EP3E PROFINET伺服与S7-1200的连接

EP3E-PN产品介绍 · EP3E-PN 为武汉迈信电气技术有限公司自主研发生产的PROFINET总线伺服，该产品已通过PROFINET Interface的测试认证。

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· PROFIdrive AC3 报文9，报文111；AC4 报文3，报文5，报文102，报文105；符合PROFIdrive行规，完美适配PLC中内置的工艺对象。

· PROFINET通信 支持标准PROFINET通信接口，具备RT与IRT通信能力。通信周期最短可达250µs，同步抖动时间小于1µs。

· PLCopen 通过符合PLCopen标准的功能块，可实现多种复杂的运动控制功能。

· 动态响应 可开启DSC(动态伺服控制)，实现更加快速的动态响应。

· 点到点定位 可兼容SINA_POS(FB284)功能块，快速实现点到点定位功能。

· 应用方案实拍图

1、适用范围

EP3E PROFINET伺服驱动器通过工艺对象(Technology Object)与S7-1200连接，实现定位控制。

2、原理概述

EP3E伺服驱动器支持PROFINET通信，并支持PROFIdrive运动控制行规。S7-1200 PLC包含运动控制功能组件，可实现工艺对象轴的位置控制。

工艺对象通过PROFIdrive报文3读取编码器实际值，与设定位置比较计算得出设定速度，再通过报文3将设定速度发送给伺服驱动器，实现位置闭环控制。

3、调试环境

- 博途TIAPortalV14及以上版本 - EP3E PROFINET 设备描述文件GSDML-V2.33-Maxsine-EP3E_PN-20190327.xml

4、技术实现

4.1 准备工作

4.1.1 硬件连接

1) 参照《EP3E PROFINET总线交流伺服驱动器使用手册》，正确完成驱动器电源连接、电机连接；

2) 正确连接S7-1200 PLC的电源；

3) 如果PLC只有一个网口，如1212C、1214C等，将第一台伺服驱动器的X5 端口与S7-1200 PLC 的网口;如有多台伺服驱动器，将前一台的X6端口与下一台的X5端口连接;将最后一台伺服驱动器的X6端口与调试电脑连接。

4) 如果PLC有两个以上的太网口，将第一台伺服驱动器的X5 端口与S7-1200 PLC 的一个网口;如有多台伺服驱动器，将前一台的X6端口与下一台的X5端口连接。将PLC的另一个网口与调试电脑连接。

4.1.2 设备描述文件

- 在迈信官网（www.maxsine.com）服务与支持→下载中心下载EP3E PROFINET设备描述文件GSDML-V2.33-Maxsine-EP3E_PN-20190327.xml，存放在调试电脑中。

4.1.3 伺服驱动器参数设置

4.2 示例工程的建立

4.2.1 新建工程

1) 打开TIA Portal 软件，选择“创建新项目”，并填写项目名称、路径、版本、作者等相关信息，点击创建即可：

2) 点击左下角的“项目视图”，进入下一个界面：

4.2.2 设备的添加与连接

1) 点击界面左边的“项目”，出现下级目录，并双击“添加新设备”：

2) 弹出“添加新设备”窗口，进行“控制器→SIMATIC S7-1200→CPU→CPU 1214C DC/DC/DC→6ES7 214-1AG40-0XB0”操作,点击确定：

  3) 点击菜单栏的“选项”按钮，选择“管理通用站描述文件（GSD）”：

4) 然后，选择源路径（准备阶段存放的位置），勾选文件夹，点“安装”即可：

5) 位于界面右边，将“过滤”前面的勾选去掉，找寻“硬件目录”-“其它现场设备”—“PROFINETIO”—“Drives”—“Maxsine”—“EP3E”—“前端模块”—“Maxsine EP3E_PN”，确认驱动器已添加：

6) 选择中间界面的“网络视图”，在右侧硬件目录找到“Maxsine EP3E_PN”并双击或拖拽到左侧网络视图：

7) 用鼠标拖拽连接PLC与伺服驱动器：

8) 设置项目中的S7-1200的IP地址：

9) 设置项目中伺服驱动器的设备名称及IP地址：

10) 控制器报文添加。选择驱动器设备，选择“硬件目录”-“其它现场设备”→“PROFINET IO”→“Drives”→“Maxsine”→“EP3E”→“子模块”→“标准报文3”：

