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Motion Control tasks with SIMATIC PLC 王旭晖 2008-05-29

Motion Control tasks with SIMATIC PLC 王旭晖 2008-05-29. IMATIC Technology (T-CPU). S. 作者介绍. 作者简介. Wang Xuhui （王旭晖） http://www.ad.siemens.com.cn/products/as/simatic/solution/sb-cpus7-317.asp SIMATIC Technology 产品经理

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Motion Control tasks with SIMATIC PLC 王旭晖 2008-05-29

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  1. Motion Control tasks with SIMATIC PLC王旭晖 2008-05-29 IMATIC Technology (T-CPU) S

  2. 作者介绍 作者简介 Wang Xuhui（王旭晖） http://www.ad.siemens.com.cn/products/as/simatic/solution/sb-cpus7-317.asp SIMATIC Technology 产品经理 办公电话: 010-6476 3732 传真号码: 010-6476 4927 手机号码: 1360 128 3045 电子邮件: xuhui.wang@siemens.com

  3. SIMATIC T-CPU 运动控制器 CPU315T-2 DP, CPU317T-2 DP, Mircobox 420-T SIMATIC Technology CPU, 西门子运动控制CPU SIMATIC T-CPU 概述

  4. Modular Controllers Embedded PC-based • S7 317T-2 DP • S7 315T-2 DP • Microbox 420-T 与 SIMATIC PLC 相同的硬件组态，程序编制，故障诊断 系统的开放性 性能卓越 SIMATIC Technology: S7 CPU 本体集成运动控制工艺功能 SIMATIC T-CPU 运动控制自动化系统 SIMATIC T-CPU 概述 SIMATIC T-CPU：CPU31xT-2 DP 和MICROBOX 420-T 两种类型。基于西门子S7-300 PLC标准CPU，西门子嵌入式工控机（SIMATIC Microbox）平台的运动控制器。

  5. 现代运动控制器特点 传统运动控制器特点 • 分布式的运动控制系统 • 运动、传动核心控制任务，来源于高水准的运动控制器。如，T-CPU • 高可靠性软件功能，代替机械组件 • 高柔性的运动控制功能 • 集中式的运动控制系统 • 所有运动、传动组件，都来源于机械部件 • 运动控制功能缺乏柔性 运动控制器的过去和现在 SIMATIC T-CPU 概述

  6. SIMATIC SIMOTION SINUMERIK SIMATIC – 全球范围、拥有最广泛用户群体，久经考验的自动化控制系统。 通用性，高控制特性的控制器。同时集成了西门子S7 PLC和SIMOTION 运动控制器的功能，如 SIMATIC T-CPU。 SIMOTION – 运动控制系统 独特的设计为高要求的机械运动控制提供解决方案 SINUMERIK – 高精度的机床控制系统 独特的设计为车、铣、钻床提供最好的数字控制技术 西门子驱动系统 SIMODRIVE SINAMICS MASTERDRIVES MICROMASTER 运动控制器 – SIEMENS A&D 范围 SIMATIC T-CPU 概述

  7. 降低成本，提高生产率，增强自动化系统的柔性降低成本，提高生产率，增强自动化系统的柔性 CPU315/317 Motion control functions Technological engineering + + WinAC (RTX) + CPU31XT = Drive design Drive parameterization Cam disc editor + STEP 7 TIA Test and commissioning Technological configuration Microbox 420-T = Programming System configuration Visualization SIMATIC T-CPU 卓越的PLC运动控制解决方案 SIMATIC T-CPU 概述 西门子 SIMATIC PLC 工程师多年现场积累，调试成功的程序工艺块（FB，FC程序块），经过简单的拷贝、粘贴，就可以在T-CPU中继续使用

  8. 易于学习使用的运动控制指令功能块 SIMATIC T-CPU 概述

  9. 易于学习使用的运动控制指令功能块 S7-Technology - Manual SIMATIC T-CPU 概述

  10. T-CPU (CPU31xT-2 DP) 系统工作原理 符合PLCopen标准的运动控制指令，可以象调用标准功能块一样，应用到用户的 PLC 工艺应用程序中去。 所有的运动控制工艺功能，被集成的运动控制内核 Technology 自动运算执行。 通过一个双口的RAM接口，完成两个控制器内核之间的数据交换。 SIMATIC T-CPU 概述 CPU 31XT-2DP Control unit Integrated technology High-speed technological cycle PLC cycle

  11. High Realtime Kernel Realtime technology cycle Priority PLC cycle Low Windows cycles T-CPU (Microbox 420-T) 系统工作原理 SIMATIC T-CPU 概述

