ABB MFE190驱动器与博途V15的故事

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ABB MFE190伺服驱动器与西门子博途V15.1之间那些不得不说的小秘密。

先列一下硬件和环境：

	名称	品牌	型号
1	伺服驱动器	ABB	MFE190-04UP-06A0-2+N8020
2	伺服电机	中安佰特	BTS070-04R2A2-EXD
3	PLC	Siemens	6ES7 215-1AG40-0XB0
4	HMI	Siemens	6AV2124-0GC01-0AX0
5	接近开关	SICK	1M30-10B-N-ZWO
6	隔离栅	LANBAO	KN01M-DSJ
7	交换机	TP-LINK	TL-WR742N（其实是随手捡来的路由器）
8	工控机	Lenovo	懒得查（反正也无所谓）
9	开关电源	明纬	S-100-24（压箱底老旧电源一块）
10	电缆	未知	控制电缆（柜顶上长期吃灰的黑线）
11	网络电缆	AMP	CAT5E（没现成的，只好自己掐）

	名称	型号	版本
1	系统	Windows10 20H2	19042.867
2	调试软件	ABB Mint WorkBench	Build 5864 PreReq
3	组态软件	Siemens TIA Portal	STEP 7 Pro WINCC Adv V15.1
4	GDI程序	Mint	2.30
5	GSD	MicroFlex e190	5900.4-20190326

现在开始嗨起来！

初期配置

硬件连接

把调试电脑、伺服驱动器、PLC、HMI 等需要用到的设备都连到同一个交换机上，驱动器接E3 口。驱动器X1A 接口：L1 接L；L2 接N。X1B 接口接电机UVW。X8 接口接电机编码器。X3 接数字量输入输出（输入电源24V），DI3 接零位接近开关，DI2 接正限位，DI1 接负限位（接法不固定）。接线如图：

驱动器设置

安装ABB Mint WorkBench Build 5864 PreReq 软件。把电脑IP 设置为192.168.0.X/24，（伺服驱动器默认192.168.0.1 所以别用）。运行Mint Sidebar，软件会自动搜索到e190驱动器。如果没搜到，点击设置按钮，在网络适配器处勾选电脑使用的网卡，如图：

在设置页面继续下拉，找到“显示打开按钮于”，勾选“网页”和“调试日志”，如图：

返回控制器列表界面，点击控制器右下角齿轮右侧的浏览器按钮，进行驱动器的名称与 IP 设置：

在打开的浏览器页面依次点击 Menu 、 PROFINET：

在 PROFINET 设置界面分别为改驱动器分配名称和 IP （有多个驱动器时名称要唯一）：

Mint配置

返回控制器列表界面，点击控制器右下角齿轮按钮，会打开 Workbench 的界面。在 Help菜单中可将语言修改为中文。
点击左侧菜单中的“编辑 & 调试”，点击左上角“打开”，选择“ Generic Drive ControlInterface 2.30.mnt ”文件。点击右上角 STOP 按钮右侧的“控制参考源”，将其修改为“ Direct ”：

修改 M int 程序：

可能需要修改的参数：

参数名	描述
_bRemoteEnable	0=不能通过 PLC 使能； 1= 可以通过 PLC 使能
_fScale	标定因数，影响位置、速度、加速度的标定。例如位置：4096 表示每单位 4096 个脉冲（1圈）； 131072 =32 圈单位
_nHomeType	回零方式。见帮助（F1）的 DS 402 homing 页面或附表
_nHomeInput	零位接近开关输入。-1为禁用，1~3对应数字量输入DI1~DI3
_nFwdLimit	正限位接近开关输入。-1为禁用，1~3对应数字量输入DI1~DI3
_nRevLimit	负限位接近开关输入。-1为禁用，1~3对应数字量输入DI1~DI3
_nMotorDirection	电机方向。0=正转，1=反转

