SIMATIC Technologie Controller

Transkript

1 Infotag S7-Motion, September 2014 SIMATIC Technologie Controller siemens.com/answers

2 System Overview 4

3 Mechatronik und Motion Control Wandel im Maschinenbau Mechanische Lösung Hauptantrieb Kupplung Getriebe Kurvenscheibe Nockensteuerwerk Mechatronische Lösung Virtuelle Leitachse 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

4 SIMATIC Technologie-CPU Die ausgezeichnete Lösung Kostenreduzierung, Produktivität, Flexibilität CPU315/317/317F Motion Control Funktionen Technologisches Engineering + + = Technologische CPU31XT / 317TF + Antriebsauslegung Antriebsparametrierung Test und Inbetriebnahme STEP 7 TIA Kurvenscheiben -editor Konfiguration Programmierung Visualisierung Systemkonfiguration

5 SIMATIC Technologie CPU 317TF Das Beste aus allen Controllern Standard CPUs Fehlersichere CPUs SIMOTION Engineering (STEP 7) Firmware Hohe Leistung Know-How Schutz Web Server Engineering (Distributed Safety) Firmware Failsafe Funktionalität Engineering (SCOUT) Echtzeit Trace Motion Funktionalität Drive Engineering (STARTER)

6 Systemaufbau (2 Prozessoren) Hohe SPS und Technologie Performance Aufruf der PLCopen Funktionen als FB s aus dem Anwenderprogramm Datenaustausch via Dual-Port- RAM Schnittstelle Berechnung der Technologie Funktionen in der integrierten Technologie CPU 31XT-2DP SPS-Steuerung integrierte Technologie SPS Zyklus schneller Technologiezyklus

7 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

8 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

9 Innovierte Technologie CPU s mit PN-Schnittstelle Höhere Performance Referenz CPU 315 V3.x Faktor V2.x V3.x +64% 3,60 5, % % 0,54 0, % 0,72 0, % 0,84 0, % 1,00 0,11 0,76 1, (IM151-7/8) (IM154-8)

10 Der Peripherie und Antriebsbus Einfache Antriebsanbindung über Profibus (DPDrive) DP/MPI CPU 317TF- 3PN/DP CPU 315T- 3PN/DP CPU 317T- 3PN/DP isochrones DP(DRIVE) SIMODRIVE Sensor Isochrone SIMODRIVE MASTERDRIVES SINAMICS MICRO- MASTER

11 Anbindung an Analogantrieben oder Schrittmotoren via IM174 DP/MPI CPU 317TF- 3PN/DP CPU 315T- 3PN/DP CPU 317T- 3PN/DP isochrones IM174 IM174 IM174 + FM Stepdrive ± 10 V Encoder-Feedback Encoder-Feedback Encoder-Feedback (optional) analoger Antrieb hydraulischer Antrieb Schrittmotor Antrieb

12 Anbindung an Hydraulikachsen via ET200S/ET200M or IM174 DP/MPI CPU 317TF- 3PN/DP CPU 315T- 3PN/DP CPU 317T- 3PN/DP isochrones ET200S/ET200M ET200S/ET200M IM174 Encoder-Feedback * setpoint +/-10 V setpoint +/-10 V set point +/-10 V * With limitations(no modulo axis)! Only after consultation with a Simatic-Expert! isochronous PB-Encoder

13 SIMATIC Technologie CPU s Motion Control Mengengerüst Mengengerüst Technologie Objekte CPU 315T CPU 317T CPU 317TF Achsen, (Safety Achsen) Kurvenscheiben Nocken Messtaster Externe Geber Max. Anzahl TO (16) SPS-Performance PROFIBUS DP(DRIVE)

14 Engineering Software S7 TConfig SIMATIC MANAGER S7 TConfig HW Konfiguration Configuration Commissioning Cam Edit SIMATIC Languages Cam Tool Test and Diagnostic

15 S7T Config - Konfiguration Graphische Bedienmasken Eine Reihe von grafischen Masken unterstützt bei der detaillierten Konfiguration der Eigenschaften einer Achse Mechanik Überwachungsfunktionen Referenziervorgang

16 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

17 S7T Config - Online Diagnose Übersichtliche Funktionspläne Einfache und detaillierte Analyse des Achsstatus

18 S7T Config - Online Diagnose Echtzeittrace Weitere Funktionen (z.b. FFT Analyse, Funktionsgenerator) aufgezeichnete Signale Signal Tabelle

19 Aufrufbeispiel für Motion Control FBs im Anwenderprogramm Referenz auf DB zur konfigurierten Achse und Positionierfunktion

