湖南嘉普云自动化设备有限公司

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1.电子齿轮比

1.1 电子齿轮比的作用
电子齿轮比就是对伺服接收到的上位机脉冲频率进行放大或者缩小。其中一个参数为分子，为电机编码器的分辨率；一个为分母，为电机旋转一圈所需要的脉冲数。如果分子大于分母就是放大，如果分子小于分母就是缩小。
在 实际应用中，连接不同的机械结构，移动小单位量所需的电机转动量是不同的，例如：同样一个伺服电机，如果连接了一个螺距为10mm的丝杠，那么电机转一 圈机械移动10mm，每移动0.001mm就需要电机转1/10000圈；而如果连接螺距为5mm的丝杠，每移动0.001mm需要电机转1/5000 圈。而电机编码器的分辨率是相同的，因此可以通过设置电子齿轮比来使电机脉冲数和机械小移动量相匹配，这就是电子齿轮比的作用。 1.2 相关概念介绍
（1）编码器分辨率：伺服电机轴旋转编码器反馈脉冲数。
 V90的伺服电机有增量编码器和值编码器，其分辨率如下图：

图01. V90伺服电机编码器的分辨率
（2）每转脉冲数：丝杠转动一圈所需脉冲数。
（3）小长度单位(LU)：上位机发出一个脉冲时，丝杠移动的直线距离或旋转轴转动的度数，也是控制系统所能控制的小距离。这个值越小，经各种补偿后越容易得到更高的加工精度和表面质量。当进给速度满足要求的情况下，可以设定较小的长度单位。也称作“脉冲当量”。
（4）螺距：螺纹上相邻两牙对应点之间的轴向距离。

2.1 V90电子齿轮比的设置
V90电子齿轮比的设置方法如图2所示：

 图02.  V90的电西门子NCU573.5B子齿轮比设置

从图中可以看出V90的电子齿轮比的设置有两种方法，这两种方法的本质都是算出编码器分辨率与期望每转脉冲数的比值。
（1）电子齿轮比=编码器分辨率 / P29011。P29011即为期望每转脉冲数；
（2）当P29011设定为0时，电子齿轮比=P29012 / P29013。
这几个参数的说明如图3所示： 
图03. 相关参数说明

四个电子齿轮比分子可通过数字量输入信号的组合EGEAR1和EGEAR2来选择，如图4所示：

图4. 电子齿轮比分子的选择

还有两点需要注意的是：
（1）电子齿轮比的取值范围是0.02到200；
（2）仅可在伺服关闭状态下设置电子齿轮比。

2.2电子齿轮比的计算及举例
比如有一套机械系统，如图5所示： 
图05. 机械系统

其中：a/b为电子齿轮比；
            LU为小长度单位；
            r为编码器分辨率；
            i= n/m为机械减速比（n电机侧转速，m负载侧转速）；
            c为丝杠螺距。
那么期望每转脉冲数d的计算：

电子齿轮比计算：

计算电子齿轮比的实例：

西门子NCU573.5B

图06. 电子齿轮比计算实例

再比如：
PLC的大脉冲频率为200KHz，电机的额定转速为3000rpm，伺服电机编码器分辨率是524288；丝杠螺距是10mm（没有减速箱）。
问：如果电子齿轮比是1，伺服电机的大转速？
答：PLC  控制伺服电机能达到的大转速=200×1000×60/524288=22.89rpm
问：PLC发出大脉冲频率，如何通过设置V90的电子齿轮比才能让电机以额定转速运行？
答：电机额定转速3000rpm=50r/s，50r/s时的脉冲频率：50×524288=26214400，
因此电子齿轮比=26214400/（200×1000）=524288/4000（设置P29011=4000）。 附：

图07. 西门子PLC的大脉冲频率

S7路由功能示例：

下图给出了一个PG通过以太网路由到PROFIBUS网络的例子。

   图1

S7 路由功能的要求

•  CPU, CM 和 CP 支持路由功能。
• 所有的设备都必须能够通过网关获得哪个子网可以经由哪个路由进行访问的信息，设备通过下载到CPU 的‘硬件组态获得路由信息。
  在一个拓扑中有多个子网的结构中，下载必须遵循一定的顺序。首先下载硬件组态信息到CPU中，这个CPU与用于下载的PG/PC在同一个子网中。然后按照由近及远的顺序下载其它子网中的CPU。
• 所使用的通过网关建立连接的PG/PC必须分配给有相关物理连接的子网
• 在PROFIBUS子网，CPU必须是主站，如果配置成DP从站，那么在DP从站的DP接口属性中，复选框 "Test, commissioning and routing"必须勾选。.
• 对S7-1500 CPU:第二个接口必须配置一个PN/IE子网，这样CPU可以识别该接口S7路由被执行。

SIMATIC S7 CPU
以下列表中列举了支持S7路由功能的 SIMATIC S7 CPU。

SIMATIC S7 FM模块
下面列表中的SIMATIC S7 FM模块支持 S7 路由功能。
 

    表 01 

网关
下面列表中列出了支持 S7 路由功能的网关。
 

   表02 

SIMATIC S7 IM 模块
下面列表中列出了支持 S7 路由功能的 SIMATIC S7 IM 模块。
 

    表03 

SIMATIC WinAC RTX, WinAC Slot 和 WinAC MP
下面列表中列出了支持 S7 路由功能的 SIMATIC WinAC RTX, WinAC Slot and WinAC MP。
 

  表04

SINAUT 通讯模块
下面列表中列出了支持 S7 路由功能的 SINAUT 通讯模块。
 

  表 05