赠品：回零方式：

–	描述	参数
0	Do nothing.	–
1	Home on negative limit switch and index pulse.	_htDS402_METHOD_1
2	Home on positive limit switch and index pulse.	_htDS402_METHOD_2
3	Home on positive home switch (inactive) and index pulse.	_htDS402_METHOD_3
4	Home on positive home switch (active) and index pulse.	_htDS402_METHOD_4
5	Home on negative home switch (inactive) and index pulse.	_htDS402_METHOD_5
6	Home on negative home switch (active) and index pulse.	_htDS402_METHOD_6
7	Home on home switch (inactive) and index pulse with positive initial direction. Reverse if positive limit switch hit.	_htDS402_METHOD_7
8	Home on home switch (active) and index pulse with positive initial direction. Reverse if positive limit switch hit.	_htDS402_METHOD_8
9	Home on opposite home switch (active) and index pulse with positive initial direction. Reverse if positive limit switch hit.	_htDS402_METHOD_9
10	Home on opposite home switch (inactive) and index pulse with positive initial direction. Reverse if positive limit switch hit.	_htDS402_METHOD_10
11	Home on home switch (inactive) and index pulse with negative initial direction. Reverse if negative limit switch hit.	_htDS402_METHOD_11
12	Home on home switch (active) and index pulse with negative initial direction. Reverse if negative limit switch hit.	_htDS402_METHOD_12
13	Home on opposite home switch (active) and index pulse with negative initial direction. Reverse if negative limit switch hit.	_htDS402_METHOD_13
14	Home on opposite home switch (inactive) and index pulse with negative initial direction. Reverse if negative limit switch hit.	_htDS402_METHOD_14
17	Home on negative limit switch.	_htDS402_METHOD_17
18	Home on positive limit switch.	_htDS402_METHOD_18
19	Home on positive home switch (inactive).	_htDS402_METHOD_19
20	Home on positive home switch (active).	_htDS402_METHOD_20
21	Home on negative home switch (inactive).	_htDS402_METHOD_21
22	Home on negative home switch (active).	_htDS402_METHOD_22
23	Home on home switch (inactive) with positive initial direction. Reverse if positive limit switch hit.	_htDS402_METHOD_23
24	Home on home switch (active) with positive initial direction. Reverse if positive limit switch hit.	_htDS402_METHOD_24
25	Home on opposite home switch (active) with positive initial direction. Reverse if positive limit switch hit.	_htDS402_METHOD_25
26	Home on opposite home switch (inactive) with positive initial direction. Reverse if positive limit switch hit.	_htDS402_METHOD_26
27	Home on home switch (inactive) with negative initial direction. Reverse if negative limit switch hit.	_htDS402_METHOD_27
28	Home on home switch (active) with negative initial direction. Reverse if negative limit switch hit.	_htDS402_METHOD_28
29	Home on opposite home switch (active) with negative initial direction. Reverse if negative limit switch hit.	_htDS402_METHOD_29
30	Home on opposite home switch (inactive) with negative initial direction. Reverse if negative limit switch hit.	_htDS402_METHOD_30
33	Home on index pulse with negative initial direction.	_htDS402_METHOD_33
34	Home on index pulse with positive initial direction.	_htDS402_METHOD_34
35	Home on current position (obsolete).	_htDS402_METHOD_35
36	Home with touch probes.	_htDS402_METHOD_36
37	Home on current position and set as home position.	_htDS402_METHOD_37

修改完成后点击编译、下载并运行。运行成功后右侧显示“运行中”。然后点击右上角的“存储驱动器参数”按钮 （重要!)：

博途配置

组态配置

运行博途软件，新建项目，添加 PLC 与触摸屏，并为其添加子网并分配 IP 。点击“选项管理通用站描述文件（ GSD ）”，导入与驱动器固件版本相符的 GSD 文件：

打开设备与网络界面，在右侧硬件目录找到 MicroFlex e190 ，在信息中选中与驱动器固件一致的版本号，将其拖入组态界面，拖拽 e190 绿色网络接口将其接入网络：