  12. SIMATIC CPU31xT-2DP 硬件结构 MMC 4M或者 8M SIMATIC T-CPU 概述 • PROFIBUS DP(DRIVE)用于传动组件的控制 • 速度控制 • 位置控制 • 位置同步控制 • 路由，下载和远程诊断 • 12 Mbit/s的MPI • 12 Mbit/s 的PROFIBUS DP • 本地集成快速数字输入和输出 • 4个 BERO 输入 • 8个 CAM 凸轮开关输出

  13. 基本技术数据: • Pentium 933 MHZ • Windows XPe • 512 MB main memory • 1GB 或者2 GB CF-Card • WinAC T • Softnet PG for IE • 通讯接口: • 1 x PROFIBUS • 1 x PROFIBUS 时钟同步 • 2 x Ethernet • 4 x USB • 1 x DVI-I • 1 x RS232 • 24V DC • 8 快速数字量输出，作为凸轮开关快速输出 • 开放性: • OPC • ODK C/C++ SIMATIC Microbox 420-T 硬件结构 SIMATIC T-CPU 概述 • 保持数据: • 30 KB

  14. T-CPU 运动控制工艺技术数据 CPU 315T CPU 317T Microbox 420-T SIMATIC T-CPU 概述 工艺对象 8 Axes （工艺轴） 32 32 Cam disks （凸轮盘） 16 32 32 Output Cams （凸轮开关输出） 16 32 32 Measuring sensors （测量输入） 8 16 16 External encoders （外部编码器） 8 16 16 Max. number of TO（工艺对象总数） 32 64 64 PLC 性能 PROFIBUS DP(DRIVE)

  15. 更高的机器工作效率 更高的生产效率 SIMATIC Technology CPU 产品性能 CPU 315T CPU 317T Microbox 420-T SIMATIC T-CPU 概述 二进制处理 0.1 0.05 0.004 字运算 0.2 0.2 0.020 工作循环时间(µs) 定点运算 2.0 0.2 0.003 浮点运算 3.0 1.0 0.004

  16. SIMATIC Technology CPU 技术数据 CPU 315T CPU 317T Microbox 420-T SIMATIC T-CPU 概述 工作存储区 128 KByte 512 KByte Application-specific 标志位 / 定时器 / 计数器 16384/256/256 32768/512/512 131072/512/512 块的总数 (全部 FB + FC + DB) 1024 2048 65535 块编号的范围 2048/2048/1023 2048/2048/2048 65535 传统的SIMATIC PLC 编程语言。 例如，LAD, FBD, STL 更多支持的编程语言。例如， SCL，CFC, SFC, Graph, HiGraph

  17. IM 174 接口模块 • 特点 • 支持PROFIdrive-Profile • 紧凑的 S7-300 PLC DP 从站结构形式 • 支持组件 • CPU 31xT-2 DP • Microbox 420-T • CPU31xT-2 DP / Microbox 420-T通过IM174 接口模块，以 PROFIBUS DP 时钟同步形式，连接模拟量驱动器接口，或者步进驱动器接口 • PROFIBUS DP 时钟同步 • 4 个TTL 增量型编码器，或者SSI绝对值编码器 • 4 个模拟量输出， • 4个步进脉冲输出 • 8个数字量输出 • 10 个数字量输入 IM 174 接口模块 • CPU 31xT / Microbox 420-T 连接非西门子驱动器的接口模块

  18. IM174 在STEP7 硬件组态中参数配置界面 IM 174 接口模块 一个模块，支持最多四路模拟量控制驱动器模式，或者四路脉冲控制驱动器模式（开环或者闭环）

  19. T-CPU典型应用的系统配置方案 T-CPU 应用

  20. T-CPU应用—传送带上面精确定位 T-CPU 应用 在传送带上面放置货物的初始位置不固定，通过Homing sensor传感器，可以精确地将货物定位在预先指定的固定位置。

  21. 凸轮盘 凸轮开关输出 A B 定位 T-CPU应用—饮料灌装 • 为了在灌装设备上对容器进行合适的灌装，有必要为灌装过程精确地指定灌装速度 • 定量给料活塞凸轮的控制由瓶子的几何容积决定 • 与机械方案相比具有无以比拟的优势 • 在同一位置改变或灌装不同的产品，需要在凸轮上进行转换 T-CPU 应用

  22. T-CPU应用—飞剪 T-CPU 应用 轴Axis1是一个连续运转的传送轴(Master Axis)，连续长度的材料放置上面固定速度传送。通过sensor传感器启动轴Axis2 (Slave Axis)的同步动作，精确固定长度切断放置在轴Axis1上面的连续材料。如，铜材的卷绕生产线，等等；

