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1.G120變頻器的CANopen通信功能
1.1 支持CANopen通信的G120變頻器
G120系列變頻器中有以下兩種控制單元(或變頻器)支持CANopen通信:
1. CU230P-2 CAN控制單元;
2. 訂貨號倒數(shù)第二位為C的G120C變頻器,例如6SL3210-1KE11-8U C 0;
1.2 G120變頻器的CANopen通信功能
G120 CANopen通信符合以下子協(xié)議:
支持1個SDO服務(wù)(作為SDO服務(wù)器);
支持最多8個RPDO和8個TPDO ;
支持同步數(shù)據(jù)傳輸模式;
支持節(jié)點護衛(wèi)/心跳協(xié)議(作為心跳生產(chǎn)者);
作為NMT從節(jié)點;
通信速率10K、20K、50K、125K、250K、500K、800K、1M bit/s;
EDS文件下載地址:48351511
2.PDO通信服務(wù)基本原理
CANopen 的實時數(shù)據(jù)傳輸通過“過程數(shù)據(jù)對象PDO(Process Data Object)”進行傳輸。
數(shù)據(jù)從一個生產(chǎn)者傳到一個或多個消費者。每個PDO最多傳送8 個字節(jié)數(shù)據(jù)(例如:一個 PDO 可以傳輸最多 64 個數(shù)字 I/O 值,或者 4 個 16 位的 A/D 值)。有兩種PDO ,發(fā)送PDO(TPDO)和接收PDO(RPDO)。
圖2-1 PDO服務(wù)通信模型
PDO 報文由COB-ID 標識,生產(chǎn)者發(fā)出的TPDO帶有相應(yīng)的COB-ID,消費者如果希望接收該PDO的數(shù)據(jù)必須將其RPDO的COB-ID設(shè)置為與生產(chǎn)者TPDO的COB-ID相同的值。
每個 PDO 在對象字典中用 2 個對象描述:
更詳細PDO通信服務(wù)信息請參考其它CANopen協(xié)議相關(guān)資料。
3.自由PDO映射實例
本實例介紹如何采用自由PDO映射方式實現(xiàn)帶轉(zhuǎn)矩限幅的速度控制功能。本實例并不考慮采用何種CANopen控制器以及如何配置CANopen控制器,只針控制單元CU230P-2 CANopen通信的參數(shù)設(shè)置進行介紹。變頻器通用技術(shù)以及調(diào)試方法本實例也不進行介紹請參考其它文檔。
3.1 功能說明
CU230P-2通過RPDO1和RPDO2共接收4個字的過程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù),包括控制字、速度設(shè)定值、正轉(zhuǎn)矩限幅、負轉(zhuǎn)矩限幅。通過TPDO1和TPDO2共發(fā)送6個字的過程數(shù)據(jù),包括狀態(tài)字、速度實際值、輸出電流、直流母線電壓、故障編號、報警編號。
表3-1 RPDO 的COB-ID及映射關(guān)系
COB-ID | 映射1 | 映射2 | 映射3 | 映射4 | |
RPDO1: | 202Hex |
6040 Hex (控制字) |
5800 Hex (速度設(shè)定值) |
0 Hex | 0 Hex |
RPDO2: | 302 Hex |
5801 Hex (正轉(zhuǎn)矩限幅) |
5802 Hex (負轉(zhuǎn)矩限幅) |
0 Hex | 0 Hex |
表3-2 TPDO 的COB-ID及映射關(guān)系
COB-ID | 映射1 | 映射2 | 映射3 | 映射4 | |
RPDO1: | 182Hex |
5810 Hex (控制字) |
5811 Hex (速度實際值) |
5812 Hex (輸出電流) |
5813 Hex (直流電壓) |
RPDO2: | 282 Hex |
5814 Hex (故障編號) |
5815 Hex (報警編號) |
0 Hex | 0 Hex |
3.2 硬件接口
本實例采用G120控制單元 CU230P-2 CAN V4.3.2 訂貨號6SL3243-0BB30-1CA1。
