西門子6ES7 952-1KL00-0AA0 PLC維修

西門子6ES7 952-1KL00-0AA0 銷售

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8.4 優(yōu)化位置控制器
S7-Technology
912 功能手冊, 03/2008, A5E01078448-06
增大 Kv 系數(shù)時，請注意趨勢曲線的以下屬性：
● 曲線顯示出較短的穩(wěn)定時間。
● 趨勢沒有顯示任何反向的實際值。
● 激活設(shè)定值時不會出現(xiàn)超調(diào)。
● 趨勢曲線顯示整體上穩(wěn)定的響應(yīng)（趨勢曲線中沒有振蕩）。
裝載、測試和診斷
8.4 優(yōu)化位置控制器
S7-Technology
功能手冊, 03/2008, A5E01078448-06 913
8.4.5 調(diào)節(jié)平衡濾波器
調(diào)節(jié)增益系數(shù) Kv 之后，繼續(xù)調(diào)節(jié)平衡濾波器的時間常數(shù) vTc（velocity Time constant，
速度時間常數(shù)）。
位置控制的方框圖
active
Symmetry filter
Interpolator
Position controller
Bias control
Velocity controller Velocity
Setpoint setpoint
Actual position
Drive
Kv
KPC
vTc
nist
xist nist
0
設(shè)定值更改要求快速精確地穩(wěn)定控制器。 因此，T-CPU 使用預(yù)先控制和位置控制器來控
制設(shè)定值偏差。 平衡濾波器補(bǔ)償預(yù)先控制功能的運行時間延遲。
● 預(yù)先控制
用于對設(shè)定值更改進(jìn)行高速響應(yīng)的微分功能。 預(yù)先控制功能可以立即穩(wěn)定大部分的設(shè)
定值更改。
● 位置控制器
位置控制器因其比例作用而運行地較慢，但是明顯具有更高的精度。 其任務(wù)是精確調(diào)
整預(yù)先控制功能尚未解決的剩余控制誤差。 在調(diào)節(jié)好的控制回路中的誤差，跟設(shè)定值
變化相比較而言是很小的。
● 平衡濾波器
平衡濾波器補(bǔ)償由預(yù)先控制回路引起的運行時間延遲。
裝載、測試和診斷
8.4 優(yōu)化位置控制器
S7-Technology
914 功能手冊, 03/2008, A5E01078448-06
平衡濾波器功能
Symmetry filter
Inter
polator
rive
Position controller
ias control
Velocity elocity controller
Setpoint setpoint
ctual position
D
V
active B
A
0
Kv
KPC
vTc
nist
xist nist
預(yù)先控制功能對更改設(shè)定值有微分作用，這意味著生成的值將以相當(dāng)大的速度傳送到驅(qū)動
器。 驅(qū)動器中的速度控制器將通過預(yù)先控制功能校正部分設(shè)定值更改輸出；驅(qū)動器將移
動。 實際值更改將反饋到位置控制器。
現(xiàn)在，位置控制器必須校正已定義的位置設(shè)定值和預(yù)先控制生成的實際值偏差之間的剩余
誤差。 因此，位置控制器需要校正時刻的設(shè)定值。
平衡濾波器必須補(bǔ)償由預(yù)先控制回路引起的運行時間延遲。 這就需要將設(shè)定值延遲傳送
到位置控制器。
裝載、測試和診斷
8.4 優(yōu)化位置控制器
S7-Technology
功能手冊, 03/2008, A5E01078448-06 915
調(diào)節(jié)平衡濾波器
使用上述用戶程序和 TraceTool 來調(diào)節(jié)平衡濾波器。 與前面所做的更改不同，更改要記
錄的信號的設(shè)置：
記錄 值
信號 1 _project."axis name".servodata.
controllerdifference
信號 2 _project."axis name"..servodata.
