SIMATIC S T-CPU Technologieworkshop

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1 Engineered mit TIA Portal SIMATIC S T-CPU Technologieworkshop siemens.de/t-cpu Seite 1

2 Kontakt (S7-1500T/F) Stefan Kordfunke Fachberatung Köln RC-DE DF FA 3 FB Köln Franz-Geuer-Strasse 10 Tel.: stefan.kordfunke@siemens.com Peter Klos Promotion Regelsysteme RC-DE DF FA 3 PROM Köln Franz-Geuer-Strasse 10 Tel.: hanspeter.klos@siemens.com

3 Tagesablauf Technologieworkshop 9:00 17:00 1 Begrüßung, Ausblick auf Workshop 09:00 09: Einführung in Motion Control Pause Vorführung: Anlegen TO Axis, Steuertafel, Diagnose, PLCopen Bausteine Hands On 1 + 2: Grundinbetriebnahme, Konfiguration TO Axis, Verfahrprogramm Mittagspause Theorie und Vorführung: Taktsynchronität, TO Messtaster Hands On 3: Positionieren über Messtaster Vorstellung: Advanced Motion-Control Funktionen, Kurvenscheibe Pause Hands On 4+5: Absoluter Gleichlauf Fliegender Säge und Presse mit Vorschub (Kurvenscheibe) Zusammenfassung, Abschluss 09:30 10:15 10:15 10:30 10:30 10:45 10:45 12:00 12:00 12:45 12:45 13:15 13:15 14:00 14:00 14:45 14:45 15:00 15:00 16:15 16:15 16:45 13 Offene Fragen, Verabschiedung 16:45 17:00 Seite 3 Februar 2018

4 Ausblick auf Workshop Ziel dieses Technologieworkshops S7-1500T V90 PN SINAMICS V90 PN 2-Achs Koffer SIMATIC S7-1515T CPU SINAMICS V90 PN + SIMOTICS 1FL6 Motoren ET 200SP mit TM Timer Modul E/A-Feld für Bedienung des Anwederprogramms Grundinbetriebnahme SINAMICS T-CPU Projektierung SINAMICS V90 PN über HSP Basic Motion Control Functions Advanced Motion Control Functions Seite 4 Februar 2018

5 Agenda Überblick Motion Control SINAMICS V90 PN & SIMOTICS 1FL6 Technologieobjekte für Motion Control 4 5 Technische Details Support / Infos Seite 5 Februar 2018

6 SIMATIC S T-CPU Überblick Motion Control siemens.de/t-cpu Seite 6 Februar 2018

7 Agenda Überblick Motion Control SINAMICS V90 PN & SIMOTICS 1FL6 Technologieobjekte für Motion Control 4 5 Technische Details Support / Infos Seite 7 Februar 2018

8 Advanced Controller SIMATIC S T-CPU Control-Funktionen mit TIA Portal V15 und Firmware V2.5 *) Motion Control-Funktionen Hardwareinnovationen Kinematikfunktionen Ansteuerung von Kinematiken mit bis zu 4 interpolierenden Achsen Getriebe- und Kurvenscheibengleichlauf Mit Vorgabe der Synchronposition der Leit- und Folgeachse Sollwertkopplung Istwertkopplung mit Extrapolation Integrierte Editoren und Viewer Kurvenscheibeneditor Kinematik-Konfigurator / Kinematik-Trace NEW NEW alles mit einer Entwicklungsumgebung SIMATIC S T-CPUs CPU 1511T, CPU 1511TF, CPU 1515T, CPU 1515TF, CPU 1516T, CPU 1516TF, CPU 1517T, CPU 1517TF Programmierung Konsistente und nahtlose Erweiterung von S zur S T-CPU Logik -, Safety- und Motion Control- Funktionen Webserver alles auf einem Controller und Diagnoseseiten für Motion Control *) im Vergleich zur Standard-CPU Seite 8 Februar 2018 NEW

9 Mechatronische Lösung Mechanische Lösung Überblick Warum Motion Control in einer CPU? Mechatronische Lösungen zur Erfüllung der steigenden Anforderung hinsichtlich Produktivität und Flexibilität Hauptantrieb Kupplung Getriebe Kurvenscheibe Nockensteuerwerk Motion Control und Umrichter ersetzen mechanische Komponenten Einfachere Konstruktion und Montage Virtuelle Leitachse Motion Control Funktionen Höhere Flexibilität bei Anpassungen Zentrale Bewegungsführung Bessere Dynamik Servo-Antriebe Einfachere Wartung / Geringerer Verschleiß Seite 9 Februar 2018

