S120的基本定位功能

一、概述
S120 有兩種形式：
用于多軸系統的 DC/AC 裝置
用于單軸系統的 AC/AC 裝置

這兩種形式的 Firmware V2.4 及以上版本都已具備基本定位功能。當前V2.4 版本的 S120具有如下定位功能：
? 點動 (Jog)： 用于手動方式移動軸，通過按鈕使軸運行至目標點
? 回零 (Homing/Reference)：用于定義軸的參考點或運行中回零
? 限位 (Limits)：用于限制軸的速度、位置。包括軟限位、硬限位
? 程序步 (Traversing Blocks)： 共64個程序步，可自動連續執行一個完整的程序也可單步執行
? 直接設定值輸入/手動設定值輸入 (Direct Setpoint Input / MDI)：目標位置及運行速度可由上位機實時控制。

使用 S120 基本定位功能的前提條件：
調試軟件：Starter V4.0 或更高版本 / SCOUT V4.0 或更高版本
硬件版本：SINAMICS FW: V2.4 HF2 或更高版本

注：
安裝 SCOUT V4.0 需要STEP 7 版本至少為 V5.3.3.1 以上

二、激活基本定位功能
S120的定位功能必須在變頻器離線配置中激活，步驟如下：

定位功能激活后可使用STARTER中的控制面板或專家參數表進行設置

定位功能激活后可使用STARTER中的控制面板或專家參數表進行設置

使用控制面板                                                     使用專家參數表

使用控制面板的操作步驟：

三、基本定位_點動（JOG）

S120 中基本定位功能的點動有兩種方式：
? 速度方式( travel endless)：點動按鈕按下，軸以設定的速度運行直至按鈕釋放。
? 位置方式( travel incremental)：點動按鈕按下并保持，軸以設定的速度運行至目標位置后自動停止。

? 使用控制面板的點動功能僅限于速度方式，位置方式需使用專家參數表設定。

? 執行點動功能，應先使能變頻器ON/OFF1（P0840）

四、基本定位_回零（Homing / Reference）
回零/尋參（Homing / Reference）
回參考點模式（回零模式）只有使用增量編碼器（旋轉編碼器 Reserver、正/余弦編碼器Sin/Cos 或 脈沖編碼器）時需要，因每次上電時增量編碼器與軸的機械位置之間沒有任何確定的關系。因此軸都必須被移至預先定義好的零點位置。即執行 Homing 功能。
當使用絕對編碼器 ( Absolute ) 時每次上電不需重新回零。
S120 中回零有三種方式：
? 直接設定參考點 (Reference): 對任意編碼器均可
? 主動回零 (Reference point approach): 主要指增量編碼器
? 動態回零 (Flying Reference)：對任意編碼器均可

4.1設置參考點 (Set_Reference)
通過用戶程序可設置任意位置為坐標原點。通常情況下只有當系統即無接近開關又無編碼器的零脈沖時，或者當需要軸被設置為一個不同的位置時才使用該方式

操作步驟（已設定開關量輸入點 DI2 為ON/OFF1命令源 P840）
1. 進入“Homing”
2. 連接一數字量輸入點 ( DI 1 )至參數 P2596作為設置參考點信號位，該位上升沿有效
3. 設定參考點位置坐標值 P2599（如 0）
4. 閉合DI 2運行使能
5. 閉合DI 1 激活“設置參考點”命令，于是該軸當前位置 r 2521 立即被置為P2599 中設定的值。如 r2521=0

4.2主動回零（Active Homing）
主動回零方式只適用于增量編碼器，絕對值編碼器只需在初始化階段進行一次編碼器校準，以后不必做回零

主動回零有三種方式：
僅用編碼器零標志位( Encoder Zero Mark ) 回零
僅用外部零標志( External Zero Mark ) 回零
使用接近開關 + 編碼器零標志位( Homing output cam + Zero Mark ) 回零