圖3-1 CU230P CANopen物理接口 圖3-2 管腳分配
3.3 CAN接口設(shè)置
使用STARTER軟件和BOP-2操作面板均可對CAN接口進行設(shè)置。在STARTER中使用控制單元樹狀視圖的“Communication ”中“CAN”功能設(shè)置CAN接口。使用BOP-2面板設(shè)置請參考下圖中對應(yīng)的參數(shù)號。
> “CAN interface”選項卡中,設(shè)置通信速率和節(jié)點ID。(注意:只有在變頻器重新上電后,節(jié)點 ID 和波特率的修改才會生效。斷電前請執(zhí)行“copy RAM to ROM”保存修改的參數(shù))。
1) P2030 = 4激活CAN
2) P8622 通信速率
3) P8620 節(jié)點ID
(注意:如果硬件DIP開關(guān)設(shè)置的節(jié)點ID為0,那么由P8620設(shè)置節(jié)點ID。否則P8620為只讀,顯示由硬件DIP開關(guān)設(shè)置的節(jié)點ID)
圖3-3 CAN interface選項卡
> “Standard Identifier” 選項卡中,可修改SYNC和Emergency服務(wù)的COB-ID,SDO和NMT服務(wù)的COB-ID是不能修改的。
4) P8603 緊急事件COB-ID
5) P8602同步對象COB-ID
圖3-4 Standard Identifier選項卡
> “Network Management”選項卡中,可以設(shè)置CAN接口的運行狀態(tài)。在修改CAN接口配置時,應(yīng)將CAN接口運行狀態(tài)設(shè)置為“Preoperational”預(yù)運行狀態(tài)。
6) P8685 CAN接口運行狀態(tài)
0: 正在初始化
4: 停止
5: 運行
127: 預(yù)運行
128: 復(fù)位節(jié)點
129: 復(fù)位通信
圖3-5 Network Management選項卡
> “Monitoring functions” 選項卡中,可設(shè)置節(jié)點的監(jiān)控功能?!癏eartbeat”和“Node guarding”不能同時激活。設(shè)置為“0ms”時功能被禁止。另外還可以設(shè)置在出現(xiàn)通信錯誤時CAN節(jié)點的動作。
7) P8606 心跳時間
8) P8604[0]節(jié)點護衛(wèi)時間
9) P8604[1]節(jié)點護衛(wèi)生命因子
10) P8609[0]出現(xiàn)通信故障時的響應(yīng)
圖3-6 Monitoring functions選項卡
本實例只對CAN接口的基本參數(shù)通信速率和節(jié)點ID進行了設(shè)置,對于節(jié)點保護心跳協(xié)議等功能請根據(jù)實際應(yīng)用進行設(shè)置。
3.4 自由PDO映射設(shè)置
使用STARTER軟件只能通過專家列表配置PDO映射參數(shù),雙擊控制單元樹狀視圖的"Expert list"可以打開專家列表。使用BOP-2面板調(diào)試請參考以下步驟中對應(yīng)的參數(shù)號。
> 將PDO映射方式修改為自由映射,P8744= 2;
> 修改RPDO1通信參數(shù)和映射參數(shù):
> 修改RPDO2通信參數(shù)和映射參數(shù):
> 修改TPDO1通信參數(shù)和映射參數(shù):
> 修改TPDO2通信參數(shù)和映射參數(shù):
按照以上步驟設(shè)置自由PDO映射后,變頻器自動將CANopen對象映射到變頻器過程數(shù)據(jù)中,映射關(guān)系請參考下表。也可通過r8750查看接收數(shù)據(jù)映射關(guān)系,r8751查看發(fā)送數(shù)據(jù)映射關(guān)系。
表3-3 接收數(shù)據(jù)映射關(guān)系 表3-4 發(fā)送數(shù)據(jù)映射關(guān)系
CANopen對象 | G120 過程數(shù)據(jù) | CANopen對象 | G120 過程數(shù)據(jù) | |
6040 | r2050.0(PZD1) | 5810 | P2051[0](PZD1) | |
