ABB-E190伺服驱动器与ABPLC通过Ethernet/IP通讯

ABB-E190伺服驱动器与ABPLC通过Ethernet/IP通讯

慕落 278 2023-05-11

ABB E190伺服驱动器与ABPLC通过Ethernet/IP通讯

使用罗克韦尔（AB）-PLC控制ABB Microflex e150伺服驱动器。

伺服驱动器基本配置

网络配置

硬件连接

把调试电脑、伺服驱动器、PLC等需要用到的设备都连到同一个交换机上，将伺服驱动器网线连接到驱动器E3口，本例中驱动器X3数字量输入输出，DI1接零点传感器，DI2接正向限位传感器，DI3接反向限位传感器，DO2接抱闸输出（接法不固定，按现场实际接法为准）。

驱动器设置

安装ABB Mint WorkBench Build 5868，把电脑IP设置成与驱动器为同一网段（驱动器默认IP为192.168.0.1），运行Mint Sidebar软件，设置使用的网卡，点击引用，如果修改的IP没有变化，可点击刷新按钮，刷新网卡信息。

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返回控制器设备列表，列表中绿色的设备表示连接正常，黄色表示连接异常（可能不在同一网段），灰色为连接已断开；选择控制器列表中需要修改的设备，点击右侧的齿轮按钮。

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点左侧的配置按钮，再点击星＊号（新设备就点击＊号，新建参数；修改旧设备信息，就点击上传按钮），进入设置页面。

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在Identification页面设置驱动器设备名

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在Network页面设置驱动器IP，点击左下角APPLY按钮，将配置下载到驱动器

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硬件参数配置

重新连接驱动器，在顶部选择工具-调试向导，进入硬件参数配置页面。

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调试向导启动

调试向导将显示一系列的当前传动设置和需求信息，以调试传动设备。如图2-4所示，调试开始时，选中出厂默认值选框“开始新应用，将应用重置到默认值”，将传动参数设置为出厂默认设置。在”选择测量系统”选项中，本例程使用”Metric”公制，Metric公制，English/Imperial英制的选择依据用户个人习惯。

注意：在这里选择“工厂默认设置”适用于调试新传动设备。如果传动已经有部分配置，则不进行该步骤。

页面设置完成后，单击“Next”按钮，进入各部分功能设置向导。

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选择电机类型

选择正确的电机类型，“AC brushless rotary（旋转）”或“AC brushless Linear（直线）”等。

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选择电机型号

根据电机铭牌选择电机型号，如果电机为ABB电机，可通过电机目录号选择电机型号。用户也可以输入自定义电机，但需要更多电机制造商提供信息。

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确认电机参数

对于ABB标准电机，系统会自动识别，并列出电机各项参数，如峰值电流（Peak Current Limit），额定电流（continuouse stall current），电阻电抗（Resistance, Inductance），最大速度（Mas Speed）等。电机型号及信息确认后，点击”Next”。

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确认驱动器参数

导航栏左侧列出传动和电机的峰值电流（Peak Current），额定电流（Rated Current），等。导航栏右侧列出传动过载信息，如过载时的开关频率和选择200%或300%过载，以及相应的峰值电流。本例中，选择200%过载。

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编码器反馈配置

电机具有霍尔传感器编码器反馈。对于其他反馈类型将有不同的设置导航。编码器电机有固定分辨率。

  • 编码器的反馈类型（Feedback Type）Smart Abs，其具体参数为：

  • Single Turn Bits: 单圈绝对值位置信息的Bit数，该值根据编码器分辨率131072counts/rev自动计算得来。

  • Encoder Pre-scale: 编码器反馈的比例，通常情况下保持默认值为1。

  • Battery Fitted: 选择备用电池，当选择为”Yes”时，激活多圈绝对值功能，可对Multi-Turn Bits进行设置。

  • Multi-Turn Bits：多圈绝对值位置信息的Bit数。

本例中电机为ABB标准电机，该页面选择默认，编码器反馈配置成功后，点击”Next“，进入操作模式设置页面

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选择操作模式和源

左侧操作模式设置，该设置包含参数如下：

  • 控制模式 Control Mode: Microflex e150具有位置环。可选择的控制模式有速度控制，扭矩控制或位置控制，本例程将测试基本定位功能，因此这个应用程序中，选择控制模式为”Position”。

  • 驱动器使能输入模式 Drive Enable Input Mode: 设置当运动轴被硬件去使能时的状态。本例设置为“Crash Stop“，”Disable“，”Error “。

  • 驱动器使能模式 Drive Enable Mode：设置驱动器的使能方式，本例程中选择软件启动”Software enable”。

右侧“参考源 reference Source”进行控制源设置，由于本例没有外部控制源，由Microflex e150对电机直接控制，因此”控制参考源 Reference Souce”选择”Direct（Host/Mint）“，如果由PLC或运动控制器等通过以太网远程控制Microflex e150，则”控制参考源 Reference Souce”选择“RT Ethernet(CiA402)“。注：该实例中由ABPLC与控制器内部程序通讯，所以控制参考源仍然选择”Direct（Host/Mint）“。若Microflex e150设置为由模拟量控制，则选中“Analog Input(Direct)”,此时需同时设置 “Control Ref. Channel”,选择模拟量输入通道。1682607189388-1-24.png

应用极限

应用极限设置包含参数如下：

  • Current Limit 电流限制：该组根据前面设置的电机和传动型号，显示其额定电流和峰值电流，用户需要设定应用峰值电流”App.Peak Current”，该电流不能高于电机峰值电流（Motor Peak Current）或驱动器峰值电流（Drive Peak Current）。一般应用中，会将此电流值设置为与电机峰值电流和传动峰值电流两者中较小的相等，这里推荐应用峰值电流”App.Peak Current”设置为电机额定电流的1.5倍。