followingerror
必須激活平衡濾波器和預(yù)先控制才能調(diào)節(jié)平衡濾波器。
● 激活平衡濾波器
將組態(tài)數(shù)據(jù)元素
TypeOis.NumberOfDataSets.DataSet_x.ControllerStruct.PV_Controller.balanceFi
lterMode 的值更改為原始值 Mode_1 或 Mode_2。
此外，也可以通過工藝功能“MC_WriteParameter"的參數(shù)編號 2035 復(fù)位平衡濾波
器。 為 Mode_1 選擇值 90，或者為 Mode_2 選擇值 91。
● 啟用速度預(yù)先控制
在軸 (Axis) > 控制 (Control) 對話框的“靜態(tài)控制器數(shù)據(jù)"(Static controller data) 上，激
活“預(yù)先控制"(Pre-control) 復(fù)選框。
平衡濾波器調(diào)節(jié)的目標(biāo)是校正預(yù)先控制需要的時間段。
● 設(shè)置時間常數(shù) vTc
在用戶程序中通過工藝功能“MC_WriteParameter"的參數(shù)編號 2063 或在組態(tài)數(shù)據(jù)元素
TypeOis.NumberOfDataSets.DataSet_x.DynamicData.velocityTimeConstant 中
設(shè)置時間常數(shù) vTc（velocity Time constant，速度時間常數(shù)）。
您也可以在軸 (Axis) > 控制 (Control) 對話框的“動態(tài)控制器數(shù)據(jù)"(Dynamic controller
data) 選項卡中，設(shè)置時間常數(shù) vTc（velocity Time constant，速度時間常數(shù)）。 如
果在該對話框中選中了“專家"(Expert) 復(fù)選框，該選項卡便可見。 在該選項卡中，編
輯參數(shù)“替換時間速度控制回路"(Substitution time speed control loop) 的值。
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8.4 優(yōu)化位置控制器
S7-Technology
916 功能手冊, 03/2008, A5E01078448-06
時間常數(shù) vTc 設(shè)置不夠長的示例
設(shè)定值輸出地太早，因而不能進(jìn)行位置控制。 因為設(shè)定值導(dǎo)致了所返回的實際值，因此
設(shè)定值與實際值的偏差太高。 因此，控制變量中位置控制器輸出的值太高；速度控制器
將過度響應(yīng)，并將增大以下誤差。
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8.4 優(yōu)化位置控制器
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功能手冊, 03/2008, A5E01078448-06 917
時間常數(shù) vTc 的理想設(shè)置的示例
調(diào)節(jié)平衡濾波器以優(yōu)化性能。 位置控制器將及時接收帶有實際值的設(shè)定值。 位置控制器
只需校正預(yù)先控制尚未校正的微小偏差。
當(dāng)您調(diào)節(jié)完平衡濾波器后，便成功完成了位置控制器的調(diào)節(jié)。
說明
注意事項：
? 如果在沒有超調(diào)的情況下組態(tài)恒定速度階段，則跟隨誤差不能采用零值。
? 因為位置控制周期包括在速度控制回路的等效時間常數(shù) (vTc) 的計算中，該時間常數(shù)
的zui大值等于 16 個位置控制器時鐘。 死區(qū)時間元件的zui大緩沖長度為 16。
? 完成『準(zhǔn)備調(diào)節(jié)』一章描述的更改后，請勿忘記恢復(fù)原始值。
? 請確保還同時更改了離線項目中 Kv 系數(shù)的調(diào)節(jié)值和時間常數(shù) vTc 的調(diào)節(jié)值
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8.4 優(yōu)化位置控制器
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918 功能手冊, 03/2008, A5E01078448-06