5800 | r2050.1(PZD2) | 5811 | P2051[1](PZD2) | |
5801 | r2050.2(PZD3) | 5812 | P2051[2](PZD3) | |
5802 | r2050.3(PZD4) | 5813 | P2051[3](PZD4) | |
5814 | P2051[4](PZD5) | |||
5815 | P2051[5](PZD6) | |||
長期供應(yīng)0.05KW西門子V90伺服電機1FL6022-2AF21-1AA1
3.5 過程數(shù)據(jù)互聯(lián)
> 控制字自動互聯(lián)
表3-5 控制字位含義
位15..8 | 位7 | 位6..4 | 位3 | 位2 | 位1 | 位0 |
未用 | 故障復(fù)位 | 未用 | 脈沖使能 | OFF3停車 | OFF2停車 | ON/OFF1 |
> 主設(shè)定值與轉(zhuǎn)矩限幅過程數(shù)據(jù)互聯(lián)
> 發(fā)送過程數(shù)據(jù)互聯(lián)
注意:上述設(shè)定后,經(jīng)過CANopen傳輸?shù)乃俣仍O(shè)定、轉(zhuǎn)矩限幅值、速度實際值、輸出電流以及直流母線電壓均為經(jīng)過標準化的16位有符號整數(shù)。標準化方法:變頻器接收或發(fā)送的十進制有符號整數(shù)16384對應(yīng)于100%的基準量。G120變頻器常用的基準參數(shù):P2000基準轉(zhuǎn)速、P2001基準電壓、P2002基準電流、P2003基準轉(zhuǎn)矩。
我們的新系列產(chǎn)品 1LE1 電機也是全球最緊湊的產(chǎn)品之一,因為我們制造它時采用了創(chuàng)新性的、最先進的技術(shù)。為了實現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計,我們在轉(zhuǎn)子內(nèi)使用了高導電材料的組合。其結(jié)果包括把轉(zhuǎn)子損耗降到了最低以及卓越的起動和開關(guān)特性。
此外,我們還特別注意的環(huán)境兼容性,以及在我們的生產(chǎn)環(huán)境中節(jié)約利用資源。例如,在絕緣浸漬和噴漆時沒有使用溶劑。
1LE1 電機的設(shè)計和構(gòu)架可以確保實現(xiàn)最高的靈活性,并最小化與安裝相關(guān)的成本:用戶可以從繼承的吊裝孔螺栓、可以用螺栓固定的安裝腳、具有最優(yōu)機械特性的增強軸承端蓋,以及可以方便操作的接線盒上獲益。不僅如此,還可以方便的增加編碼器、制動器和外部風扇。由于部件的低變化性使存貨也更加簡單了,這使電機經(jīng)銷商可以快速的對客戶需求做出反應(yīng)。
SIMATIC PCS 7 過程控制系統(tǒng)中集成的維護站可以提供對所有工廠組件的完整狀態(tài)縱覽,可以提供有效的工廠診斷、維系和維護功能。SIMATIC PCS 7 維護站通過幫助您降低計劃之外的停產(chǎn)和高效的使用維護投資,實現(xiàn)了工廠資產(chǎn)經(jīng)濟價值的最大化。
維護站基于 Plant Asset Management(工廠資產(chǎn)管理),可以對生產(chǎn)廠實現(xiàn)預(yù)防性和預(yù)測性的診斷、維護和維修。與過程控制并行運行,維護站可以所有系統(tǒng)組件(資產(chǎn))持續(xù)獲取維護信息和功能。工廠操作員可以獲得必須通過操作員系統(tǒng)在過程中重點干預(yù)的所有相關(guān)信息,而維護和維修人員也可以檢查自動化系統(tǒng)的硬件組件,并處理它們的診斷消息和維護要求。維護站不僅可以提供存在故障的信息,而且為維護人員提供詳細的指南,以便他們可以實施必要的修正和預(yù)防性措施
維護站使維護工程師可以訪問:
工廠中的電氣組件,例如智能現(xiàn)場裝置和 I/O 模塊、現(xiàn)場總線、控制器、網(wǎng)絡(luò)組件,以及操作員系統(tǒng)的服務(wù)器和客戶端。
機械資產(chǎn),如泵機、電機、離心機、散熱器以及閉環(huán)控制電路都由代表對象表示,通過這些對象可以對診斷規(guī)則進行分類。