SIMATIC Technologie Controller

Infotag S7-Motion, September 2014
SIMATIC Technologie Controller
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siemens.com/answers
• System Overview
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4
Mechatronik und Motion Control
Wandel im Maschinenbau
Mechanische
Lösung
Hauptantrieb
Virtuelle
Leitachse
Mechatronische
Lösung
Kupplung
Getriebe
Kurvenscheibe
Motion Control
Funktionen
Servo-Antriebe
 Mechanische Komponenten werden durch Servo-Antriebe und
intelligente Bewegungsführung (Motion Control) ersetzt
 Wegfall der Mechanik bedeutet höhere Dynamik und Flexibilität, weniger Verschleiß
 Motion Control wird zum entscheidenden Faktor
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Nockensteuerwerk
SIMATIC Technologie-CPU
Die ausgezeichnete Lösung
Kostenreduzierung, Produktivität, Flexibilität
Motion Control
Funktionen
CPU315/317/317F
+
CPU31XT / 317TF
=
Technologisches
Engineering
+
+
Antriebsparametrierung
Antriebsauslegung
STEP 7
TIA
Test und
Inbetriebnahme
Programmierung
Visualisierung
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Kurvenscheiben
-editor
Technologische
Konfiguration
Systemkonfiguration
SIMATIC Technologie CPU 317TF
Das Beste aus allen Controllern
Standard CPUs
 Engineering (STEP 7)
 Firmware
 Hohe Leistung
 Know-How Schutz
 Web Server
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Fehlersichere CPUs
 Engineering (Distributed
Safety)
 Firmware
 Failsafe Funktionalität
SIMOTION
 Engineering (SCOUT)
 Echtzeit Trace
 Motion Funktionalität
 Drive Engineering
(STARTER)
Systemaufbau (2 Prozessoren)
Hohe SPS und Technologie Performance
Aufruf der PLCopen
Funktionen als FB´s aus
dem Anwenderprogramm
Datenaustausch via Dual-PortRAM Schnittstelle
Berechnung der Technologie Funktionen in
der integrierten Technologie
CPU 31XT-2DP
SPS-Steuerung
SPS Zyklus
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integrierte Technologie
schneller Technologiezyklus
Technologie CPU‘s
CPU315T / CPU317T / CPU317TF
PG, HMI, Peripherie,
Routing, Download, Teleservice
 MPI
 PROFIBUS DP
 PROFINET
PROFIBUS DP(DRIVE) für Antriebe
 Speed Control
 Positioning Control
 Local I/O’s
 4 BERO Eingänge
 8 Cam Ausgänge
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Technologie CPU‘s
CPU315T / CPU317T / CPU317TF
Systemübersicht
Neue Funktionen
 PROFINET – OnBoard Schnittstelle
zusätzlich zur PROFIBUS - Schnittstelle
 Deutliche SPS-Performancesteigerung
 Höhere Down/Upload Geschwindigkeiten über
Profinet
 F-Funktionen nun auch über Profinet möglich
 Verbesserte Know-How Protection
 Webserver
 Verringerte Baubreite (160 mm  120 mm)
 Kompatibler Nachfolger für die heutigen T-CPUs
Projektierbar mit S7-Technology V4.2 SP3
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Innovierte Technologie CPU‘s mit PN-Schnittstelle
Höhere Performance
Referenz CPU 315 V3.x
V2.x
Faktor
V3.x
+64%
5,90
6
5
4
3,60
+145%
3
2
+800%
1
0
0,54
0,06
312
+555%
+664%
0,11
313
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1,00
0,84
0,72
0,11
+809%
1,86
0,76
0,11
314
315
(IM151-7/8)
(IM154-8)
317
319
Der Peripherie und Antriebsbus
Einfache Antriebsanbindung über Profibus (DPDrive)
CPU 315T- 3PN/DP
CPU 317T- 3PN/DP
DP/MPI
CPU 317TF- 3PN/DP
isochrones
DP(DRIVE)
MICROMASTER
SIMODRIVE
Sensor
Isochrone
SIMODRIVE
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MASTERDRIVES
SINAMICS
Anbindung an Analogantrieben oder Schrittmotoren
via IM174
CPU 315T- 3PN/DP
CPU 317T- 3PN/DP
CPU 317TF- 3PN/DP
DP/MPI
isochrones
IM174
IM174 + FM Stepdrive
IM174
Encoder-Feedback
± 10 V
Encoder-Feedback
(optional)
Encoder-Feedback
analoger Antrieb
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hydraulischer Antrieb
Schrittmotor Antrieb
Anbindung an Hydraulikachsen
via ET200S/ET200M or IM174
CPU 315T- 3PN/DP
CPU 317T- 3PN/DP
DP/MPI
CPU 317TF- 3PN/DP
isochrones
ET200S/ET200M
Encoder-Feedback
ET200S/ET200M
*
setpoint +/-10 V
*
IM174
With limitations(no modulo axis)!
