1. 西门子动态伺服控制（DSC）功能

1.1DSC是什么

在PLC内循环计算位置环（我们常说的TO）, 则位置环的更新时间会取决于通信的总线周期时间。如果缩短总线的周期时间，则势必增加CPU的负荷或者影响正常的OB1循环时间。DSC功能应运而生。

DSC（动态伺服控制）是通过特定的报文将位置环计算及插补移动到了驱动器中，利用快速计算的驱动器的速度控制时钟，提高了定位的质量和性能的控制方法。这种功能特别适合高动态和复杂运动等最重要的伺服控制任务。

图1

1.2DSC的好处

图2是常见的位置控制器，图3是位置控制信号曲线图。由于位置给定发送的更新周期慢于驱动器的控制周期，使得在每次位置给定的更新都会产生较高的误差值，进而造成速度甚至电流的抖动。

图2 常见的位置控制器

图3 位置控制器信号

图4是由 DSC 架构在位置给定的基础上生成了插补信号，在每个驱动器控制周期的位置误差相对较小，也因此在 DSC 架构的控制模式可实现更低的速度抖动以及平稳的扭矩输出。

图4 DSC 控制架构信号

总结：

如果没有DSC功能，由于较长的位置控制周期会导致速度给定值出现阶跃变化，从而导致转矩或电流出现较大的脉动。

激活了DSC功能，位置环计算移动到了驱动器中，其计算周期大大缩短，则转矩或者电流的脉动变小。

使用DSC功能（动态伺服控制），可以获得如下好处：

位置控制器处于速度控制环路周期，周期越短系统的带宽则会大大的提高。

具有更高的位置控制器增益因子Kv ，因此具有高动态性能的驱动器可以更快地进行设定值的基准响应。

动态抗干扰能力强，对于机械刚性系统，可以快速的抑制扰动。

可以通过使用较长的运动控制周期时间来减少控制器上的负载。

2. SIMATIC 工艺对象与

SINAMICS 驱动系统

博途中的工艺对象定位轴在启用DSC 功能后， SIMATIC 控制器与 SINAMICS 驱动器即开始了紧密的配合，DSC只能支持 PROFIdrive 标准报文 5 或 6 以及 SIEMENS 报文 105 或 106。

在 T-CPU 中，如图5中的位置控制工艺对象组态，可以设置控制回路的参数，包含预控制比例 (Precontrol)、替代时间 (Speed control loop substitute time) 与增益 (Kv factor) 。

  图5 S7-1500(T) 工艺对象定位轴控制回路参数

图6 是根据 S7-1500(T) 信号流简化后的控制架构，在开启 DSC 的情况下，速度给定 NSOLL_B、位置误差 XERR 以及增益 Kv 被打包进报文中发送给驱动器。

图6 S7-1500T 简化的 DSC 控制图

在 SINAMICS 驱动系统中，参考图7 SINAMICS S120 的 DSC 架构图，黄色路径的 XERR p1190 首先与控制器采样周期(T_MAPC)相同的位置反馈还原的位置给定，再以插补计算功能块(绿色方框)计算预控制速度(n_prectrl spline) 和细致的插补位置给定。

此时的位置给定以有与速度环控制周期相同的细分值，最终与速度环采样周期(T_SAPC)的位置反馈计算误差 ΔX，通过 DSC 位置控制器(DSC position controller)产生速度给定(n_set from DSC)。

图7 SINAMICS S120 中的 DSC 控制图