  23. T-CPU应用—夹钳送料 T-CPU 应用 这是一个“夹钳送料”的典型应用实例。轴Axis1是一个旋转轴(Master Axis)圆周连续运转，轴Axis2（feed）是一个直线轴来回往复运动。两个独立的轴通过一定位置关系的同步，实现“夹钳送料”的传送工艺；

  24. T-CPU应用—轿车仿型喷漆 • CPU317T-2DP 在仿形轨迹控制中的应用 喷涂系统的顶喷机,用六个西门子伺服电机驱动横梁及喷杯,在五个自由度上的运动。要求横梁两端的驱动电机运动时完全同步，并与其他电机在仿形过程中同步运行完成仿形。应用CPU317T-2DP中的 Synchronism Technology functions 功能及 Cam disks 功能很好地解决同步过程。对于横梁两端的电机用 Gear_in 命令使两电机完全同步。在仿形过程中，巧妙地应用了 CPU317T-2DP 中的虚拟轴概念，设定了一个不存在的虚拟轴，此轴的运行轨迹为喷杯车形轨迹，速度为相对车体表面仿形速度及转角速度，并使Y轴，Z轴，A轴与此轴同步完成车体仿形，进而简单、有效地解决了这个复杂仿形问题。 T-CPU 应用

  25. T-CPU应用—金属弯管成型机 T-CPU 应用

  26. T-CPU应用—金属成型机 T-CPU 应用

  27. 电子凸轮 电子离合器 主值匹配 印刷标记/ 设备标记的校正 T-CPU应用—制袋包装机 薄膜传送 定量进给，如螺旋进给系统 纵向封口单元 横向封口单元 2 3 T-CPU 应用 4 • 同步功能下的运动控制 • 使用印刷标记，薄膜上的标记可以被光电管检测出来 • 在 S7 Technology 中方便地设定一个虚主轴，所有的运动轴都用它来定位 • 加工动作序列 / 轴耦合 • 通过 SIMATIC T-CPU 系统对轴加以控制 • 3号轴和4号轴通过凸轮进行同步操作 • 启动虚主轴时，1号轴也随之启动，推动薄膜进给 • 当2号轴在灌装袋子时，后面的薄膜将被送到存储容器中等待处理

  28. T-CPU应用—烟机卷包线 T-CPU 应用

  29. T-CPU应用—全自动覆膜机 T-CPU 应用

  30. T-CPU应用—橡胶成型机设备 T-CPU 应用

  31. T-CPU应用—玻璃印刷机 T-CPU 应用

  32. T-CPU应用—数控绗磨机，液压伺服轴 T-CPU 应用

  33. T-CPU应用—钢结构数控多孔钻床 T-CPU 应用

  34. T-CPU应用—码垛机 (Palletizer) T-CPU 应用

  35. T-CPU应用—立体仓库 T-CPU 应用

  36. HMI MPI CPU315T-2DP Profibus DP SM SM M T-CPU应用—环锭纺纱机 T-CPU 应用

  37. T-CPU应用—无纺布交叉铺网机 T-CPU 应用

  38. SIMATIC Technology（T-CPU）核心组件订货号 • SIMATIC T-CPU / 软件包 • CPU 315T-2DP 6ES7 315-6TG10-0AB0 • CPU 317T-2DP 6ES7 317-6TJ10-0AB0 • Microbox 420-T, 1 GB CF 6ES7 675-3AG30-0PA0 • Microbox 420-T, 2 GB CF 6ES7 675-3AG30-0QA0 • Microbox 420-T, 2 GB CF, WinCC Flexible 2007 RT 6ES7 675-3AG30-0QA1 • IM174 接口模块 6ES7 174-0AA00-0AA0 • MMC 4 MB 6ES7 953-8LM11-0AA0 • MMC 8 MB 6ES7 953-8LP11-0AA0 • S7 Technology V3.0 SP2 6ES7 864-1CC30-0YX0 • STEP 7 V5.3 + SP3 • 软件选件包 • SCOUT CamTool V2.1 6AU1 810-0FA21-0XA0 T-CPU 核心组件订货号

  39. 作者介绍 作者简介 Wang Xuhui（王旭晖） http://www.ad.siemens.com.cn/products/as/simatic/solution/sb-cpus7-317.asp SIMATIC Technology 产品经理 办公电话: 010-6476 3732 传真号码: 010-6476 4927 手机号码: 1360 128 3045 电子邮件: xuhui.wang@siemens.com

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