4.2.1絕對值編碼器的主動回零
如果我們使用絕對值編碼器并且作主動回零時會看到如下頁面：

4.2.2增量編碼器的主動回零
依下圖所示進行配置

相關參數設定

1. 進入 “ Homing “ (回零) 頁面
2. 定義開關量輸入點DI 1為開始尋參命令（參數P2595=722.0）
3. 回零方式選擇主動回零P2597=0
4. 定義開關量輸入點DI 2為接近開關 P2612= 722.1（粗脈沖）
5. 指定軸運行極限點，如果回零過程中極限點到達（P2613/P2614=0）則軸反轉。若兩點全為零則軸停止。
6. 指定回零方式：接近開關 + 編碼器零脈沖
7. 指定回零開始方向P2604 (0:正向；1：反向)

動作過程：
變頻器運行ON/OFF1閉合，DI 1閉合，開始尋參過程

? 上圖中（Step1）軸按照P2604 定義的搜索方向，以最大加速度 P2572 加速至搜索速度 P2605，到達接近開關后（DI 2 閉合）,以最大減速度P2573減速停止，進入下一步：搜索編碼器的零脈沖
? 軸反向加速至速度 P2608，離開接近開關后（DI 2 斷開）遇到的編碼器的第一個零脈沖后軸停止。進入下一步：回參考點
? 上圖中（Step3）軸反向加速以速度 P2611運行偏置距離P2600后停止在參考點，完成主動回零過程。

4.3動態回零（Passive Homing）
Passive Homing （動態回零）又稱為 Homing on the fly
動態回零用于軸工作于任意定位狀態時動態修改當前位置值為零（如：在點動時、執行程序步時，執行 MDI 時），執行動態回零后并不影響軸當前的運行狀態，軸并不是真正的回到零點而只是其當前位置值被置為0，重新開始計算位置。
前提條件：P2597=1
絕對值編碼器的動態回零：

參數設定

? 打開 “ Homing “ (回零) 頁面
? 定義開始尋參命令P2595源（如開關量輸入點DI2）
? 回零方式選擇動態回零P2597=1
? 指定接近開關Bero為上升沿有效（如上圖中P2511）
? 定義開關量輸入點DI 10（只能為快速I / O）為接近開關 P488= 722.10（如上圖中2）

動作過程：

? 變頻器運行（使能ON/OFF1），選擇任意一種命令（如點動，程序步、MDI等）軸按照所選擇的方式運行
? 閉合DI 2，開始動態回零
? 閉合快速開關DI 10（下圖中紅色線為該開關狀態），可見到位置實際值立即恢復為0，后重新計值（如圖中綠色線所示），在整個動態回零過程中軸的運行速度不受影響。

五、基本定位_限位（Limit）
S120 中包含兩種限位功能：軟限位、硬限位。以限制軸運行范圍。同時還有對軸運行速度，加減速的限制。

如下圖所示激活限位方式

? 項目導航欄中選擇限位功能塊
? 激活軟限位P2582 =1，正/反向位置范圍通過 P2578, P2579設定
? 激活硬限位P2568 =1，硬限位位置開關源 P2569, P2570
? 最大速度：P2571、最大加速度：P2572、最大減速度：P2573

注：限位開關信號為 “ 低 “ 有效
到達硬限位后軸將以最大減速度 P2573 故障停車，即使故障復位后也只允許反向運行

六、基本定位_程序步（Traversing Blocks）
通過使用Traversing Blocks _ “程序步” 模式可以自動執行一個完整的定位程序，也可實現單步控制；各程序步之間可通過數字量輸入信號切換。但只有當前程序步執行完后下一程序步才有效。
在S120 中提供了最多 64個程序步供使用。

程序步執行步驟：
1. 項目導航欄中選擇 Traversing Blocks 模式，設定開關量輸入點DI4用于激活程序步功能
2. 不拒絕任務 P2641= r722.2=1、沒有停止命令 P2640=1
運行過程中P2640=0發出停止命令，則軸將以減速度P2620減速停車。
若斷開DI 3 ( r722.2=0 )發出拒絕任務命令，則軸將以最大減速度P2573減速停車。
3. 按工藝需要設定各個程序步參數，程序步代號決定程序的執行順序。代號為 -1表示該步不執行（初始代號全部為 -1）。
4. 通過6個數字量輸入點的不同組合選擇需要的程序步
5. 變頻器運行，閉合DI 4（r722.3=1）激活 Traversing 方式 ( P2631=1有效 )軸按設定步驟運行。