Only after consultation with a Simatic-Expert!
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setpoint +/-10 V
set point +/-10 V
isochronous PB-Encoder
SIMATIC Technologie CPU‘s
Motion Control Mengengerüst
Mengengerüst
Technologie Objekte
CPU 315T
CPU 317T
Achsen, (Safety Achsen)
8
32
32 (16)
Kurvenscheiben
16
32
32
Nocken
16
32
32
8
16
16
64
16
16
64
Messtaster
Externe Geber
Max. Anzahl TO
8
32
CPU 317TF
SPS-Performance
SPS-Performance
PROFIBUS DP(DRIVE)
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Engineering Software S7 TConfig
SIMATIC MANAGER
S7 TConfig
HW Konfiguration
Configuration
SIMATIC Languages
Cam Tool
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Commissioning
Test and Diagnostic
Cam Edit
S7T Config - Konfiguration
Graphische Bedienmasken
Eine Reihe von grafischen Masken
unterstützt bei der detaillierten
Konfiguration der Eigenschaften einer
Achse
Überwachungsfunktionen
Mechanik
Referenziervorgang
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S7T Config - Tools
Cam Editior, VDI Wizard
Flexibel und einfach Kurvenscheiben erstellen über:
• VDI Assistenten
• Stützpunkttabelle
• Polynomsegmente
VDI wizard for a
creation of
transitions and cam
sections
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S7T Config - Online Diagnose
Übersichtliche Funktionspläne
Einfache und detaillierte
Analyse des Achsstatus
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S7T Config - Online Diagnose
Echtzeittrace
Weitere Funktionen
(z.B. FFT Analyse,
Funktionsgenerator)
aufgezeichnete Signale
Signal Tabelle
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Aufrufbeispiel für Motion Control FBs im Anwenderprogramm
Referenz auf DB zur
konfigurierten Achse
und Positionierfunktion
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Die integrierten Technologiefunktionen
Bibliothek „S7-Tech“
Technologiefunktionen
von Nockenfunktionen und Meßtaster über Positionieren und
Achssynchronisationen bis zur Bahninterpolation
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Leistungsfähige Technologiefunktionen 1/4
Mechatronische Funktionen
Mechanical
Main Drive
Clutch
Gear
Cam Disk
Solution
Virtual
Master
Mechatronical
Motion Control
Functions
Solution
Servo-Drives
 Mechanische Komponenten werden durch Servo-Antriebe und
intelligente Bewegungsführung (Motion Control) ersetzt
 Wegfall der Mechanik bedeutet höhere Dynamik und Flexibilität, weniger Verschleiß
 Motion Control wird zum entscheidenden Faktor
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Cam
Leistungsfähige Technologiefunktionen 2/4
Handling und Bahninterpolation
Handling
P2
P3
Radius
P4
P1
Path Interpolation
Interpolation
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M_Fkt +
stop point
Leistungsfähige Technologiefunktionen 3/4
Hydraulische Regelung
Characteristic
hydraulic controlled system
Hydraulic
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Leistungsfähige Technologiefunktionen 4/4
Druck/Kraft Regelung und Begrenzung
CPU317TF
IM174
ET200S HS
Pressure/Force Feedback
Setpoint
Position-Feedback
Force
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F
Technologiefunktionen
umgesetzt in Motion Control Funktionsbausteine
Enable function
MC_Power
Enable/disable axis
Basic functions:
MC_Reset
MC_Home
MC_ReadSysParameter
MC_WriteParameter
MC_ReadPeriphery
MC_WritePeriphery
MC_ReadRecord
MC_WriteRecord
MC_ReadDriveParameter
MC_WriteDriveParameter
MC_SetTorqueLimit
MC_ChangeDataset
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Acknowledge errors/alarms
Axis homing/setting
Read configuration data, system parameters
Write parameter
Read technology I/O
Write technology I/O
Read data record
Write data record
Read drive parameter
