西门子信号板BA01

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SIMATIC S7-200 SMART， 电池板 支持实时时钟

1．概述
SIRUS 3RW44电子软起动器可以通过PROFIBUS－DP网络进行通讯。硬件版本要求从E06,生产日期从060501开始，见图1标识。本文将主要讲述如何通过PROFIBUS-DP网络进行通讯，以及如何通过Softstarter ES软件进行参数化、操作和监视。

图1. 版本号

2．PROFIBUS-DP通讯
首先要选择通讯模板，3RW44软起动器装配PROFIBUS通讯模版后具备PROFIBUS通讯功能。通讯模版的订货号：3RW4900-OKC00。（注意：在安装通讯模版时首先要保证3RW44软起动器没有上电）。

图2安装通讯模板

2．1激活通讯模板功能和设置站地址

2．1．1通过液晶屏激活通讯模板和设置站地址

1. 在**接通3RW44软起动器之前，要先检查主侧和控制侧的接线是否正确。在**施加控制电压之后，会自动进入必须执行一次的快速起动菜单中，根据设备的情况来预设软起动器的重要参数。（详见操作手册）

2. 按照图3所示的顺序操作按键来激活通讯模版。

图3激活通讯模板

3. 按照图4所示设定设备PROFIBUS DP地址，并按照图5保存参数。
4. PROFIBUS-DP LED 红色闪烁。
5. 当PROFIBUS-DP图标“ ”显示在液晶屏的下面时表示通讯模版被成功激活。

图4设定DP地址

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图5保存设定参数

2．1．2通过参数化软件激活通讯模板和设置站地址

1. 将安装参数化软件Soft Starter ES Professional 或Soft Starter ES Smart+ sp1的软件连接至3RW44软起动器。
2. 打开软件Soft Starter ES Professional 或Soft Starter ES Smart+ sp1。
3. 打开菜单的Switching device>open online。在弹出的对话框中选择Local device interface以及PC 的COM接口，并以“OK”确认。
4. 进入在线模式，在界面左边的树型结构选择device Configuration。
5. 如图6所示在右侧的界面中激活“Field bus interface”。

图6 激活通讯模板

6. 完成第5步操作后在左侧的树状参数结构的“Device parameter”下会出现“Field bus ”参数条目。点击此条目进入通讯参数化界面。
7. 在右侧的参数化界面中设置设备的通讯地址并点击工具条中的“Load to Switching Device”图标下载。如图7所示。
8. 确认站地址更改和通讯模板功能激活。

图7设置PROFIBUS DP站地址

完成上述步骤后，通讯模板的PROFIBUS DP LED 红色闪烁，液晶显示屏的下面出现“ ”图标表示通讯模板的功能被激活。

注意：当通讯功能激活后，3RW44的控制**权会自动从端子输入控制转换为PROFIBUS-DP控制，如果将其中的某个输入端子的功能定义为“Manual operation local”功能并激活该功能，则控制的**权仍然为端子控制。

2．2 3RW44的PROFIBUS通讯和组态

PROFIBUS-DP的通讯为主从方式，主站分为两种，1类主站和2类主站，在大多数情况下，1类主站指PLC，PG/PC是2类主站。与1类主站通讯时，即可以采用DPV0的通讯方式，也可以采用DPV1的方式；与2类主站通讯时，只能采用DPV1的方式。
简单的说，DPV0指循环的数据通讯形式，每个设备占用的I/O映像区的通讯数据均为DPV0方式读取，这种方式简单直接，一般作为长期的显示及控制数据使用，但由于占用CPU的地址映像区，所以DPV0的方式读写的数据量总是很有限的。
DPV1是DPV0的扩展协议，在原有循环数据的基础上增加了非循环读写数据，大大的增加了信息的获取量,为系统的调试、诊断、维护等提供了较大的方便。但并非所有的PLC都支持DPV1,所以强烈建议用户在使用PROFIBUS-DP的方式时使用SIEMENS的PLC,以便充分有效的利用系统提供的功能。

2．2．1 将3RW44软起动器集成在DP主站系统中

1问题的提出

1.1 如何扩展**值编码器的测量范围
在运动控制系统中，经常使用**值旋转编码器作为位置反馈，**值编码器具有返回值与实际位置一一对应、断电后位置信息不丢失等优点，在使用时给用户带来了很多方便，比如在设备重新上电时，不需要重新寻找参考点（回零）。
不过**值旋转编码器也有缺点，不管是单圈**值编码器，还是多圈**值编码器，它的测量范围都是有限的。如果负载不停地单方向运行，那么一定会造成编码器返回值溢出，此时编码器的值又重新返回零，周而复始。此时如果设备重新上电，编码器返回值是不包含溢出次数信息的，所得到的位置值也是不可用的。

