以下规则适用于主值耦合: • 引导轴或外部编码器 (S7-1500T) 可以输出多个跟随轴的主值。 • 跟随轴可与多个主值工艺对象互连。以下工艺对象支持主值: – 定位轴 – 同步轴 (页 21) – 外部编码器 (S7-1500T) 引导轴代理工艺对象仅与跨 PLC 同步操作 (页 152) (S7-1500T) 相关。 操作期间所需的所有互连都必须在同步轴工艺对象的组态期间设置。 • 在用户程序运行期间,一次只能选择一个主值进行耦合和评估。 • 对主值和从值进行耦合时,不会转换为相应组态的测量单位。如果引导轴线性移动 10 mm,旋转轴会以 1:1 的传动比移动 10°。 操作步骤 要互连跟随轴的所需主值,请按以下步骤操作: 1. 打开同步轴的“工艺对象 > 组态 > 主值互连”(Technology object > Configuration > Leading value interconnections) 组态窗口。 2. 在“可能的主值”(Possible leading values) 表列中,添加操作所需的全部主值工艺对象作为跟 随轴的主值。 可以使用表中通过相应运动控制指令添加的工艺对象作为跟随轴的主值。工艺对象的所有 已组态的主值互连均显示在工艺对象的交叉引用列表中。 3. 在“耦合类型”(Type of coupling) 表列中,选择主值的耦合类型: – 设定值耦合 (页 31) – 实际值耦合 (页 31) (S7-1500T) “延迟”(Delayed) 选项仅与跨 PLC 同步操作 (页 152) (S7-1500T) 相关。设定值耦合 (S7-1500, S7-1500T) 对于设定值耦合,引导轴的设定值将作为同步操作的主值。 以下工艺对象的设定值可连接,作为同步操作的主值: • 定位轴 • 同步轴 • 引导轴代理 (S7-1500T) 实际值耦合和实际值推断 (S7-1500T) 对于不可以耦合设定值的应用程序(例如,使用外部编码器时)或在工艺方面无意义的应用程 序,S7-1500T CPU 将额外提供实际值耦合来实现同步操作。对于实际值耦合,某个工艺对象 的推断实际值用作主值。 以下工艺对象的实际值可用作同步操作的主值: • 定位轴 • 同步轴 • 外部编码器。
主值的实际值推断 对于实际值耦合,处理实际值时会生成延时。为了对延时时间进行补偿,可将实际值外部插补 到主值中。这意味着主值基于之前的已知值进行了外部插补。 恒定速度或恒定加速度或减速度下的延时时间可通过推断进行补偿。由于技术原因,推断过程 中的加速度或减速度(加加速度)变化总会导致主值相关的跟随轴移位。 有效的推断时间包含引导轴相关部分、组态的跟随轴相关部分,还可以包含跨 PLC 同步操作的 时间: • 引导轴相关部分 引导轴相关的部分在工艺对象变量“.Extrapolation.LeadingAxisDependentTime”中针 对引导轴自动计算并显示。可以使用变 量“.Extrapolation.Settings.SystemDefinedExtrapolation” = 0 禁用引导轴相关部分。 • 跟随轴占用部分 跟随轴占用的部分在工艺对象变量“.StatusPositioning.SetpointExecutionTime”中针对 引导轴自动计算并显示。组态“工艺对象 > 组态 > 扩展参数 > 实际值推断”(Technology object > Configuration > Extended parameters > Actual value extrapolation) 下的值 (.Extrapolation.FollowingAxisDependentTime)。 • 跨 PLC 同步操作的时间 对于跨 PLC 同步操作,将自动考虑本地耦合的跟随轴上主值的输出延迟。显示值等于主值 延迟,并且对应于在引导轴或外部编码器上输入的延时时间。可以在“工艺对象 > 组态 > 主 值设置”(Technology object > Configuration > Leading value settings) 下组态延时时间 (.CrossPlcSynchronousOperation.LocalLeadingValueDelayTime)。 外部插补实际值将通过可组态的滞回进行评估,之后再作为主值进行输出。滞回评估可防止主 值反转,从而导致外部插补干扰值。 注意 机器损坏 如果在用户程序运行期间过大幅度更改推断时间,可能造成机器损坏。 只能小幅调整外插补时间。 下图显示了实际值推断的顺序。 ⑥ 用组态的长度单位表示的滞后值 (.Extrapolation.Hysteresis.Value) ⑦ 由引导轴产生的推断时间分量 (.Extrapolation.LeadingAxisDependentTime) ⑧ 由跟随轴产生的推断时间分量 (.Extrapolation.FollowingAxisDependentTime) ⑨ 来自跨 PLC 同步操作的推断时间分量 (.CrossPlcSynchronousOperation.LocalLeadingValueDelayTime) ⑩ 推断主值位置 ⑪ 推断主值速度,具体取决于开关位置: • 通过带滞后的推断得到的主值速度(“.Extrapolation.Settings.ExtrapolatedVelocityMode”= 1) • 滤波后实际速度的主值速度(“.Extrapolation.Settings.ExtrapolatedVelocityMode”= 0) 过滤实际值 编码器干扰信号会导致信号发生快速步长变化,这也会影响外插补。这种步长变化可通过使用 合适的过滤器设置来减少或补偿。位置滤波器为 PT2 滤波器。速度过滤器为支持可组态容差范 围宽度的 PT2 过滤器。 实际位置值通过实际位置滤波器混合滤波。实际速度值通过速度过滤器混合滤波,然后通过容 差范围“稳定”。