10 Motion Control-Funktionalität Advanced Controller SIMATIC S T-CPU Überblick im Vergleich zum Standard Controller Performance (TIA Portal V15) SIMATIC S Controller Software Controller CPU 1511 CPU 1513 CPU 1515 CPU 1516 CPU 1516T CPU 1517 CPU 1518 Anzahl Positionierachsen in 4 ms bei 35 % CPU-Last maximal NEW Kinematikfunktionen Technology FW V2.5 Kurvenscheibengleichlauf abs. rel. Getriebegleichlauf 1) (absolut) Getriebegleichlauf 2) (relativ) FW V2.5 Nocken / Messtaster Positionieren Standard Drehzahlsteuerung Seite 10 Februar ) Aufsynchronisieren mit Vorgabe der Synchronposition 2) Aufsynchronisieren ohne Vorgabe der Synchronposition

11 Advanced Controller SIMATIC S T-CPU Eingebettet im skalierbaren Motion Control-Portfolio Engineered mit TIA Portal Verteilter Gleichlauf Kinematikfunktionen mit Conveyor tracking Kinematikfunktionen Kurvenscheiben-/ Getriebegleichlauf 1) Getriebegleichlauf 2) Nocken Messtaster Positionieren Basic Controller Advanced Controller T Advanced Controller SIMOTION Motion Drehzahl steuern Standard CPU Standard CPU T-CPU Controller Basic Midrange High-End Seite 11 Februar ) Aufsynchronisieren mit Vorgabe der Synchronposition 2) Aufsynchronisieren ohne Vorgabe der Synchronposition Motion - Animation

12 Advanced Controller SIMATIC S Identische Basis Motion Control-Funktionalität in jeder CPU 1511T/TF 1515T/TF 1516T/TF 1517T/TF NEW Skalierbar im Mengengerüst und Performance 1510SP 1515SP PC2 1512SP S* ET 200SP Open Controller S Software Controller Seite 12 Februar * ablauffähig auf IPC4x7D, IPC6x7D und IPC8x7D 1518

13 Advanced Controller SIMATIC S Erweiterung des CPU Portfolios mit Technologie-CPUs CPU Typ 1511F-1 PN 1513F-1 PN 1515F-2 PN Standard CPU 1516F-3 PN/DP 1517F-3 PN/DP 1518F-4 PN/DP 1511TF-1 PN Technologie CPU 1515TF-2 PN NEW 1516TF-3 PN/DP 1517TF-3 PN/DP MFP- CPU 1518F-4 PN/DP MFP Schnittstellen Programm/Datenspeicher 150/225 KB 1 MB 300/450 KB 1.5 MB 500/750 KB 3 MB 1/1.5 MB 5 MB 2/3 MB 8 MB 4/6 MB 20 MB 225/225 KB 1 MB 750/750 KB 3 MB 1,5/1,5 MB 5 MB 3/3 MB 8 MB 4/6 MB 20 MB 1) Bit-Performance 60 ns 40 ns 30 ns 10 ns 2 ns 1 ns 60 ns 30 ns 10 ns 2 ns 1 ns Breite 35 mm 35 mm 70 mm 70 mm 175 mm 175 mm 35 mm 70 mm 175 mm 175 mm 175 mm Positionier-Achsen typisch 2) maximal 3) Motion Control Ressourcen 4) Extended Motion Control Ressourcen 5) ) zusätzlich 50 MB Speicher für ODK-Anwendungen ) bei 4 ms Servo/IPO-Takt und 35 % CPU-Last durch Motion Control 4) Ressourcenbedarf für Motion Control Technologieobjekte: Drehzahlachse = 40 Positionierachse = 80 Gleichlaufachse = 160 Nocken = 20 Nockenspur = 160 Messtaster = 40 5) Ressourcenbedarf für Extended Motion Control Technologieobjekte: Kurvenscheiben = 2 Kinematikobjekt = ) keine Nutzung weiterer TOs Seite 13 Februar 2018 TCPU Auswahlhilfe 1 PROFINET IO mit IRT 2 PROFINET IO mit RT 3 PROFINET Basiskommunikation PROFIBUS