結構說明：
P2616 (No.) 每個程序步都要有一個任務號，運行時依此任務號順序執行 （ -1 表示無效的任務）
P2621 (Job ) 表示該程序步的任務。有7 種任務供選擇：Positioning （位置方式）、Endless_POS / Endless_NEG（正 / 反向速度方式）、Waiting（等待parameter 中指定的時間后執行下一步） Goto（跳轉到parameter中指定的程序步） Set_O / Reset_O（置位/復位parameter 中指定的開關量輸出點）
P2622 ( Parameter ) 依賴于不同的Job，對應不同的Job有不同的含義（參見List Manual）
P2623.8/9 ( Mode ) 定義定位方式，僅當任務 ( Job )為位置方式 ( Position ) 時有效
P2617/P2618/P2619/P2620 ( Position, Velocity, Acceleration, Deceleration ) 指定運動的位置，速度，加/減速
P2623.4/5/6 ( Advance ) 制定本任務結束方式。END: 本任務結束不連續執行下一任務，Continue_With_Stop: 本任務結束準確定位，電機停止后重新啟動開始下一任務。Continue_Flying: 本任務結束連續執行下一任務。
P2623.0 ( Hide ) 跳過本條程序步不執行該任務。
依賴于 Job 的方式，Configuration of digital output 僅當Job 設定為 SET_O / RESET_O時有效，用于設定開關量輸出。

示例：
編制一段程序：
以速度 700 LU/min， 加 / 減速為100% 運行相對位置 50000 LU 減速停止；等待 30ms；再以速度 600 LU/min， 加 / 減速為100% 運行相對位置 40000 LU 減速停止。

編制程序步如下：

七、手動數據輸入（MDI）
Direct Setpoint Input / MDI （直接設定點輸入方式/手動數據輸入方式）, MDI 的縮寫來自于 NC 技術“Manual Data Input ”

使用MDI 功能我們可以很輕松地通過外部控制系統來實現復雜的定位程序，通過由上位機控制的連續變化的位置、速度來滿足我們的工藝需要。

MDI 有兩種不同模式：
? 位置 ( position) 模式 P2653=0、
? 手動定位或稱速度模式( setting up ) P2653=1這兩種模式可在線切換

速度模式是指軸按照設定的速度及加/減速運行，不考慮軸的實際位置。
位置模式是指軸按照設定的位置、速度、加/減速運行；
位置模式又可分為絕對位置 （P2648=1）和 相對位置（ P2648=0）兩種方式。

7.1 MDI 模式配置如下圖所示

7.2 激活 MDI 方式及參數配置
1. 進入直接數據輸入/ MDI 模式
2. 如上面程序步中所述：不拒絕任務 P2641=1、沒有停止命令 P2640=1
運行過程中可通過斷開聯接與P2640的外部開關發出停止命令，則軸將以減速度P2620減速停車。
若斷開聯接與P2641的外部開關發出拒絕任務命令，則軸將以最大減速度P2573減速停車
3. 設定開關量輸入點DI 9用于激活MDI功能（P2647為“1”有效）
4. 相關數據設置位置、速度、加 / 減速度 P2642 ~ P2645）

5. 位置模式選擇 P2653
P2653=1：速度方式；P2653=0：位置方式
6. 定位方式選擇 P2648
絕對位置方式：P2654=0, P2648=1；相對定位方式：P2654=**1*(16H)
7. 方向設定源 P2651、P2652
8. 數據傳輸形式 (P2649) 及數據設定值確認命令源( P2650)

S120 中MDI 的數據傳輸可采用兩種形式：
連續傳輸 P2649=1
單步傳輸、由上升沿確認 P2649=0
? 所謂單步傳輸是指MDI 數據的傳輸依賴于參數 P2650 中選擇的開關量信號。該命令為 “沿” 有效，每次執行完一個機器步后，需要再次施加上升沿，新的速度、位置等才能有效。
? 與單步傳輸不同，一旦激活連續數據傳輸，MDI 數據（位置、速度、加 / 減速度）可連續修改且立即有效而無需開關使能。這樣我們就可通過上位機實時調整目標位置及軸的運行速度、加 / 減速度而不會停機