图1 **值旋转编码器的返回值与负载位置的关系

问题1：在使用SINAMICS S120进行位置控制时，在采用**值编码器作为位置反馈时，如果负载行程较长，**出了**值编码器的测量范围，那么在设备重新上电时，编码器的返回位置r0483与负载实际位置是不匹配的。此时应该如何扩展**值编码器的测量范围，正确地读取负载的位置？

1.2 如何正确使用测量齿轮
在一些场合会使用测量齿轮改变电机或负载的转速特性，以便于速度或位置的测量，如图2所示为一个齿轮比为1：3的测量齿轮。如果所用的编码器为**值编码器，那么在发生溢出时，编码器返回值的零点与电机/负载的零点就出现偏移，偏移量的大小取决于齿轮比。一旦编码器返回值发生溢出，负载的实际位置值就不可用了。

图2 测量齿轮示意图

举一个例子，在使用图2的测量齿轮时，假设所用的编码器是一个8圈的**值编码器，那么默认情况下，编码器返回位置、电机/负载的角度、编码器的角度随时间变化的关系如图3所示。

图3 编码器返回位置、电机/负载角度、编码器角度的关系

从图3可以看出，在编码器旋转8圈以后发生溢出，每次溢出后编码器返回值的零点与电机/负载的零点会有1/3圈的偏移，在发生溢出以后编码器返回的位置值就不可用了。在溢出3次以后，编码器返回值零点与电机/负载零点又重合了。

问题2：在使用SINAMICS S120进行位置控制时，在采用**值编码器作为位置反馈时，如果使用了测量齿轮，那么如何在编码器溢出时，也能正确读取电机/负载的实际位置？

2 SINAMICS S120位置跟踪功能的使用

2.1 SINAMICS S120位置跟踪功能概述
SINAMICS S120位置跟踪（Position Tracking）可用于：

? 扩展**值编码器的测量范围
? 在使用测量齿轮时，正确计算负载的位置

该功能可通过参数P0411.0来激活，激活以后，编码器溢出的次数信息会被保存在断电保持数据区中，这样即使编码器返回值发生溢出，即使设备重新上电，也可以重新根据编码器溢出次数和当前返回值计算出负载的当前位置。

图4 测量齿轮和编码器的示意图

**值编码器位置实际值保存在参数r0483中，r0483是一个无符号32位数，需要激活编码器的控制字中*13位（GnSTW.13）才会将编码器的实际值显示在r0483中。如果P0411.0＝0，那么位置跟踪功能未被激活，此时r0483中的位置值由以下数据构成：

? 编码器每转脉冲数P0408
? 编码器信号细分位数P0419
? 编码器圈数P0421

如果P0411.0＝1，那么位置跟踪功能被激活，此时r0483中的位置由以下数据构成：

? 编码器每转脉冲数P0408
? 编码器信号细分位数P0419
? **值旋转编码器虚拟圈数P0412
如果没有测量齿轮，编码器的圈数即为P0421的值，如果P0421太小，不满足负载行程要求，那么可以通过放大P0412来扩展**值编码器的位置测量范围。
? 测量齿轮比P0433/P0432

2.2 扩展**值编码器测量范围的参数设置
要扩展**值编码器的测量范围，可以在配置向导中编码器配置画面上进行设置。使用STARTER软件打开项目，在Config DDS的配置向导中，在配置编码器数据时，点击Details按钮，如图5所示。

图5 编码器配置画面

在弹出的对话框中Details选项卡中，选择激活位置跟踪功能，并在虚拟圈数P0412中输入需要的值，如图6所示。配置完毕后，下载数据并保存。

图6 激活位置跟踪功能

另外也可以在ONLINE情况下，通过参数表直接设置。使用PG/PC连接设备，在STARTER软件中连接在线后，通过驱动器的Expert List打开参数列表，依次设置以下参数即可。

P0010＝4， Encoder Commissioning 编码器调试
P0411.0＝Yes， Activate Position Tracking 激活位置跟踪功能
P0412＝600， Set Virtual Revolution 设置虚拟圈数，根据实际情况调整
P0010＝0， Ready 返回就绪状态

2.3 使用测量齿轮时的参数设置
针对1.2节中的例子，编码器每溢出一次，都会在电机/负载侧产生1/3圈的偏移，每溢出3次以后，编码器零点与电机/负载的零点重新吻合。在编码器溢出时，电机/负载的位置就可能不正确了。
此时需要激活位置跟踪功能，并设置测量齿轮的齿轮比P0433和P0432，如图7所示。本例中**值编码器是一个8圈的**值编码器，所以P0412=8。

图7 测量齿轮的参数设置

这样可以扩展位置值r0483的表示范围（如图8所示），在使用测量齿轮时，即使发生编码器返回值溢出，也能正确指示电机/负载的实际位置。

图8 位置跟踪功能激活后的位置值

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