可通过技术功能包进行功能扩展 SIMOTION 技术功能包通过附加语言命令扩展了 SIMOTION 设备的基本功能,可方便地适应相应自动化任务。 可加载的技术功能包支持创建工艺对象(例如,定位和同步轴、凸轮路径、外部编码器等),这些工艺对象可通过系统函数和系统变量来访问,以便在各种 SIMOTION 编程语言中使用。 功能 SIMOTION 运动控制工艺包 运动控制基本工艺功能*许可证即可使用。而使用运动控制工艺包的扩展功能则需要许可证。 运动控制工艺包包含非常全面的功能,提供了开放而又灵活的应用编程方式,确保您还可以在将来实施各种运动控制应用。 将运动控制功能与强大的 PLC 功能结合使用后,将缩短响应时间并获得可再现的机器运行行为,从而优化机器运行周期并提高产品质量。 运动控制基本工艺功能 “速度控制轴”工艺对象 可在程序中定义速度设定值(针对伺服和量驱动) 另外,可定义累积转矩设定值和转矩限值,例如,用于对带有张力控制的卷绕机驱动器进行控制 访问驱动的状态字和控制字 可对 PROFIdrive 单元的释放顺序进行具体的控制(例如,对于制动信号)。 读写驱动参数 SINAMICS 驱动支持功能可以完成与安全相关的运动监控功能(例如,安全运行停止(SOS)、安全限速(SLS)、安全速度监控(SSM)和安全方向)、与安全相关的位置监控功能(例如,安全限位(SLP)和安全位置传输(SP))或者安全停机响应功能(例如,安全转矩断开(STO)、安全停止 1(SS1)、安全停止 2(SS2))。 该支持功能的目的在于防止驱动导致的停止响应,SIMOTION 采用该应用实现例如不**过容许速度限值的调节功能(SLS)或者关停驱动(例如,采用 SOS)。 SINAMICS 安全集成扩展功能 STO、SS1、SS2、SOS、SLS、SDI、SLP 的激活和禁用以及它们的状态将在轴上加以指示,并带有特定工艺报警和系统变量。 有关 SINAMICS 安全集成功能的详细信息,请参见“安全集成”一章。 “外部编码器”工艺对象 外部编码器可用于检测轴的实际位置值(基于 PROFIBUS/PROFINET,对于 C240 为内置组件,对于驱动器为辅助编码器)。 “凸轮和凸轮轨迹”工艺对象 生成与位置相关的切换信号 凸轮数和凸轮轨迹取决于可用的系统资源 每个凸轮轨迹在一个输出上较多可以有 32 个凸轮 提供以下凸轮类型: 跳闸凸轮 位置-位置凸轮 位置-时间凸轮 接通时间较长的位置-时间凸轮 计数器凸轮 输出的精确时间设置,精确时间输出凸轮 凸轮状态可通过以下内容输出: 内部变量 标准数字量输出(SIMATIC S7-300、SIMATIC ET 200,...) SIMOTION C、D 的内置输出以及 TM15/TM17 高性能型/ET 200SP 和 ET 200MP TM Timer DIDQ 上的凸轮输出(可满足 μs 范围内的高精度要求) 输出可反转 以下值可作为凸轮切换边沿的参考点: 真实轴和虚拟轴的设定值 真实轴和外部编码器的实际值 可用的功能如下: 可通过参数设定滞值和有效方向 可单独*激活和停用时间(停滞时间补偿) 一次性和周期性凸轮路径输出 凸轮轨迹的可设定参数的启动/停止模式(立即、下一轨迹循环等) 与 TM17 高性能型终端模块相结合,对凸轮轨迹执行边沿触发使能 单个凸轮的状态(激活/撤消)可读 也可直接将凸轮轨迹上的各单个输出凸轮定义为有效/无效 “传感器”工艺对象 传感器可分配给定位和同步轴、外部编码器或虚拟轴,并可在测量时提供轴位置。 可用的功能如下: 一次性测量 循环测量(每个伺服/IPO 周期两个边沿,与 TM17 高性能型/ET 200SP 和 ET 200MP TM Timer DIDQ 或 SIMOTION C240、D4x5-2 上的测量输入相结合) 在虚拟轴上执行测量(与 TM15、TM17 高性能型、ET 200SP 和 ET 200MP TM Timer DIDQ、D4xx-2、CX32-2、0CUxx 或 C240 上的测量输入相结合) 一个轴上可以有多个有缘传感器,或者一个传感器可用于多个轴(与 TM15、TM17 高性能型、ET 200SP 和 ET 200MP TM Timer DIDQ、D4xx-2、CX32-2、CUxx 或 C240 上的测量输入相结合) 可通过参数设定边沿检测(上升沿、下降沿、两个边沿) 