20 Die integrierten Technologiefunktionen Bibliothek S7-Tech Technologiefunktionen von Nockenfunktionen und Meßtaster über Positionieren und Achssynchronisationen bis zur Bahninterpolation

21 Leistungsfähige Technologiefunktionen 1/4 Mechatronische Funktionen Mechanical Main Drive Clutch Gear Cam Disk Cam Solution Virtual Mechatronical Master 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

22 Leistungsfähige Technologiefunktionen 2/4 Handling und Bahninterpolation Handling P2 P3 Radius P4 M_Fkt + stop point P1 Path Interpolation Interpolation

23 Leistungsfähige Technologiefunktionen 3/4 Hydraulische Regelung Characteristic hydraulic controlled system Hydraulic

24 Leistungsfähige Technologiefunktionen 4/4 Druck/Kraft Regelung und Begrenzung CPU317TF IM174 ET200S HS Pressure/Force Feedback F Setpoint Position-Feedback Force

25 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 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

26 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 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

27 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 Delete cam Add cam segment Interpolate cam Read position from cam disc

28 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

29 Technologiefunktionen umgesetzt in Motion Control Funktionsbausteine Hydraulic functions: MC_SetCharacteristic PressureForce Functions: MC_ForceControl MC_ForceLimiting

30 Technologiefunktionen umgesetzt in Motion Control Funktionsbausteine Advanced functions: MC_CamSwitch MC_CamSwitchTime MC_CamTrack MC_ReadCamTrackData MC_WriteCamTrackData MC_ExternalEncoder MC_MeasuringInput

31 Leistungsfähige Technologiefunktionen Basierend auf dem Standard: PLCopen for MotionControl Motion Control and Technology-Functions Function Calls from STEP7-Program

32 Einfache Programmierung mit PLCopen Bausteinen Beispiel: Getriebegleichlauf (Power, GearIn, MoveAbsolute)

33 Die Technologie Datenbausteine Die wichtigsten Systemvariablen werden automatisch bereit gestellt Axis DB Device DB Ext. encoder DB Cam disc DB TO type Error code Error word Status word Target speed Actual speed Actual acceleration Max. speed Max. acceleration Max. jerk Actual position value Target position value Following distance error Modulo value TO type Error code Max. command loop duration Average command loop duration Station lifelist of the DP- MC stations Done Flag (32) of the Task completed display Status of local digital inputs Status of local cam outputs Trace DB TO type Error code Error word Status word Actual position value Actual speed Meas. sensor DB TO type Error code Operating status Measuring value 1 Measuring value 2 Start of measuring range End of measuring range TO type Error code Status word Number of assignments Cam DB TO type Error code Status word Cam type Operating mode TO type Trace value, integer (4) Trace value, real (4)

34 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

35 Technologie - CPU s flexibel einsetzbar in den unterschiedlichsten Branchen Produktionslinien (Applikationen wie: Querschneider, fliegende Scheren...) Produktionslinie für Papierbeutel Querschneider Fliegende Schere Produktionslinie mit Querschneider

36 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

37 Technologie - CPU s flexibel einsetzbar in den unterschiedlichsten Branchen Hydraulische Regelung Pipe Handling Stahl Industrie Rohrformanlagen

38 Technologie - CPU s flexibel einsetzbar in den unterschiedlichsten Branchen Hydraulische Regelung (Hydraulische Pressen) (typische Funktionen: Lageregelung, Kraftregelung )

39 Technologie - CPU s Sonderanwendungen und vieles mehr

40 Weitere Themen Interpolation/Kraftregelung Safety Hydraulik Service & Support

41 SIMATIC Technologie Applikationsbeispiel: Zangenvorschub Feeder 40 Funktionsbeschreibung Function Diagram Axis1 0 Operator Panel Press Press Power Ein Reset Press Home Positioning Feeder Home Positioning Press Start Feeder Start Feeder Axis2

42 SIMATIC Technologie Applikationsbeispiel: Zangenvorschub Master Technology CPU Encoder Feeder Slave Encoder

43 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 Presse Programmierung der Maschinenfunktion Achsen freischalten Achsen Reset Presse Grundst. positionieren Zange Grundst. positionieren Presse Start Zange Start - (MC_Power, E0.0) - (MC_Reset, E0.1) - (MC_MoveAbsolute, E0.4) - (MC_MoveAbsolute, E0.5). - (MC_MoveVelocity, E0.6) - (MC_CamIn, E0.7)

44 SIMATIC Technologie im Internet

45 SIMATIC Technologie im Internet Applikationen & Tools - kostenfrei zum Download Folien Video

46 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! I IA AS S SUP FA Gleiwitzer Str. 555 Nürnberg simatic.industry@siemens.com siemens.com/answers