Write drive parameter
Enable/disable torque reduction
Changeover of the data record
Technologiefunktionen
umgesetzt in Motion Control Funktionsbausteine
Single axis functions:
MC_Stop
MC_Halt
MC_MoveAbsolute
MC_MoveRelative
MC_MoveAdditive
MC_MoveSuperImposed
MC_MoveVelocity
MC_MoveToEndPos
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Stop axis and prevent new motion commands
Normal stop
Absolute positioning
Relative positioning
Relative positioning to current target position
Superimposing positioning
Motion with velocity preset
Move to fixed end stop/clamping
Technologiefunktionen
umgesetzt in Motion Control Funktionsbausteine
Synchronous operation functions:
MC_GearIn
MC_GearOut
MC_CamIn
MC_CamOut
MC_Phasing
MC_CamInSuperimposed
MC_CamOutSuperimposed
MC_GearInSuperimposed
MC_GearOutSuperimposed
MC_PhasingSuperimposed
Start gearing
End gearing
Start camming
End camming
Change phase shift between leading and
following axis
Start superimposed camming
End superimposed camming
Start superimposed gearing
End superimposed gearing
Change superimposed phase shift
Cam function:
MC_CamClear
MC_CamSectorAdd
MC_CamInterpolate
MC_GetCamPoint
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Delete cam
Add cam segment
Interpolate cam
Read position from cam disc
Technologiefunktionen
umgesetzt in Motion Control Funktionsbausteine
Path Interpolation functions:
MC_MoveLinearAbsolute
MC_MoveLinearRelative
MC_MoveCircularAbsolute
MC_MoveCircularRelative
MC_MovePolynomialAbsolute
MC_MovePolynomialRelative
MC_MovePath
…
…
… more functions see slides Path Interpolation
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Technologiefunktionen
umgesetzt in Motion Control Funktionsbausteine
Hydraulic functions:
MC_SetCharacteristic
PressureForce Functions:
MC_ForceControl
MC_ForceLimiting
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Technologiefunktionen
umgesetzt in Motion Control Funktionsbausteine
Advanced functions:
MC_CamSwitch
MC_CamSwitchTime
MC_CamTrack
MC_ReadCamTrackData
MC_WriteCamTrackData
MC_ExternalEncoder
MC_MeasuringInput
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Leistungsfähige Technologiefunktionen
Basierend auf dem Standard: „PLCopen for MotionControl“
Motion Control and
Technology-Functions
...
...
Function Calls from
STEP7-Program
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Einfache Programmierung mit PLCopen Bausteinen
Beispiel: Getriebegleichlauf (Power, GearIn, MoveAbsolute)
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Die Technologie Datenbausteine
Die wichtigsten Systemvariablen werden automatisch bereit gestellt
Axis DB
Device DB
TO type
TO type
Error code
Error code
Error word
Max. command loop
duration
Status word
Target speed
Actual speed
Actual acceleration
Max. speed
Max. acceleration
Max. jerk
Actual position value
Target position value
Average command loop
duration
Station lifelist of the DPMC stations
Ext. encoder DB
Cam disc DB
TO type
TO type
Error code
Error code
Error word
Status word
Status word
Number of
assignments
Actual position value
Actual speed
Cam DB
Done Flag (32) of the
„Task completed“ display
Meas. sensor DB
Status of local digital
inputs
TO type
Error code
Error code
Status word
Status of local cam
outputs
Operating status
Cam type
Measuring value 1
Operating mode
Following distance
error
Measuring value 2
Modulo value
Start of measuring range
Trace DB
TO type
Trace value, integer (4)
Trace value, real (4)
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End of measuring range
TO type
Technologie - CPU‘s
flexibel einsetzbar in den unterschiedlichsten Branchen
Verpackungsmaschinen
(Kernfunktionalitäten wie: Kurvenscheiben, Getriebegleichlauf, Druckmarkenkorrektur, Nocken...)