动态分辨率范围 POS – 定位工艺功能 “定位轴”工艺对象 包含速度控制轴工艺对象的功能 支持的轴类型: 线性轴、旋转轴 线性轴和旋转轴的模数轴 真实轴和虚拟轴 仿真轴 针对以下组件的位置控制: 电气驱动器 使用数字量设定值输出实现位置控制 这种情况可使用以下 PROFIBUS DP/PROFINET 协议:驱动技术行规 PROFIdrive 版本 4(等时模式),可使用动态伺服控制 (DSC) 以特定的循环时间(例如 125 μs)实现驱动器的位置控制 使用模拟量设定值输出实现位置控制 (C240、ADI 4 和 IM 174 的板载 I/O) 液压驱动 采用模拟量输出设定值进行位置控制(用于 C240、ADI 4、IM 174 的板载 IO;I/O 范围中的模拟量输出,例如,与 ET 200 高速 I/O 组合使用) 液压阀的特性参数利用凸轮设定 步进电机 通过步进驱动器脉冲方向输出实现位置控制(C240 和 IM 174 的板载 I/O) 或者,也可连接带有 PROFIBUS 接口的步进驱动器,但前提是它们支持 PROFIdrive 行规。步进驱动器既可以不带编码器运行,也可以带编码器进行位置控制。 位置控制定位: 可以在无插补环境下,通过*如下值来单独操纵各个轴: 轴名 位置 速度 加速度/延迟、加加速度 到下一个运动的过渡行为 由速度控制定位轴的运行 监控和限制(静止、定位、动态跟踪误差、静止信号、受控变量、硬件/软件结束位置、编码器频率限值、速度误差、测量系统差异/滑差、动态响应限值) 反向阻止(防止输出可导致回撤运动的设定值) 通过凸轮定义的轴上的运动曲线: 路径与时间 速度与时间 速度与路径 轴的力与压力控制: 直接从位置控制切换为压力控制,或反之 可采用多个压力传感器 压力差测量 轴的力和压力限制 : 可通过凸轮*的力和压力曲线: 用于闭环控制和限制 力/压力与时间 力/压力与路径 运行至固定停止点 达到以下误差限值时停止 达到转矩限值时停止 达到定义的转矩时停止 进给功能支持附加的转矩、可调的转矩限制和灵活的转矩限值 B+/B- 连续运动的过渡行为: 附加,即完成每个运动,轴在两次运动之间停止(精确停止) 连续运动,即在制动开始时向下一个运动过渡。 替换,即立即执行所编程的运动。主动命令将中止。 主动运动期间可执行附加运动,例如主动定位运动可与补偿运动同步执行。 定位轴并发启动 回原点: 目前支持下列回原点类型: 主动回至原点(参考点接近功能)/被动回至原点(运行中回至原点) o 采用参考凸轮和编码器零标记 o 只采用外部零标记 o 只采用编码器零标记 o BERO 接近开关和硬件限位开关用作反向凸轮 o 硬件限位开关用作参考凸轮 直接回原点/设置原点位置 相对直接回原点(按*偏移量移动) **编码器回原点/**编码器校准 补偿和参考点: 参考点偏移量 反向间隙补偿 静态摩擦补偿 液压滑动摩擦补偿 模拟驱动器漂移补偿 印刷标记校正 编码器切换: 每个轴较多可* 8 个编码器: 每次仅有一个编码器用于位置控制: 可快速执行编码器间的切换(用切换平滑滤波器)。 非活动编码器的实际值可通过应用程序读取,用于特定的监视或其他用途。 倍率: 可在当前移动速度和加速度/减速度的基础上在线叠加各种系数。 GEAR – 同步操作/电子齿轮工艺功能 同步轴工艺对象 包含定位轴工艺对象的功能 位置控制轴采用同步速度 角度同步,电子齿轮: 可确保多个轴实现稳定、长时间的角度同步。可小幅调整传动比。 **和相对齿轮箱同步 从动轴偏移 主动轴: 可在主值源之间直接切换主值(必须*转换动态性能)。 以下项目可作为从动轴的主值源或主动轴: 虚拟轴: 虚拟轴仅存在于控制系统中,因此没有真实的驱动器、电机或编码器。虚拟轴与真实轴一样可通过命令进行控制。运动控制系统将计算插补器的设定值,并将用作同步运行的主值或其他用途。 真实轴: 真实轴是属于 SIMOTION 系统并可通过设定值和实际值连接的主动轴。 外部编码器: 实际值通过外部编码器检测,并在调整后作为主值提供。 设定值连接以及带停滞时间补偿的实际值连接。 可在运行过程中更改轴的角度位置和电子齿轮传动比。 接合/分离: 例如,可将从动轴停止运行一个周期或者仅运动一个周期,以便卸下故障元件。可通过可编程同步功能,灵活实现此类操作。 上下同步: 在主动轴处于运动或静止状态时,可以将从动轴同步或去同步。 