基于ABB AC500 V3系列PLC的运动控制

　　01 综 述

　　从本篇起，将连续介绍基于ABB AC500 V3系列PLC的运动控制。实验的基础配置如下图：

　　

　　运动控制实在是一个极大的题目，包含控制器、驱动器、电机，控制方式等很多要素，且各个要素都有多种变化形式。为简便，仅以笔者最熟悉，实验最方便，且最具代表性的一种配置展开讲解。

　　讲解基于ABB最新的运动控制系列产品，如下：

　

序号	名称	型号	版本
1	PLC软件	Automation  Builder Premium	V2.5.1.246或更新
2	运动控制库	PS5611-Motion运动控制库
3	Mint 软件	Mint  Workbench	V5868或更新
4	PLC	PM5650-2ETH套件
5	EtherCAT模块	CM579-ECAT
6	伺服驱动器	Microflex  e190	Firmware  5904.6 或更新
7	伺服电机	ESM04X-101-302-T2N0A00

　　02 方案的典型性

　　ABB的PLC编程软件 Automation Builder基于CoDeSys V3.5开发，其界面环境和操作习惯与标准的CoDeSys基本相同。

　　ABB的运动控制库PS5611-MC基于PLCopen标准开发，这是做运动控制的工程师所熟悉的。

　　PLC和伺服之间通过EtherCAT实时工业以太网通讯，应用层采用Cia402行规。EtherCAT是当下非常流行的运动控制总线，其优势已被市场充分证明。

　　基于以上三条，个人以为这种配置是一种比较典型的运动控制方案。便于使初学者直接接触流行、通用的运动控制技术。

　　03 伺服驱动器的准备

　　在PLC编程之前，首先要把驱动器进行正确设置。凡支持EtherCAT（Cia402）的伺服驱动器都可使用，因在本方案中，伺服只是一个执行元件，运动控制的核心算法，即Profile Generator存在于PLC内。 测试基于ABB的Microflex e190伺服驱动器。

　　

　　伺服驱动器的准备，因厂家和产品的不同而不同。如下仅简要讲解Microflex e190的准备。

　　1. PC与驱动器设置到同一网段内

　　Mint Workbench是ABB Microflex e190系列伺服的专用整定软件，PC通过以太网与伺服驱动器连接。伺服驱动器的默认IP是：192.168.0.1 因此，开始整定前，需把PC与伺服设置在同一网段内，并与伺服驱动器建立连接。

　　2. 软件的打开及基本设置

　　软件安装好后，打开软件，及软件打开时的基本设置。

　　3. 切换语言，FDF

　　Mint Workbench支持中文或英文界面。无论是帮助文档，说明书还是软件，一般建议直接使用原生语言。

　　4. 驱动器调试向导

　　伺服驱动器的使用不是独立的。它上连驱动器，下连电机，电机还会连接机械机构。因此，针对伺服本身，有些基本参数需要设置。比如：电机类型，电机型号，编码器反馈、工作模式（扭矩、速度、位置）、控制方式（本地、远程）、极限值（最大速度，最大电流等）、电子齿轮比、模拟量设置等。这些均可在Mint Workbench中，通过向导，一步一步完成设置。

　　5. 自动整定或手动整定

　　整定环节，电机会小幅度正反转，在转动过程中，计算电流环、速度环和位置环的PID增益，检测编码器反馈，并检测计算负载的惯量。如果自动整定效果不好，还可手动整定，以微调各控制环的PID参数。

　　6. 拨码设置成00， ECAT模式。

　　Microflex e190的以太网口（E1&E2）可以工作在EtherCAT， PowerLink或ProfiNet模式下。具体使用哪种协议，可通过驱动器前端的拨码开关设置。

　　

　　EtherCAT模式，需把拨码开关拨到00

　　7.保存ESI文件 下载固件 更改IP地址

　　从站设备描述文件ESI（EtherCAT Slave Information）是EtherCAT从站设备的配置文件，文件为XML格式。不同厂家、型号甚至固件版本的伺服驱动器，其ESI文件都是不一样的。ESI文件是与某一型号产品的特定固件相对应的。在本方案中，ESI文件相当于从站的个人简历。只有把简历文件传给控制器，控制器才能了解并使用驱动器。在Mint Workbench中，可以把在线驱动器的ESI文件保存到本地。

　　另外还介绍了伺服固件升级及IP更改的基本操作。

　　8.设置控制源

　　Microflex e190是一款智能伺服驱动器，可以工作在本地模式，也可工作在远程模式。当Profiler Generator算法由驱动器完成时，伺服工作在本地模式。当Profiler Generator算法由控制器完成时，伺服工作在远程模式。本方案中，要把伺服的控制源设置为：RT-Ethernet（Cia-402），即远程模式。