滤波后的实际位置值随后根据滤波后的速度值进行推断。 主值速度基于推断的主值位置或滤波后的速度值(无推 断,“.Extrapolation.Settings.ExtrapolatedVelocityMode”= 0)得出。 推荐设置。 将位置过滤器的时间常量 T1 和 T2 的总和设置为明显小于速度过滤器的时间常量 T1 和 T2。 容差范围 容差范围作用在插补周期中的速度滤波值上。一旦容差范围在一个方向上的改变超过Zui后一个 输出值容差范围的一半以上,则该容差范围的位置将自动沿速度值方向移动。 随着容差范围的移位同时生成新的输出值。这对应于速度滤波值减去容差范围的一半。只要速 度值保持在容差范围内,就不会生成新的输出值。滞后作用在插补周期中的位置滤波插补值上。方向改变只有在位置值反方向发生至少为滞后值 的变化时才起作用。滞后/反向容差可在容差范围内发生位置反向时防止主值意外反向。组态实际值推断 要组态主值的实际值推断,请按以下步骤操作: 1. 打开引导轴的“工艺对象 > 组态 > 扩展参数 > 实际值推断”(Technology object > Configuration > Extended parameters > Actual value extrapolation") 组态窗口。 2. 在“位置滤波器 T1”(Position filter T1) 和“位置滤波器 T2”(Position filter T2) 输入字段中,输 入 PT2 滤波器的时间常量来对位置进行滤波。 3. 在“滞后值”(Hysteresis value) 输入字段中,输入应用到位置的推断实际值的迟滞功能值。指 定值采用组态的长度单位。 4. 在“速度滤波器 T1”(Velocity filter T1) 和“速度滤波器 T2”(Velocity filter T2) 输入字段中,输 入 PT2 滤波器的时间常量来对实际速度进行滤波。 5. 在“容差范围宽度”(Tolerance band width) 输入字段中,输入经过滤波的实际速度的容差带 宽。为优化容差范围的应用,请输入与容差区间相同的带宽作为噪声信号带宽。 6. 在“跟随轴”(Following axis) 输入字段中,为主值的推断指定跟随轴比例。跟随轴变 量“.StatusPositioning.SetpointExecutionTime”中的值(保持不变或通过用户指定的时 间抵消)可用作基准值。 此引导轴相关的推断将显示在“引导轴”(Leading axis) 字段中。与引导轴相关的推断时间通 过引导轴的实际值采集时间 (Ti)、插补器时间 (TIpo) 以及位置滤波器 T1 与 T2 之和计算得 出: 与引导轴相关的推断时间 = Ti + TIpo + T1 + T2 跨 PLC 同步操作的时间显示在“跨 PLC”(cross-PLC) 字段。跨 PLC 同步操作的时间对应于组态 窗口“工艺对象 > 组态 > 主值设置”(Technology object > Configuration > Leading value settings) 中设置的延时时间。 7. 要应用由推断主值位置微分得出的主值速度,选中“激活微分”(Activate differentiation) 复 选框。否则,将应用滤波后的实际速度值。 8. 要在计算有效推断时间时考虑与引导轴相关的推断,请选中“考虑引导轴”(Consider leading axis) 复选框。否则,在计算有效推断时间时不会考虑与引导轴相关的推断。 在“有效推断时间”(Effective extrapolation time) 字段,将显示引导轴时间、与跟随轴相关 的时间以及跨 PLC 同步延时时间的总和。 可在西门子工业在线支持的常见问题解条目中找到用于组态实际值推断 的指南。变量:实际值推断 (S7-1500T) 以下工艺对象变量可用于实际值推断: 组态 变量 说明.CrossPlcSynchronousOperation. LocalLeadingValueDelayTime 针对跨 PLC 同步操作: 主值输出到本地跟随轴的延时时间.Extrapolation.LeadingAxisDependentTime 针对引导轴: 主轴取决于推断时间部分,源自 Ti、TIpo 和 TFilter。.Extrapolation. FollowingAxisDependentTime 针对引导轴: 跟随轴取决于推断时间部分 输入跟随轴“.StatusPositioning.SetpointExecutionTime”变量中的值 (保持不变或通过用户指定的时间补偿)。 推断时间引导轴相关部分的有效性 (.Extrapolation.LeadingAxisDependentTime) 0 无效.Extrapolation.Settings. SystemDefinedExtrapolation 1 有效 0 “FilteredVelocity” 滤波后实际速度的主值速度.Extrapolation.Settings. ExtrapolatedVelocityMode 1 “VelocityByDifferentiation” 由推断主值位置微分得出的主值速度.Extrapolation.PositionFilter.T1 位置过滤器时间常量 T1.Extrapolation.PositionFilter.T2 位置过滤器时间常量 T2.Extrapolation.VelocityFilter.T1 速度过滤器时间常量 T1.Extrapolation.VelocityFilter.T2 速度过滤器时间常量 T2.Extrapolation.VelocityTolerance.Range 速度容差范围宽度.Extrapolation.Hysteresis.Value 滞后值(用组态的长度单位表示)