8.4.6 計算位置控制環(huán)的等效時間常量
位置控制回路的等效時間常數(shù)在以下情況下才有效：
● 通過在“MC_Power"工藝功能中設(shè)置 StopMode = 0 緊急斷開
● 通過在“"MC_MoveVelocity"工藝功能中設(shè)置 PositionControl = FALSE ，從位置控制模
式轉(zhuǎn)換為速度控制模式。
注意
如果位置控制回路的等效時間常數(shù)尚未調(diào)節(jié)充分，則軸在前面所述情況下可能會執(zhí)行
不必要的補(bǔ)償運動。
要確定位置控制回路 pTc 的等效時間常數(shù)：
帶預(yù)控制的比例作用控制器 vTc <> 0 pTc = vTc + Tservo/2
vTc = 0 pTc = 0
不帶預(yù)控制的比例作用控制器 pTc = 1/Kv
在這種情況下，速度控制回路 (vTc, speed control circuit) 所用的等效時間常數(shù)可以按照
『調(diào)節(jié)平衡濾波器』一節(jié)中的描述確定。
裝載、測試和診斷
8.4 優(yōu)化位置控制器
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功能手冊, 03/2008, A5E01078448-06 919
在軸 (Axis) > 控制 (Control) 對話框的“動態(tài)控制器數(shù)據(jù)"(Dynamic controller data) 選項卡
中，輸入計算出的位置控制回路的等效時間常數(shù)。 僅當(dāng)設(shè)置了專家模式時，才可選擇該
選項卡。
也可以在 S7T Config 專家列表中的組態(tài)數(shù)據(jù)元素
TypeOis.NumberOfDataSets.DataSet_x.DynamicData.velocityTimeConstant 中設(shè)置
位置控制回路的等效時間。
說明
使用緊急斷開命令驗證計算出的位置控制回路的等效時間常數(shù)值。 要執(zhí)行緊急斷開命
令：
1. 通過設(shè)置輸入?yún)?shù) StopMode = 0 在工藝功能“MC_Power"上啟用軸。
2. 通過設(shè)置輸入?yún)?shù) PositionControl = TRUE 移動具有工藝功能“MC_MoveVelocity"的
軸。
3. 在“MC_Power"工藝功能的 Enable 輸入?yún)?shù)中生成下降沿。
在 S7T Config 的 TraceTool 中，設(shè)置以下系統(tǒng)變量：
? motionstatedata.commandvelocity（軸速度設(shè)定值）
? motionstatedata.actualvelocity（實際軸速度）
? positioningstate.commandposition（軸位置設(shè)定值）
? positioningstate.actualposition（實際軸位置）
? stopemergencycommand（緊急關(guān)閉/停止命令的執(zhí)行狀態(tài)）
使用系統(tǒng)變量 stopemergencycommand 限制要分析的記錄周期。
如果在已記錄的系統(tǒng)變量中產(chǎn)生階躍響應(yīng)或超調(diào)，則更改位置控制回路的等效時間常數(shù)的
值。
裝載、測試和診斷
8.5 使用斷點進(jìn)行測試
S7-Technology
920 功能手冊, 03/2008, A5E01078448-06
8.5 使用斷點進(jìn)行測試
8.5.1 通過斷點測試
可在 STEP 7 的程序編輯器中通過斷點測試用戶程序。更多信息，請參閱 STEP 7 文檔。
在下圖所示的 T-CPU 中，由于安全考慮事項而有各種特性：
((( )))
FRCE
RUN
STOP
FRCE
RUN
STOP
FRCE
RUN
STOP
Breakpoint reached
Test > Execute next command
RUN state
Test > Continue
The controller switches to
HOLD; the drives on
DP(DRIVE) are shut down.
The controller switches to
HOLD; the drives on
DP(DRIVE) remain
shut down.