  • Overload Protection Function 电机过载保护功能：默认情况下，电机和传动将在过电流状态下跳闸，因此电机过载动作 Motor Overload Action和驱动器过载动作 Drive Overload Action均选择“Trip Drive“。

  • Application Max Speed 应用最大速度，一般不大于电机的最大转速。根据前面电机参数的，本例中电机最大转速为5000RPM，本例中，Application Max Speed设置为3000RPM。

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选择标定因数

此处设置位置、速度和加速度等参数的用户单位。

位置用户单元 ，点击下拉菜单，可见两种单位选项如下图所示：转数 Counts(C) 和 圈数 Rev（r）。

速度标定单位，点击下拉菜单，可见三种单位选项如下图所示：Counts per second (c/s)，每秒转数 Revs per secod（r/s）和Revs per min （rpm）。

加速度标定单位，如图2-14所示，点击下拉菜单，可见两种单位选项如下图所示：Counts per second sqd(c/s^2)，Revs per secod sqd（r/s^2），

Counts表示以脉冲数为单位，用户定义位置时，例如电机一圈为131072个脉冲，移动距离=131072 ，则电机旋转一圈。

Rev以圈数为单位，用户定义位置时，需以圈数为单位，移动距离Position=10。则电机旋转10圈。

本例中，位置，速度和加速度的“Scalefactor”均设置为131072， 用户单位定义分别如下：

  • 定位：圈数（r）

  • 速度：每秒转数（r/s）

  • 加速度：每秒转数 sqd（r/s2）

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轮廓曲线参数

设置位置控制参数时，所有参数的单位皆依照设置的标定因数。

电流控制曲线参数: 保留缺省值

速度和位置曲线参数:

  • 默认速度：用于运动控制的默认速度。可之后在MINT WorkBench程序中更改。

  • 达到SPEED的加速度：用于运动控制的默认加速度。

  • SPEED的减速度：用于运动控制的默认减速度。

位置控制:

  • 最大位置错误：跟随误差的最大限值

  • 静止位置公差： 定位完成，或待机时，伺服电机的位置跳动范围

  • 静止速度: 测量的速度必须是在这个误差接近零的范围内，运动可被认为是完成，或轴空闲。

跟随：保留缺省值

该页面各项参数用户可根据需求调整，也可保持系统默认值。

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模拟输入参数

可设置模拟输入以适应不同的配置，如±10V，0-10V，+、-5V。

点击一般设置，可以选择不同的电流输入配置。不同输入配置对应适当的增益和偏移值，也可以手动设置。本例中，模拟量输入参数保持默认值。

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选择并配置PTO参数（脉冲数输出）

使用以下内容来配置PTO模式，本例中，保持默认值。

1682607189388-1-19.png完成配置

完成配置后，点击“完成”，并在弹出的提示框点击“Yes“，系统进入（AutoTune）自动整定页面。

抱闸输出设置

带抱闸的伺服电机在自动整定前需设置抱闸输出

在左侧选择数字量 I/O，底部选择数字量输出，将抱闸输出引脚拖动到电机制动器，本例中，OUT2为抱闸信号输出。

1682607189388-1-21.png将OUT2引脚设置为低电平有效1682607189388-1-220.png

然后点击左侧参数，将motor -- MotorBrakeMode参数设置为Enable brake control。1682607189388-1-23.png

自动整定

如果您选择的是标准ABB伺服电机且接线正确，自动辨识的步骤为计算电流环增益，测量电机的惯性，计算速度和位置增益。如图2-22所示，操作步骤为：

  • 自动辨识选项保持默认设置。

  • 单击开始按钮继续。

  • 必要可选择自动整定项后方的”选项”按钮，调整波特率和响应时间

开始整定之前，确认电机必须能自由地向任一方向运动，然后点击开始。1682607189388-2-01.png

自动辨识过程中，测试重复多次，电机在两个方向上旋转。自动辨识完成后，系统会弹出是否保存参数的提示，点击”Yes”完成自动辨识。1682607189388-2-02.png

MINT WorkBench 程序导入

点击左侧菜单中的“编辑 & 调试”，点击左上角“打开”，选择从官网下载的“ .mnt ”文件。点击右上角 STOP 按钮右侧的“控制参考源”，将其修改为“ Direct ”：1682607189388-3-01.png

修改 M int 程序：1682607189388-3-02.png

修改完成后点击编译、下载并运行。运行成功后右侧显示“运行中”。然后点击右上角的“存储驱动器参数”按钮 （重要!)：1682607189388-3-03.png1682607189388-3-04.png

PLC程序配置

硬件组态

运行Studio 5000，新建项目，或者打开需要使用的项目，在输入输出配置中右键，选择新建Module。1682607189388-4-01.png在搜索框中输入ETHERNET-MODULE，选择常规以太网Module。1682607189388-4-02.png设置驱动器的名称，IP地址，并配置输入输出。

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PLC编程

打开程序块，将AOI命令ABB_e190_axis拖入到程序中，Input_Image和Output_Image为组态生成的输入输出信号，*Axis*为伺服驱动器公共信号，interlock为互锁信号，Position为伺服驱动器使用定位模式时使用的位置值。

1682607189388-4-04.pngAxis基本参数说明：

参数名

类型

说明

Speed

REAL

速度

Accel

REAL

加速度

Decel

REAL

减速度

AccelJ

REAL

加加速度

DecelJ

REAL

减减速度

Request

BOOL

定位模式的位置命令

Pos

BOOL

定位模式的到位信号

罗克韦尔（AB）-PLC ABB 伺服