G120变频器在堆垛机上的应用

西门子sinamics家族具有丰富的产品线,如下图所示,从v系列、g系列到s系列,具有多种产品可选。
v系列:v20和v90,一款性价比很高的变频器和伺服电机。
g系列:g120c,g120,g120x,g120xa,g120d,g130,g150等通用变频器和风机泵变频器以及柜式变频器。
s系列:s110,s210,s120等中高端伺服电机。
2 g120变频器
g120变频器属于sinamics家族中标准型通用变频器,应用机型或者环境如下图所示。g120选型的时候在重载启动时,一定注意要高一个功率档。
g120变频器的基本组件分为3部分,如下图所示。
g120变频器的基本组件分为3部分,如下图所示。
对于功率单元有两个系列pm240-2和pm250,pm250具有电能反馈能力,pm240-2不具备。pm240-2功率范围从0.37kw到250kw,共7中尺寸,电压范围从单相200v、三相200v、三相380v-480v、三相500v-690v,基本能够满足绝大部分工艺需求。
对于控制单元有多种可以选择,大致分为cu230p-2,cu240e-2,cu240e-2f,cu250s-2,这三种从通讯总线协议上,每一种又可以三类,即modbus/uss,profinet,profibus(有的驱动器具有can总线),比如cu240e-2,cu240e-2 pn,cu240e-2 dp,cu250s-2 can。
对于操作面板,总的来说有两款可以选择,bop-2和iop-2。bop面板只能够显示两行字符,iop面板可以显示的比较多,支持中英文切换。两种面板都支持柜门安装。
3 cu250s-2
对于变频器需要接编码器做闭环控制,只能够选择cu250s-2控制单元,下图展示了编码器类型和接口。控制器具有3个编码器接口,其中一个drive-cliq是西门子通讯协议的。
1是位置控制和转速控制都用这个编码器;
2是位置控制用编码器,速度控制没有编码器;
3是位置控制用一个编码器,速度控制用另外一个编码器。
4 调试软件
g120可以在博图(tia)软件上调试,也可以在starter软件调试,博图上调试需要按照插件starterdrive组件,调试界面是中文,starter软件调整参数比较方便,但界面是英文。
5 案例
本案例以堆垛机的一个水平轴为例,该异步电机的驱动器上接了两个编码器,其中一个在电机的后端,是增量编码器,另外一个是小车上装的激光尺编码器。
电机后端的编码器用作速度控制,激光尺用作位置控制编码器。在驱动器组态的时候,注意几个地方。
驱动器组态的时候,注意勾选基本定位器功能,启用该功能需要一个授权,若没有授权,则驱动器上ready指示灯会一直闪红灯,但不影响使用该功能。
后面io配置包含电机配置按照正常配置即可,比较关键的一点是编码器参数的配置,因为可以给速度控制和位置各配置一个编码器,注意勾选两个编码器,将第一个编码器勾选为电机编码器,同时确定这两个编码器分别接在哪个接口。此案例电机后侧1024线的增量编码器。
将1024编码器器的详细参数点开将绝对值细分改为2即可。
对于位置控制的编码器,此案例选择的是劳易测的一款ams 307i激光尺,原理如下图示。
我们在其手册可以找到,编码是格雷码,24位,分辨率0.1mm,供电电压18-30v,我们按照这个参数将其填入驱动器编码器2的配置中。
随后在机械参数配置中,将齿轮比配置一下,配置参数的时候需要减速器的参数,机械轮子的参数和编码器的参数。
驱动器参数配置完成,可以在控制面板中进行使能,点动,速度模式运行,定位模式运行,必要时修改控制回路参数。
基于profibus或profinet通讯总线的西门子变频和西门子plc进行数据交互,是通过报文方式进行的,对于速度控制和位置控制都有相应的报文,当然也可以配置自由报文后自己配置报文格式。
cu250s-2控制器做位置位置控制,可以组态111报文,报文内容如下。
实际应用中不用个人去解析报文中的字或者位,可以利用西门子开发的功能块sina_pos,块的接口提供了使能,点动,定位等基本定位的功能。
通过plc由报文给变频器位置和速度,变频器能够响应动作,实现小车快速精确定位功能。
对于堆垛机或者立库的应用,可以考虑利用变频器加编码器的方式实现。


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