The Technology CPU
goes into STOP
裝載、測試和診斷
8.6 使用監(jiān)視表進(jìn)行測試
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功能手冊, 03/2008, A5E01078448-06 921
已達(dá)到的斷點
達(dá)到斷點后，PLC 通常更改為“HOLD"；“RUN"LED 以 0.5 Hz 頻率閃爍，“STOP"LED 則
*亮起。 在“HOLD"模式下，PLC 及其集成工藝的輸出將關(guān)閉。
菜單命令測試 (Test) > 執(zhí)行下一條語句 (Execute next statement)
達(dá)到斷點后，您可以通過選擇測試 (Test) > 執(zhí)行下一條語句 (Execute next statement) 命
令繼續(xù)測試您的用戶程序。
測試 (Test) > 恢復(fù)運行 (Resume) 命令
當(dāng)您執(zhí)行測試 (Test) > 恢復(fù)運行 (Resume) 命令時，T-CPU 將更改為“STOP"。 “重啟
"T-CPU 以恢復(fù)“RUN"模式。
8.6 使用監(jiān)視表進(jìn)行測試
8.6.1 使用監(jiān)視表監(jiān)視系統(tǒng)變量
在 S7T Config 中使用監(jiān)視表監(jiān)視或控制工藝對象的系統(tǒng)變量。 S7T Config 中的監(jiān)視表的
功能堪比 STEP 7 的變量表。
您可以在監(jiān)視表中對不同變量（多個工藝對象的系統(tǒng)變量、多個程序的用戶變量）進(jìn)行編
組，并監(jiān)視該組。
說明
在監(jiān)視表中監(jiān)視變量需要有在線連接。
如何創(chuàng)建監(jiān)視表：
1. 打開瀏覽器，然后選擇“MONITOR"元素。
2. 選擇插入 (Insert) > 監(jiān)視表 (Watch table) 命令。
3. 輸入監(jiān)視表的名稱。
4. 單擊“確定"(OK) 進(jìn)行確認(rèn)。
裝載、測試和診斷
8.6 使用監(jiān)視表進(jìn)行測試
S7-Technology
922 功能手冊, 03/2008, A5E01078448-06
要向監(jiān)視表添加變量：
1. 在瀏覽器中，選擇包含要添加到監(jiān)視表（變量表顯示在符號瀏覽器中）的變量的元
素。
2. 在符號瀏覽器中，選擇包含要添加到監(jiān)視表的變量的行。
3. 從右鍵快捷菜單中選擇“移動到監(jiān)視表"(Move to watch table)。
4. 根據(jù)需要重復(fù)步驟 1 到 3。
要在監(jiān)視表中監(jiān)視變量：
1. 建立到 T-CPU 的在線連接。
2. 打開監(jiān)視表。
3. 監(jiān)視“狀態(tài)值"(Status value) 列中變量的當(dāng)前值。
要在監(jiān)視表中控制變量：
1. 建立到 T-CPU 的在線連接。
2. 在“控制值"(Control value) 列中輸入要控制的值。 將選中單元格中的復(fù)選框。
3. 單擊“立即控制"(Control immediay) ，將要控制的值傳送到 T-CPU。 如果您不想將
該值傳送到 T-CPU，請取消選中該復(fù)選框。
裝載、測試和診斷
8.7 將 TraceTool 用于測試
S7-Technology
功能手冊, 03/2008, A5E01078448-06 923
8.7 將 TraceTool 用于測試
8.7.1 總覽 — TraceTool
您可以使用 S7T Config 的 TraceTool 跟蹤和保存信號圖以及變量的值。 例如，記錄的數(shù)
據(jù)可以用于分析機(jī)床的移動順序以及在用戶程序中進(jìn)行故障診斷。 為了獲得較好的診斷
結(jié)果，您可以使用功能發(fā)生器將定義的設(shè)定值分配給變量，同時記錄其它變量的值。 可
以在圖中顯示和編輯記錄的測量結(jié)果。
有關(guān) TraceTool 用戶界面和操作的信息，請參考 S7T Config 在線幫助。
