基于ABB AC500 V3系列PLC的運(yùn)動(dòng)控制

　　01 綜 述

　　從本篇起，將連續(xù)介紹基于ABB AC500 V3系列PLC的運(yùn)動(dòng)控制。實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)配置如下圖：

　　運(yùn)動(dòng)控制實(shí)在是一個(gè)極大的題目，包含控制器、驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)，控制方式等很多要素，且各個(gè)要素都有多種變化形式。為簡(jiǎn)便，僅以筆者最熟悉，實(shí)驗(yàn)最方便，且最具代表性的一種配置展開講解。

　　講解基于ABB最新的運(yùn)動(dòng)控制系列產(chǎn)品，如下：

　　02 方案的典型性

　　ABB的PLC編程軟件 Automation Builder基于CoDeSys V3.5開發(fā)，其界面環(huán)境和操作習(xí)慣與標(biāo)準(zhǔn)的CoDeSys基本相同。

　　ABB的運(yùn)動(dòng)控制庫(kù)PS5611-MC基于PLCopen標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)，這是做運(yùn)動(dòng)控制的工程師所熟悉的。

　　PLC和伺服之間通過(guò)EtherCAT實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)通訊，應(yīng)用層采用Cia402行規(guī)。EtherCAT是當(dāng)下非常流行的運(yùn)動(dòng)控制總線，其優(yōu)勢(shì)已被市場(chǎng)充分證明。

　　基于以上三條，個(gè)人以為這種配置是一種比較典型的運(yùn)動(dòng)控制方案。便于使初學(xué)者直接接觸流行、通用的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)。

　　03 伺服驅(qū)動(dòng)器的準(zhǔn)備

　　在PLC編程之前，首先要把驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行正確設(shè)置。凡支持EtherCAT（Cia402）的伺服驅(qū)動(dòng)器都可使用，因在本方案中，伺服只是一個(gè)執(zhí)行元件，運(yùn)動(dòng)控制的核心算法，即Profile Generator存在于PLC內(nèi)。 測(cè)試基于ABB的Microflex e190伺服驅(qū)動(dòng)器。

　　伺服驅(qū)動(dòng)器的準(zhǔn)備，因廠家和產(chǎn)品的不同而不同。如下僅簡(jiǎn)要講解Microflex e190的準(zhǔn)備。

　　1. PC與驅(qū)動(dòng)器設(shè)置到同一網(wǎng)段內(nèi)

　　Mint Workbench是ABB Microflex e190系列伺服的專用整定軟件，PC通過(guò)以太網(wǎng)與伺服驅(qū)動(dòng)器連接。伺服驅(qū)動(dòng)器的默認(rèn)IP是：192.168.0.1 因此，開始整定前，需把PC與伺服設(shè)置在同一網(wǎng)段內(nèi)，并與伺服驅(qū)動(dòng)器建立連接。

　　2. 軟件的打開及基本設(shè)置

　　軟件安裝好后，打開軟件，及軟件打開時(shí)的基本設(shè)置。

　　3. 切換語(yǔ)言，F(xiàn)DF

　　Mint Workbench支持中文或英文界面。無(wú)論是幫助文檔，說(shuō)明書還是軟件，一般建議直接使用原生語(yǔ)言。

　　4. 驅(qū)動(dòng)器調(diào)試向?qū)?/p>

　　伺服驅(qū)動(dòng)器的使用不是獨(dú)立的。它上連驅(qū)動(dòng)器，下連電機(jī)，電機(jī)還會(huì)連接機(jī)械機(jī)構(gòu)。因此，針對(duì)伺服本身，有些基本參數(shù)需要設(shè)置。比如：電機(jī)類型，電機(jī)型號(hào)，編碼器反饋、工作模式（扭矩、速度、位置）、控制方式（本地、遠(yuǎn)程）、極限值（最大速度，最大電流等）、電子齒輪比、模擬量設(shè)置等。這些均可在Mint Workbench中，通過(guò)向?qū)?，一步一步完成設(shè)置。

　　5. 自動(dòng)整定或手動(dòng)整定

　　整定環(huán)節(jié)，電機(jī)會(huì)小幅度正反轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，計(jì)算電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)的PID增益，檢測(cè)編碼器反饋，并檢測(cè)計(jì)算負(fù)載的慣量。如果自動(dòng)整定效果不好，還可手動(dòng)整定，以微調(diào)各控制環(huán)的PID參數(shù)。

　　6. 撥碼設(shè)置成00， ECAT模式。

　　Microflex e190的以太網(wǎng)口（E1&E2）可以工作在EtherCAT， PowerLink或ProfiNet模式下。具體使用哪種協(xié)議，可通過(guò)驅(qū)動(dòng)器前端的撥碼開關(guān)設(shè)置。

　　EtherCAT模式，需把撥碼開關(guān)撥到00

　　7.保存ESI文件 下載固件 更改IP地址

　　從站設(shè)備描述文件ESI（EtherCAT Slave Information）是EtherCAT從站設(shè)備的配置文件，文件為XML格式。不同廠家、型號(hào)甚至固件版本的伺服驅(qū)動(dòng)器，其ESI文件都是不一樣的。ESI文件是與某一型號(hào)產(chǎn)品的特定固件相對(duì)應(yīng)的。在本方案中，ESI文件相當(dāng)于從站的個(gè)人簡(jiǎn)歷。只有把簡(jiǎn)歷文件傳給控制器，控制器才能了解并使用驅(qū)動(dòng)器。在Mint Workbench中，可以把在線驅(qū)動(dòng)器的ESI文件保存到本地。

　　另外還介紹了伺服固件升級(jí)及IP更改的基本操作。

　　8.設(shè)置控制源

　　Microflex e190是一款智能伺服驅(qū)動(dòng)器，可以工作在本地模式，也可工作在遠(yuǎn)程模式。當(dāng)Profiler Generator算法由驅(qū)動(dòng)器完成時(shí)，伺服工作在本地模式。當(dāng)Profiler Generator算法由控制器完成時(shí)，伺服工作在遠(yuǎn)程模式。本方案中，要把伺服的控制源設(shè)置為：RT-Ethernet（Cia-402），即遠(yuǎn)程模式。