Verpackungsmaschine für
Backwaren
Race Track Funktion, Singelbelt
Kinematic
Verpackungsmaschine für
Molkereiprodukte
Flexible Kurvenscheibenfunktionen
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Technologie - CPU‘s
flexibel einsetzbar in den unterschiedlichsten Branchen
Produktionslinien
(Applikationen wie: Querschneider, fliegende Scheren...)
Produktionslinie für Papierbeutel
Querschneider
Fliegende Schere
Produktionslinie mit Querschneider
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Technologie - CPU‘s
flexibel einsetzbar in den unterschiedlichsten Branchen
Handling
(Funktionen wie: 3D-Bahninterpolation, spezielle Kinematiken...)
Glas Handling Maschine
3D Interpolation
Pick and Place Maschine
Rollen Picker Kinematik, 3D Bahninterpolation
Bahn Interpolation
Dichtungsmittel aufbringen
Kontur mit konstander Bahngeschwindigkeit
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Technologie - CPU‘s
flexibel einsetzbar in den unterschiedlichsten Branchen
Hydraulische Regelung
Pipe Handling
Stahl Industrie
Rohrformanlagen
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Technologie - CPU‘s
flexibel einsetzbar in den unterschiedlichsten Branchen
Hydraulische Regelung (Hydraulische Pressen)
(typische Funktionen: Lageregelung, Kraftregelung…)
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Technologie - CPU‘s
Sonderanwendungen und vieles mehr…
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Weitere Themen
 Interpolation/Kraftregelung
 Safety
 Hydraulik
 Service & Support
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SIMATIC Technologie
Applikationsbeispiel: Zangenvorschub
Axis1
Function Diagram
Funktionsbeschreibung
Feeder
0°
40
Operator Panel
Power Ein
Press
0
5
135
225
270
360
Press
Reset
Press Home Positioning
Feeder Home Positioning
Press Start
Feeder Start
Feeder
Axis2
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SIMATIC Technologie
Applikationsbeispiel: Zangenvorschub
Technology CPU
Feeder
Encoder
Slave
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Encoder
Master
Vorgehensweise bei der Applikationserstellung
 Projekterstellung
- Projekt und HW-Config anlegen
- Antriebskonfiguration einlesen
 Parametrierung der Achsen
- Achse1 anlegen (Presse Modulo Rundachse)
- Achse2 anlegen (Zange Linerachse)
- Kurvenscheibe anlegen (Definition der Master-Slave Beziehung)
Zange
40
0
0
135
5
225
270
360 Presse
 Programmierung der Maschinenfunktion
Achsen freischalten
- (MC_Power, E0.0)
Achsen Reset
- (MC_Reset, E0.1)
Presse Grundst. positionieren
- (MC_MoveAbsolute, E0.4)
Zange Grundst. positionieren
- (MC_MoveAbsolute, E0.5).
Presse Start
- (MC_MoveVelocity, E0.6)
Zange Start
- (MC_CamIn, E0.7)
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SIMATIC Technologie im Internet
www.siemens.de/simatic-technology
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SIMATIC Technologie im Internet
Applikationen & Tools - kostenfrei zum Download
Folien
Video
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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Gleiwitzer Str. 555 Nürnberg
E-Mail:
simatic.industry@siemens.com
siemens.com/answers
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