8.7.2 跟蹤 CPU 用戶程序的值
工藝數(shù)據(jù)組件“Trace"是跟蹤工具和應(yīng)用程序之間的接口。 可將 2 個數(shù)據(jù)類型為 DINT 的
值、2 個數(shù)據(jù)類型為 DWORD 的值以及 4 個數(shù)據(jù)類型為 REAL 的值從應(yīng)用程序中寫入跟
蹤 DB 的各個變量中，以便進(jìn)行跟蹤。 用戶程序不能覆蓋 ErrorID 變量。
集成工藝在工藝 DB 更新周期內(nèi)讀取 DB 數(shù)據(jù)。 可以使用目標(biāo)系統(tǒng) (Target system) > 設(shè)
置系統(tǒng)時鐘 (Set system clocks) 命令在 S7T Config 中設(shè)置工藝 DB 更新周期。
不管 CPU 中的保持性設(shè)置如何，數(shù)據(jù)時鐘都是非保持性的。
S7_TraceDINT[0..1] 變量
S7_TraceDINT 變量包含具有兩個數(shù)據(jù)類型為 DINT 的元素的 ARRAY。
當(dāng)在 S7T Config 的 TraceTool 中的工藝 (Technology) > userdata1 > user1 和 user2 中
選擇信號時，可以選擇這些值來進(jìn)行跟蹤。
S7_TraceDWORD[0..1] 變量
S7_TraceDWORD 變量包含具有兩個數(shù)據(jù)類型為 DWORD 的元素的 ARRAY。 如果您要
使用 S7T 跟蹤工具跟蹤位信息（例如，狀態(tài)字或錯誤字），則可以使用這些變量。 您可
以使用跟蹤工具選擇以常規(guī) SIMATIC 編號表示的位。
當(dāng)在 S7T Config 的 TraceTool 中的工藝 (Technology) > userdata1 > user3 和 user4 中
選擇信號時，可以選擇這些值來進(jìn)行跟蹤。
S7_TraceREAL[0..3] 變量
S7_TraceREAL 變量包含具有四個數(shù)據(jù)類型為 REAL 的元素的 ARRAY。
當(dāng)在 S7T Config 的 TraceTool 中的工藝 (Technology) > userdata1 > user5, user6, user7
和 user8 中選擇信號時，可以選擇這些值來進(jìn)行跟蹤。
裝載、測試和診斷
8.7 將 TraceTool 用于測試
S7-Technology
924 功能手冊, 03/2008, A5E01078448-06
8.7.3 跟蹤控制器數(shù)據(jù)
跟蹤工具對于監(jiān)視動態(tài)控制器數(shù)據(jù)非常有用。 下面列出了一些有用的跟蹤值，有助于您
優(yōu)化控制器。 通過選擇項目名稱 (Project name) > 工藝 (Technology) > TO > 軸名稱
(Axis name)，可以在“跟蹤"的信號選擇中查看跟蹤值：
sensordata
裝載、測試和診斷
8.7 將 TraceTool 用于測試
S7-Technology
功能手冊, 03/2008, A5E01078448-06 925
sensormonitoring
servodata
裝載、測試和診斷
8.7 將 TraceTool 用于測試
S7-Technology
926 功能手冊, 03/2008, A5E01078448-06
servomonitoring
servosettings
裝載、測試和診斷
8.8 使用控制面板進(jìn)行測試
S7-Technology
功能手冊, 03/2008, A5E01078448-06 927
8.8 使用控制面板進(jìn)行測試
8.8.1 引言 — 控制面板
控制面板用于控制和監(jiān)視各個軸和驅(qū)動器。 您可以使用它移動驅(qū)動器或軸。 這使調(diào)試工
程師可以：
● 在啟動程序驅(qū)動的協(xié)調(diào)軸運動之前，單獨測試每個設(shè)備組件
● 仿真錯誤條件，以測試是否可以從控制面板*操作各個軸，或者測試這部分是否已
引發(fā)問題
● 將軸快速移動到另一個位置，而與程序“退回軸"無關(guān)
● 來回移動軸以實現(xiàn)優(yōu)化目的（控制器優(yōu)化）