14 SIMATIC S T-CPU SIMATIC S T-CPU mit SINAMICS V90 PN (TIA Portal integrated engineering) siemens.de/t-cpu Seite 14 Februar 2018

15 Agenda Überblick Motion Control SIMATIC S T-CPU mit SINAMICS V90 PN Technologieobjekte für Motion Control 4 5 Technische Details Support / Infos Seite 15 Februar 2018

16 Überblick SINAMICS Portfolio Schnittstelle: PROFINET Typ Beispiel Eigenschaften Inbetriebnahmesoftware S-Reihe High End Höchste Dynamik Asynchron- und Synchronmotoren Taktsynchronität + DSC Startdrive STARTER G-Reihe Standard Mittlere Dynamik Asynchronmotoren Keine Taktsynchronität Startdrive STARTER V-Reihe Basic V90 & S-1FL6 Hohe Dynamik Synchronmotoren Mit PROFINET Taktsynchronität + DSC NEU TIA Portal V-Assistant mit: S7-1500(T); PN; TO ab V14 + HSP 0185 Seite 16 Februar 2018

17 SINAMICS V90 mit PROFINET und SIMOTICS S 1FL6 Feste Kombination von Antrieb und Motor SINAMICS V90 PN 400V System SINAMICS V90 PN 200V System V90 400V FSAA FSA FSB FSC 400W 750W 1KW 1.5KW 2KW 3.5KW 5KW 7KW V90 200V FSB FSC FSD 100W 200W 400W 750W 1KW 1.5KW 2KW 1FL6 Hi Motor SH45 SH65 SH90 400W 750W 750W 1KW 1.5KW 1.75KW 2KW 2.5KW 3.5KW 5KW 7KW 1FL6 Li Motor SH20 SH30 SH40 SH50 50W 100W 200W 400W 750W 1KW 1.5KW 2KW Seite 17 Februar 2018

18 SINAMICS V90 PN TIA Portal-Integration Installation von V90 PN über Hardware Support Package (HSP 0185) Kein zusätzliches Engineering-Tool notwendig! Der Gerätetyp V90 PN für die integrierte Konfiguration von Hardware und Netzwerk im TIA Portal sowie das zugehörige Engineering sind enthalten. Lage- und Drehzahlregelung über Technologieobjekt Achse Unterstützte PROFIdrive Telegramme: 1, 2, 3, 5 (DSC), 102, 105 (DSC) TLG 105 voreingestellt Das im TIA Portal integrierte Engineering von SINAMICS V90 PN erfolgt nur in Zusammenhang mit einem Motion-Technologieobjekt innerhalb der SIMATIC S über PROFINET! Seite 18 Februar 2018

19 Advanced Controller & SINAMICS V90 mit PROFINET Nahtlose TIA Portal Integration TIA Portal SIMATIC S SINAMICS V90 mit PN oder V90 mit PN: Integriert im TIA Portal (HSP) Antriebs Engineering in 3 Klicks Automatische Antriebs-Voreinstellung One-button Auto-Tuning etc. SIMATIC S T-CPU => Perfektes Zusammenspiel im System Seite 19 Februar 2018

20 Motion Control mit SIMATIC S T-CPU SINAMICS V90 PN TIA Portal-Integration Einige Screenshots Schneller Start und Betrieb für Motion Control Geräte & Netzwerk-Sicht Im TIA Portal Automatische Telegrammkonfiguration und Technologie- Einstellung Parameter des Antriebs Es gibt nur ein paar und die sind alle vorkonfiguriert Online-Sicht wie SIMATIC und Vergleich zum Projekt Seite 20 Februar 2018

21 Projekterstellung & Antriebskonfiguration Parametrierung und Inbetriebnahme L I V E D E M O Aufgabe: TIA Portal Projekterstellung und Grundkonfiguration des Demokoffers. Vorgehen: Erstellen Sie die Hardwarekonfiguration, testen und optimieren Sie die Antriebe. Seite 25 Februar 2018

22 Projekterstellung & Antriebskonfiguration Parametrierung und Inbetriebnahme Übung 1 Aufgabe: TIA Portal Projekterstellung und Grundkonfiguration des Demokoffers. Vorgehen: Erstellen Sie die Hardwarekonfiguration, testen und optimieren Sie die Antriebe. Seite 26 Februar 2018

