SIEMENS百色市西门子（授权）中国一级代理商-西门子华南区变频器总代理商

由于进料轴和主轴运动非线性关系，出料轴和主轴运动非线性关系，主轴和进料轴、出料轴都需要凸轮机构，机械凸轮加工周期长，适应性差。西门子1500T系列PLC电子凸轮功能给出快捷方便凸轮解决方案，优点在于机械无冲击，减少振动，减少磨损，更换凸轮曲线时可减少停机时间在凸轮传动期间，引导轴和跟随轴将通过同步操作功能进行耦合（通过凸轮进行指定）。1500T与V90配合IRT通讯，高效快速实现运动控制。

对于需要同步的主轴、送料轴和出料轴，1500使用工艺轴创建了一个位置轴和两个同步轴，通过IRT等时同步模式，V90支持Zui快2MS的通讯周期，配合OB91MC_SERVO同步总线，因子3，6MS运控周期控制V90，对于振动筛电机采用直接多段速控制，控制简单明了。1500支持Zui多10个位置轴TO控制对象，支持的juedui同步轻松实现轴同步，定位运动比传统的脉冲型伺服调速精度和稳定性大大提高，连续运行同步误差始终稳定小于允许的偏差值，并且不会产生累积偏差。

2.凸轮曲线和运动优化

难点1：凸轮曲线由实际机械分析变成程序凸轮盘

机械运动情况分析，按照时序分析主轴和从轴位置关系，按照机械对应时序，关键位置在博图新建工艺对象-凸轮盘-进行描点，画出主轴和从轴位置关系，实际运行反复测试实际位置关系和加减速，位置曲线，调整凸轮盘位置达到Zui优。

图7：机械分析凸轮

图8：进料轴曲线

图9：出料轴曲线

难点2：设定位置和实际位置曲线不平滑

Zui终表现位置控制运动不平缓，运动滞后，无法满足实际运动控制需要，需要调整电流环，优化速度环，优化位置环。进行一键自动优化驱动器，匹配合适的惯量比和速度环增益，手动测试优化位置环增益。

图10：运动情况

典型伺服控制理论图：

图11：伺服控制框图

电流控制：系统内部根据已知的电机绕组数据等信息自动计算电流环增益。

速度控制：手动优化调整速度环增益 p29120 和速度环积分时间 p29121 。

位置控制：优化TO工艺对象里面控制回路-增益因子10->25。

图12：优化后运动情况

3.运动控制调试

系统关键是凸轮同步运动控制，PLC1511T控制器控制V90伺服运行凸轮运动，西门子SINAMICS运动控制编程基于guojibiaozhunPLCopen，面向工艺对象（TO）的控制方式，便于工程、调试和维护，简化了机器制造商和用户的工作。

工艺中的“运动控制”指令进行运动控制编程

图13：PLCopen运动控制指令

凸轮同步功能介绍

①主轴和从轴工艺对象正确组态

②主轴为定位轴

③从轴是同步轴

④通过“MC_InterpolateCam”对凸轮进行插补

⑤凸轮同步程序

⑥启动主轴，从轴直接同步，同步运动进行

⑦停止主轴，从轴将停止

图14：MC_CAMIN系统块

主从轴的运动关系是用电子凸轮而不是以前的机械凸轮实现的。优点在于机械无冲击，减少振动，减少磨损，更换凸轮曲线时可减少停机时间。与之前西门子控制器不同的是，S7-1500T在使用Cam 曲线之前需要通过MC_InterpolateCam 命令对Cam曲线进行插补。完成插补后，定义的凸轮插补点和段之间的空隙即可闭合。随后可通过运动控制命令“MC_CamIn”启动主轴和从轴之间的凸轮运动操作。

图15：MC_CAMIN引脚参数

图16：凸轮同步坐标系

凸轮同步

直接同步原理

移动运动坐标系到凸轮坐标系同步点，设置“MC_CamIn.SyncProfileReference”= 2参数时，状态将直接同步设置在当前主值位置和当前从值位置上。

凸轮周期性运行

当凸轮正向运行时，同步操作在达到凸轮终点后从起点开始重复。当凸轮负向运行时，同步操作在达到凸轮起点后从终点开始重复。为防止动态值发生步长变化，凸轮起点和终点必须匹配，并且起点和终点的速度必须一致。

4.Trace监控位置相应位置

图17：轴位置运动情况

四、项目运行

系统按照客户要求2021年4月正式运行，运行稳定帮助客户全部筛选胶囊，根据两个月运行情况，没有无故停机状况，24小时不间断运行，用户对胶囊称重分选机连续运行，效率很满意，达到预期目标。

图18：客户产品现场