● 執(zhí)行主動回原點
● 在相對/模式下定位
● 設(shè)置和復(fù)位軸使能信號
● 觸發(fā)軸復(fù)位
● 通過添加值編碼器偏移量（“回原點"(Homing) 對話框）調(diào)整值編碼器
說明
當(dāng)控制面板處于活動狀態(tài)且 S7T Config 具有控制優(yōu)先級時，您只能編輯立即生效的組
態(tài)數(shù)據(jù)。
必須先返回控制優(yōu)先級，您才能編輯任何要求重啟的組態(tài)數(shù)據(jù)。 重新啟動后必須重新
請求控制優(yōu)先級
警告
只能在調(diào)試階段和出于測試目的而使用軸控制面板。
裝載、測試和診斷
8.8 使用控制面板進(jìn)行測試
S7-Technology
928 功能手冊, 03/2008, A5E01078448-06
8.8.2 啟動軸控制面板
驗證是否滿足以下條件：
● 軸已組態(tài)。
● S7T Config 處于在線模式。
● 工藝已下載到目標(biāo)系統(tǒng)。
要啟動軸控制面板：
1. 在瀏覽器中，打開“軸"(AXES) 文件夾。
2. 選擇需要的軸。
3. 選擇編輯 (Edit) > 打開對象 (Open Object)。
4. 選擇軸 (Axis) > 控制面板 (Control Panel) 命令。
“控制面板"(Control panel) 選項卡打開，以詳細(xì)視圖顯示?？刂泼姘瀣F(xiàn)在處于監(jiān)視模式。
裝載、測試和診斷
8.8 使用控制面板進(jìn)行測試
S7-Technology
功能手冊, 03/2008, A5E01078448-06 929
8.8.3 軸控制面板的布局
軸控制面板由若干區(qū)域組成：
軸控制面板（CP 處于控制模式）
● 選擇區(qū)域
您可以通過按下相應(yīng)按鈕來隱藏或顯示其它區(qū)域。
可以在監(jiān)視模式下選擇軸。 可以選擇該工藝的所有已組態(tài)的軸。
● 控制區(qū)域（通過按 按鈕顯示和隱藏）。
在該區(qū)域中，您可以在選定軸上采用控制優(yōu)先級，或?qū)⑦\動命令傳送到軸。
在監(jiān)視模式下，僅“跟蹤編輯器"(Trace Editor) 按鈕處于活動狀態(tài)。
● 監(jiān)視區(qū)域（使用 按鈕顯示和隱藏）
可以在該區(qū)域中監(jiān)視選定軸的值：
– 在監(jiān)視模式下：
例如，您可以測試在用戶程序中啟動的軸運動。
– 在控制模式下：
您可以測試由輸出到軸的命令啟動的運動。
裝載、測試和診斷
8.8 使用控制面板進(jìn)行測試
S7-Technology
930 功能手冊, 03/2008, A5E01078448-06
8.8.4 使用控制面板監(jiān)視軸值
在監(jiān)視模式和控制模式下，您可以在該區(qū)域中監(jiān)視選定軸的值：
● 在監(jiān)視模式下（例如，在剛剛啟動控制面板后）：
例如，您可以測試由程序啟動的運動。
● 在控制模式下（采用控制優(yōu)先級后）：
您可以測試由輸出到軸的命令啟動的運動。
控制面板的監(jiān)視區(qū)域
該視圖由選定軸（速度控制軸、定位軸或同步軸）的工藝確定：
● 速度設(shè)定值和實際值
● 位置設(shè)定值和實際值
● 剩余距離
● 跟隨誤差
● 可以從下拉列表框中選擇的其它兩個系統(tǒng)變量。
軸的運動狀態(tài)（例如“軸處于停止?fàn)顟B(tài)"或“軸正在加速"）可以顯示在帶有彩色背景的文本
框中。
有顏色的“LED"會通知您：
裝載、測試和診斷
8.8 使用控制面板進(jìn)行測試
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功能手冊, 03/2008, A5E01078448-06 931
● 軸的報警和啟用狀態(tài)：
– 活動的工藝報警（紅色）
有關(guān)更多信息，請選擇詳細(xì)視圖上的“報警"(Alarms) 選項卡。
– 活動（綠色）
該“LED"指示跟隨模式是否已取消。 僅能在此狀態(tài)下執(zhí)行軸命令。
– 軸返回原點（綠色）。
● 驅(qū)動器的監(jiān)視功能和使能信號：
–