可*相对于主动位置的角度位置。 可使用不同的同步模式: 通过可*的主值距离进行同步 基于可*的动态响应参数进行同步(加加速度限制) 位置同步,在精确位置进行同步和去同步 同步位置范围(在同步位置之前、之后和与同步位置对称) 终止同步定位操作 全面的同步运行监控功能 外部同步: 通过动态测量打印标记和叠加定位功能等方式,可以更正物料偏差。 同步运行期间的同步运动: 可在同步运行过程中完成定位运动或其他同步运行。 支持分布式同步运行,可**出设备限值实现同步运行。 PROFIBUS:主动轴对应 PROFIBUS 主站,从动轴对应 PROFIBUS 从站。 PROFINET:可针对不同 SIMOTION 控制器切换主动轴。在多台 SIMOTION 控制器之间进行级联式同步运行。 自动补偿停滞时间。 还支持跨项目操作(独立项目) CAM--凸轮技术功能 凸轮工艺对象 包含同步轴工艺对象的功能 凸轮数取决于可用的系统资源 每个凸轮的支持点数或区段数取决于可用的系统资源。 凸轮函数: 通过支持点表格或者含三角函数的较高 6 次多项式进行定义 可对 VDI 2143 实施的运动规则 支持点/多项式之间的过渡:线性、连续、样条 可在运行过程中对凸轮函数进行定标、补偿和切换: 可在运行过程中扩展和补偿凸轮函数的主动轴和从动轴位置。 可在运行过程中定义和切换活动的凸轮函数。 非周期性和周期性编辑凸轮 **和相对曲线同步 **和相对主值参照 同步及不同步(见同步操作技术对象) **驰 2 个同步凸轮 凸轮可通过 SCOUT 工程系统进行定义和修改,也可在运行期间通过应用程序进行定义和修改。 PATH - 路径插补技术功能 路径插补工艺对象 路径插值技术的主要目的实现搬运运动自动化,该技术具备以下功能: 二维和三维线性插值、圆弧插值和多项式插值 标准运动学变换 与传送带同步(传送带跟踪) 跨 3 个移动块进行动态规划 路径动力(加速、急拉)可在该路径上*,一般轴限制都适用于沿路径限制 2 个移动块间的连续几何运动 采用 SIMOTION SCOUT 可以直观地使用插值功能(路径控制面板,用于高效地横向移动路径轴和画面,支持坐标系统校准过程) 路径对象可通过以下组件实现互连: 较多 3 个插补路径轴 一个定位轴,用于路径同步运动 一个凸轮,用于设定速度曲线 路径凸轮、凸轮轨迹和测量输入的连接,基于用于实现路径同步运动的定位轴 可通过定位轴实现笛卡尔路径坐标的互连。可在路径上实施凸轮、凸轮轨迹和测量输入 以下组件的运动学变换: 旋转臂 SCARA 笛卡儿坐标系(二维/三维) 机械臂(空叉) 圆柱坐标机器人 滚轴筛(二维/三维) 三角筛(二维/三维) 备用变换接口,用于用户的特定运动 通过 ST 和 MCC 编程 使用一个预先组态的示例应用程序,可方便地实现具有 JOG 模式的搬运机械手,并可创建运动程序(请参见随 SIMOTION SCOUT 提供的“SIMOTION 实用工具和应用程序”)。 运动控制工艺包中的运动学功能 运动控制工艺包中的运动学功能 有关搬运操作的更多信息,请参见与该领域相关的解决方案。 物料加工机器的插补由 SINUMERIK 机床控制器来实现。(有关 SINUMERIK 控制系统的详细信息,请参见产品目录 NC 62 和 NC 82。) 辅助性工艺功能 “固定齿轮“工艺对象 “固定齿轮”工艺对象可用于实施基于*传动比的固定式同步运行(*同步/去同步)。通过固定传动,可按配置的传动比(齿轮比)将输入变量转换为输出变量。 固定齿轮 TO 使用如下: 考虑到主变量中直径。 *连接即实施固定传动比 为速度控制轴进行速度同步 作为主值的运动联动机制,从动轴将接合或分离。通过此方式,齿轮将始终与主值同步。示例:纸幅与主值同步运行。 “加法器”工艺对象 加法器对象可用于将一个输出矢量与较多四个输出矢量(运动矢量)相加。加法对象可用作以下用途,例如: 在主信号路径(例如纸幅的切割寄存器、颜色寄存器等)中增加叠加或补偿 “公式”工艺对象 用于可扩展变量和运动矢量的公式对象。公式对象可以在互连对象中使用,以修改主信号路径的标量变量,如: 叠加转矩 叠加主速度 修改转矩变量 B+、B- 启用转矩限值 启用转矩 “传感器”工艺对象 传感器对象可用于采集标量测量值。传感器对象从 I/O 读取值,并将实际值作为标准格式输出信号向外提供。 “控制器”工艺对象 控制器对象可用于准备和控制标量变量。 控制器对象可用作标量控制变量的通用 PIDT1 控制器,以及作为 PI 和 P 控制器。 工艺对象的互连 单独的工艺对象可互相连接。例如,辅助性工艺功能可用来在系统层级直接实施其他绕线机应用。 注意: *许可证即可使用辅助工艺功能。 SIMOTION TControl 工艺包 TControl – 温度控制器工艺功能 温度通道工艺对象 温度工艺包的控制器内核具有一个 DPID 结构。可配置单纯的加热控制器和冷却控制器以及组合的加热/冷却控制器并进行参数设定。 每个温度通道均具有用户自定义功能: 每个温度通道均可配置为加热或冷却部分,或者配置为组合的加热/冷却部分。 控制器使用 PID 或 DPID 控制算法,或者使用可选控制区域功能。 在手动输出模式下,可输出替换值。 可单独为每个控制器通道选择运行模式。通过这种方式,可将输出切换为固定值。 可用的操作模式包括: 运行设定值闭环控制 实际值采集和手动操纵变量值输出 实际值采集和 0 输出 自整定 实际值采集和处理 针对每个实际值进行合理性检查,并在相应过滤器实施测量前进行更正 过滤(借助 PT1 元素) 操作信号准备和输出 数字量、脉冲长度调制操作信号 通过集成丢失脉冲防止 I/O 周期出现较小脉冲持续时间 手动操作值(用于手动输出模式) 输出值限制 替换值(动态计算) 加热控制器自整定 这样可确保系统能够快速启动而不会出现过冲,并且可维持设定值,而不出现持续的系统偏差。 可针对所有所需通道并行使用自整定,从而保证甚至强耦合的温度部分都能实现较佳的参数采集。 监视和报警功能 通过定义公差带监视实际值可独立地将内部和外部容差带作为**容差带或相对容差带进行定义。 测量回路监控可提高工厂的运行安全水平 合理性检测 报警功能 可通过应用示例清楚地解释如何使用 TControl 技术功能包。该应用示例介绍了功能扩展、该应用的功能接口和 HMI 的数据接口。它包括在随 SIMOTION SCOUT 提供的“实用工具和应用程序”中。 SIMOTION 驱动控制图 (DCC) 工艺包 驱动控制图工艺功能 借助驱动控制图 (DCC),可轻松以图形化方式配置开环和闭环控制功能。使用拖拉,从功能块库中选取多背景功能块,并通过图形进行互连和参数设置。控制结构可以清晰呈现。 TIA 博途中的 SIMOTION 9 (SCOUT TIA) 没有 DCC。 功能库中包含大量可供选择的 控制、 算术和 逻辑块以及 全面的开环和闭环控制功能。 更多功能: 对于二进制信号的连接、评估和采集,可使用所有常用的逻辑功能,例如 AND、XOR、开关延迟、RS 触发器或计数器。 对于数字值的监控和评估,还提供了大量的算术功能,例如: 求和 除法器 较大值/较小值评估 除自动速度控制器外,还可以轻松配置卷线机、PI 控制、斜坡函数发生器和摆动发生器。 有关驱动控制图 (DCC) 的更多信息,请参见“SIMOTION SCOUT 的可选包”部分。 SIMOTION 多功能信息接口 (MIIF) 工艺包 SIMOTION 工艺包 MIIF(多功能信息接口)可充当服务器,支持以符号化方式访问 SIMOTION 数据并通过以太网将数据提供给客户端(例如,操作面板)。 对 SIMOTION 变量的访问实现了完全的符号化。客户端应用不会受 SIMOTION 应用的任何影响。通信基于 TCP/IP 协议。在一条以太网线路中可以运行多台控制器和 HMI 站点。 服务器在加载到控制器后即处于活动状态。服务器*在应用程序中配置。 通过 MIIF 实现 SIMOTION 数据的符号化访问 服务器允许在 SIMOTION RT 内读写变量。这里支持设备的系统变量、工艺对象的系统变量和 UNIT 全局变量。全局设备变量和 I/O 变量在 OAMIIF V1.0 中不受支持。如果显示/更改这些变量,需要由应用程序进行复制。 服务器采用轮询方式工作。这意味着,在满负荷情况下工作时,系统的响应时间更长。不能保证确定性的行为。 MIIF(多功能信息接口)工艺包与以下 SIMOTION 控制器兼容: SIMOTION C240/C240 PN SIMOTION P320-4 SIMOTION D410-2/D4x5-2 SIMOTION 控制器中必须安装 V4.1 SP4 或更高版本的运行软件。