双击 e190 打开设备视图。右侧模块列表应出现分配好的 GDI 变量（右侧有自动分配的地址）。打开 e190 属性 以太网地址。 在 IP 地址处填写前面步骤设置的 IP 。取消勾选下方“自动生成 PROFINET 设备名称”，并将设备名称修改为前面步骤设置的设备名：

如果上一步模块中没有 GDI 变量，则需要按下图手动添加变量（ 记下起始地址）：

PLC 数据准备

打开右侧“库”界面，点击“打开全局库”按钮，导入“ABB Motion GDI Library”库文件。将模板副本中的“Entire GDI Program Blocks Library”拖拽到左侧 PLC 的程序块中：

添加成功后程序块中出现Library 分组，其中包含一些函数块和一个数据块“GDI _Global_Varibles”。在右侧库中展开 ”Data Types”，将下面的5个项目依次拖拽到左侧PLC下的“PLC数据类型”中：

在“PLC变量”中新建变量表，添加两个变量。两个变量对应前面步骤中 e190 的 GDI 变量。数据类型分别为“AxisInputs”与“AxisOutputs”：

以上两个变量地址为 GDI 变量的起始地址。如之前步骤中变量是手动添加的，地址则为手动设置的起始地址：

将用到的变量表与数据块编译一次。

PLC编程

打开数据块主循环（OB1）。将 Library 组中的 “GDI_DATAINTERFACE_PNET “拖至程序中，Ptr _In 与 Ptr_Out 分别为上一步创建的变量。Axis 参数为导入的数据块“GDI _Global_Varibles”中的变量 Axis1 。此功能块的作用为存储轴变量：

将 Library 组中的 “GDI_ POWER“拖入程序中， Enable 参数为驱动器使能：

将程序下载至 PLC ，监控数据块“ GDI_Global_Varibles” 中 的 Axis1 变量，出现电流数据表示通讯成功：

操作电机

函数块使用

控制伺服电机的所有功能均通过函数块实现。函数块结构如图，左侧为输入参数，右侧为输出状态：

左下角的 Axis 参数用于选择轴，存在多个轴时可在“GDI_Global_Variables”数据块中建立多个轴变量，数据类型为 ”TGDIAxisRef“。
函数块的第一个输入参数为使能，类型为布尔值，上升沿触发。部分状态函数块，如电源 Power 或点动 Jog 为高电平触发。
输入参数说明：

参数名	类型	说明
Position	Real	位置。绝对定位或回零设置的位置值
Velocity	Real	最高运动速度
Accel	Real	加速度
Decel	Real	减速度
AccelJerk	Real	加加速度
DecelJerk	Real	加加速度
Distance	Real	相对定位增量
Execute	Bool	功能使能

输出状态中“Done”为状态，为 1 表示函数块已执行。“Busy”为忙碌状态，1 为忙碌。“Error”为错误状态，1 为错误，“ErrorID”为错误状态码，”ErrorDesc”为错误信息描述。

函数块功能

各函数块功能如下表：

名称	描述
GDI_DATAINTERFACE_PNET	将轴变量与IO变量连接起来，需周期调用
GDI_POWER	使能轴
GDI_CLEAR	轴紧急停止并停止所有在进行的运动，轴保持使能
GDI_RESET	复位轴错误
GDI_STOP	轴以设定的减速度停止
GDI_HOME	按照设定的回零方式回零，结束后将位置设为给定值
GDI_SETPOSITION	设定位置
GDI_FIND_END_STOP	硬碰限位回零
GDI_JOG	点动
GDI_MOVEABSOLUTE	绝对定位
GDI_MOVERELATIVE	相对定位
GDI_INCA	绝对增量定位（定位中途可修改目标位置、速度等）
GDI_INCR	相对增量定位（定位中途可修改目标位置、速度等）
GDI_SPEEDREF	切换为速度控制
GDI_TORQUEREF	切换为转矩控制
GDI_FOLLOW	跟随主编码器