4.2.3 为伺服驱动器设置设备名称和IP

1) 手动设置名称和IP

a. 通过TIAPortal设置名称和IP。点击左侧“在线访问-更新可访问的设备”，搜索网络中的设备：

通过在线和诊断中的功能，为伺服驱动器设置名称和IP，注意该处的名称和IP必须与项目中的一致： 

  b. 通过PRONETA诊断工具设置名称和IP。在西门子网站下载PRONETA 调试和诊断工具： https://support.industry.siemens.com/cs/document/67460624/proneta-2-6-0-7-调试和诊断工具，适用于-profinet?dti=0&dl=zh&lc=en-WW PRONETA可以显示网络中设备连接的拓扑结构，方便设备设置和诊断，PRONETA工具的详细使用方法请参考西门子PRONETA文档。

通过PRONETA诊断工具，为伺服驱动器设置名称和IP，注意该处的名称和IP必须与项目中的一致：

2) 控制器自动为设备分配名称

在某些应用场景下，如设备批量出厂，控制器可设置为自动为设备分配名称，节省调试时间；同时也可以在替换设备后，省去重新设置名称的步骤。

如需设置为自动分配名称，首先必须配置网络的拓扑结构。选择“拓扑视图”，根据实际硬件的接线顺序连接PLC与伺服驱动器，注意，图中右侧的端口2对应的是伺服驱动器上的X5端口：

设置好拓扑后，选择PLC的PROFINET接口(X1) →高级选项→接口选项，勾选“不带可更换介质时支持设备更换”，并勾选“允许覆盖所有已分配IO设备名称”：

设置后PLC上电时会根据预先设置的拓扑结构为网络中的设备分配名称和IP地址，务必要保证硬件连接顺序与拓扑结构中的设置完全一致。   4.2.4 轴配置

1) 选择“工艺对象”，双击“新增对象”，弹出“新增对象”对话框，选择“轴”-“TO_PositongingAxis”,版本选择V6.0和V5.0皆可，本文以V6.0为例：

2) 轴1界面，驱动器选择“PROFIdrive”：

3) 组态驱动器和编码器。

a. 组态驱动器

点击驱动器，“选择PROFIdrive驱动装置”中的“驱动器”选择PROFINET IO-SYSTEM(100)—MAXSINE-EP3E-PN—报文3，点击勾选，最后将“自动传送设备中的驱动装置参数”前的勾选取消掉：

b. 组态编码器 点击编码器，选择PROFINET/PROFIBUS上的编码器，勾选显示所有模块，“PROFIdrive编码器”选择PROFINET IO-SYSTEM(100)-MAXSINE-EP3E-PN-报文3,点击勾选，之后将“自动传送设备中的编码器参数”前的勾选取消：

- 需要通过外部原点开关进行主动回原点动作时，编码器类型选择“旋转增量”，每转步数设置为131072（该数据与电机所配编码器位数无关），高精度中“增量实际值中的位”设置为0：

- 需要通过绝对值方式回原点时，编码器类型选择旋转绝对值，每转步数设置为131072（该数据与电机所配编码器位数无关），转数设置为32768，高精度中“增量实际值中的位”和“递增实际值中的位”均设置为0。如遇到“递增实际值中的位”为灰色不能设置的情况，关闭当前组态窗口后重新开启即可设置：

使用绝对值方式回原点时，驱动器的P090参数需要设置成1开启多圈功能，首次开启多圈后，重新上电时驱动器会出现Err 47报警，可通过Fn36功能将编码器复位，具体操作参考《EP3EPROFINET使用手册》中的相关章节。

4) 设置扩展参数

根据实际的机械，设置扩展参数中的机械、模数、位置限制、动态等参数：

如需使用主动回原点，需设置主动回原点方式。使用主动回原点时编码器组态必须为增量，如组态为绝对值，此处的设置无效，需通过程序中的MC_Home功能块的Mode 6或7进行回原点操作：

目前支持的回原点方式为第三种“通过数字量输入使用原点开关”: 当轴或编码器的实际值在指定的归位方向上移动时，系统将立即检查数字量输入的状态。在指定的归位方向上到达归位标记(数字量输入的设置)后，会将工艺对象的实际位置设置为归位标记位置。

5) 保存工程组态并下载到PLC

点击PLC_1,然后点击在线→下载到设备，PG/PC接口的类型选择“PN/IE”,接口/子网的连接选择“PN/IE_1”,点击“开始搜索”。下载完成，转至在线进行调试：

4.3 调试

4.3.1 测试与运行

1) 找到界面左边的工艺参数，依次点击工艺参数→轴_1→调试→监视所有按钮→激活按钮：

2) 单击“启用”，观察伺服电机是否使能。使能后，点击“反向点动”和“正向点动”进行运转测试：

参考资料

《EP3E PROFINET总线交流伺服驱动器使用手册》 《S7-1200 通过 TO 实现 V90PN的位置控制》 https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/109746528