（十六进制的4000或十进制的16384对应额定速度3000转/分钟） ——》BIT0再置1就能运行电机了。

B、CUMC基本定位功能的总线控制：CPU中配置控制字时为14个（前4个字是给PIV，不参与控制，参与控制的PZD为10个字）：PPO TYPE 5，PIV+PZD-10/10，PZD的第1个字为基本控制字（状态字反馈），，PZD的第2个字为基本定位功能控制字（基本定位控制字反馈），PZD的第3个字为速度字（速度反馈），PZD的第4～5个字为位置字（位置反馈）。进给常量的计算可参考上述介绍的4.4.3.5的第三点：基本定位功能电机运行参数的修正。

B.1、第一个控制字的给定：PZD的第1个字（可通过参数R550监控控制字的每一个位是否通过总线送过来）合闸使能后R550为：1001110001111111。

B.2、第二个控制字的给定：

B.2.1、控制字2的BIT0 ——》链接到驱动器的B3200（改参数U866.2= B3200） （REF_ON回零启动）；

B.2.2、控制字2的BIT1 ——》链接到驱动器的B3201（改参数U866.3= B3201） （POS_ON定位启动）；

B.2.3、控制字2的BIT2 ——》链接到驱动器的B3202（改参数U866.4= B3202） （SETUP_ON速度控制启动）；

B.2.4、控制字2的BIT3 ——》链接到驱动器的B3203（改参数U866.5= B3203,也可根据实际应用情况直接链接到B0或B1而不通过CPU的BIT3控制） ：（POS_TYP定位模式,B0=相对定位,B1=绝对定位 ,）；

B.2.5、控制字2的BIT4 ——》链接到驱动器的B3204（改参数U866.6= B3204） （D_FWD速度控制时选择正向运行）；

B.2.6、控制字2的BIT5 ——》链接到驱动器的B3205（改参数U866.7= B3205） （D_BWD速度控制时选择反向运行）；

B.2.7、控制字2的BIT6 ——》链接到驱动器的B3206（改参数U866.8= B3206） （SPV_RIE,当SPV_RIE_TYP=0时, SPV_RIE上升沿到,数据刷新一次）；

B.2.8、控制字2的BIT7 ——》链接到驱动器的B3207（改参数U866.9= B3207也可直接链接到B1而不通过CPU的BIT7控制） （SPV_RIE_TYP数据刷新方式,当SPV_RIE_TYP=0时, SPV_RIE上升沿到,数据刷新一次; 当SPV_RIE_TYP=1时, 数据刷新为连续装入）；

B.2.9、控制字2的BIT8 ——》链接到驱动器的B3208（改参数U866.10= B3208也可直接链接到B1而不通过CPU的BIT8控制） （REF_TYPE回零方式 ,当 REF_TYPE=0 时 , HOMING ON THE FLY; 当REF_TYPE=1时, 参考点回零方式）；

B.2.10、 改参数 U866.11= B1（REF_FWD_STOP正向软限位停,当=B1时, 需更改正向软限位U865.1的值大于0;当=B0时,不受正向软限位控制）；

B.2.11、 改参数 U866.12= B1（REF_BWD_STOP反向限位停,当=B1时, 需更改反向软限位U865.2的值小于0;当=B0时,不受正向软限位控制）；

B.2.12、控制字2的BIT12 ——》链接到驱动器的B3212（改参数U866.14= B3212也可直接链接到B1而不通过CPU的BIT8控制） （REF_D回零方向,当 REF_D=0时 , 为正向回零 ; 当REF_D=1时, 为反向回零）。

B.3、速度源的给定：PZD的第3个字——》链接到驱动器的K3003（改参数U868= K3003）；

B.4、位置源的给定：PZD的第4～5个字——》链接到驱动器的KK3034（改参数U867= KK3034）；

B.5、基本定位功能中的速度控制：首先合闸使能第一个控制字,R550显示为:1001110001111111后——》MOVE速度值到第三个控制字中（十六进制的4000或十进制的16384对应额定速度3000转/分钟） ——》控制字2的 BIT7置1（数据刷新为连续装入） ——》控制字2的BIT2置1（速度控制启动） ——》控制字2的BIT4或BIT5置1（选择速度控制启动方向）即可运行电机了。

B.6、基本定位功能中的回零控制：

B.6.1、U866.011（正向回零软限位是否有效）=B0（先可以选择无效，当回零后再选择B1有效，需更改正向回零软限位U865.1的值大于零）；

B.6.2、U866.012（反向回零软限位是否有效）=B0（先可以选择无效，当回零后再选择B1有效，需更改正向回零软限位U865.2的值小于零）；

B.6.3、检查零位开关接线端子X101/6（DI4）上升沿是否有效；

B.6.4、首先合闸使能第一个控制字——》MOVE回零速度值到第三个控制字中（十六进制的4000或十进制的16384对应额定速度3000转/分钟）——》控制字2的 BIT8置1（回零模式为参考点回零） ——》控制字2的 BIT7置1（数据刷新为连续装入）——》控制字2的 BIT12置1（回零反向反向回零）——》控制字2的 BIT0置1（回零启动）,此时执行回零到回零开关停下,当前位置值为0后,再断开控制字2的 BIT0,回零已完成。

B.7、基本定位功能中的定位控制：

操作回零后,可选择控制字2的 BIT3置1（绝对定位）——》首先合闸使能第一个控制字——》MOVE定位速度值到第三个控制字中（十六进制的4000或十进制的16384对应额定速度3000转/分钟）——》MOVE定位位置值到第4～5个控制字中——》控制字2的 BIT7置1（数据刷新为连续装入） ——》控制字2的 BIT1置1（定位启动）,即可执行基本定位功能中的定位控制了。

（6）如何改变CUMC驱动电机的方向:

可以采用以下方法：

a.传统方法：改变电机的任意两相进线相序，从而改变电机的磁场方法，就可以实现转向的改变。当使用编码器闭环模式时需要同时改变编码器的极性。

b.使用参数：P595=0 顺时针磁场，当设定值为正向时，电机顺时针运行

P595=1 逆时针磁场，当设定值为正向时，电机逆时针运行

因此，当需要将电机的运行方向改变时，更改P595即可实现。

图2 保存文件示意

设定步骤：P060=5>>>595=?>>>P060=1or7

（7）在线参数怎样保存到硬盘文件

如图2所示,通过此项保存可将在线的驱动器参数值保存到我们的电脑硬盘,以便离线时查看驱动器参数值。

[1]《MC伺服控制器简明调试》.

[2]《如何改变CUMC驱动电机的方向》.

[3]《CUMC基本定位功能简明调试》.