23 Mobile workshop Network structure Seite 27 Februar 2018

24 Mobile workshop Logging in 1 Set the network adapter of your computer to IP: Subnet: Select remote desktop connection 2 4 Connect to IP User: siemens type rem Pwd: tia Seite 28 Februar 2018

25 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte für Motion Control siemens.de/t-cpu Seite 30 Februar 2018

26 Agenda Überblick Motion Control SIMATIC S T-CPU mit SINAMICS V90 PN Technologieobjekte für Motion Control Drehzahl- / Positionier- / Gleichlauf-Achsen Nocken / Nockenspuren / Messtaster Gleichlauf-Achsen / koordinierte Achsen Kurvenscheiben Kinematiken 4 5 Technische Details Support / Infos Seite 31 Februar 2018

27 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Was sind PLCopen Regelungbausteine? PLCopen ist eine Organisation im Bereich industrieller Steuerungstechnik. Es werden Standards entwickelt, die die Steigerung der Effizienz bei der Entwicklung von Applikationen und die Senkung der Kosten für die Wartung solcher Software vorsehen. Die PLCopen will von bestimmten Herstellern und Produkten unabhängig sein und durch die Arbeit in den Arbeitskreisen für die Verbreitung internationaler Standards und deren Anwendung auf breitem Feld sorgen. Eine der Kernaktivitäten findet sich im Umkreis der EN 61131, dem einzigen globalen Standard für die industrielle Steuerungsprogrammierung. ((( Quelle: Wickipedia ))) Einfache Konfiguration, IBN und Programmierung Seite 32 Februar 2018

28 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Was ist ein TO? Technologieobjekte für Motion Control TOs sind Softwareobjekte in der Steuerung TOs repräsentieren die mechanischen Komponenten TOs kapseln die technologische Funktionalität TOs werden einheitlich konfiguriert und parametriert TOs erlauben eine einfache Sicht auf Motion Control rel. abs. Einfache Konfiguration, IBN und Programmierung Seite 33 Februar 2018

29 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Wie ist ein TO ins System eingebunden? Technologieobjekte für Motion Control TOs für Drehzahl-, Positionier- und Gleichlaufachse, Kurvenscheibe, Nocken, Nockenspur, Messtaster oder externer Geber TO-Datenbaustein enthält alle Konfigurationsdaten, Soll-/Istwerte und Statusinformationen des TO TO kommuniziert mit dem Antrieb und der Peripherie Antriebsdaten werden automatisch adaptiert TO steuert und regelt einen Antrieb bzw. Antriebsverbund TOs werden über das Anwenderprogramm mit PLCopen-Befehlen programmiert Einfache Konfiguration, IBN und Programmierung Puls-/Richtungs- Schnittstelle U/I Analog Signal Seite 34 Februar 2018

30 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Achstypen Gleichlaufachse Drehzahlachse Drehzahlgesteuert verfahren Anwenderprogramm: Geschwindigkeitsvorgabe TO bildet die Beschleunigungsund Bremsrampen Antrieb regelt die Drehzahl Kein Lagegeber nötig Positionierachse Positionieren Anwenderprogramm: Positionsvorgabe Referenzieren Überlagerte Bewegung TO bildet die Beschleunigungs- und Bremsrampen TO regelt die Lage Antrieb regelt die Drehzahl Lagegeber ist notwendig Getriebe- und Kurvenscheibengleichlauf Anwenderprogramm: Aufsynchronisieren Leitwert Getriebeverhältnis Kurvenscheibe TO berechnet und regelt die Lage für Gleichlaufachse abhängig von einem Leitwert Antrieb regelt die Drehzahl Lagegeber ist notwendig Schalenmodell der Technologieobjekte Seite 35 Februar 2018

31 Motion Control mit SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Positionierachse TIA Portal Programmierung des Technologieobjekts Achse S CPU Anwenderprogramm Programme mit PLCopen-Befehlen TO-DB mit Istwert/Status/ Alarme Konsistenzprüfungen bereits bei der Konfiguration der Technologieobjekte und der Erstellung der Anwenderprogramme Configuring Konfiguration the technology des Technologieobjekts object "axis" Achse Lageregelung TO Achse 1 Kommunikation Lagesollwertberechnung Messsystem-Auswertung Überwachung OB91 und OB92 Seite 36 September 2016 DF FA PMA SP1.

32 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Regelkreis Lageregelung in der Steuerung Lageregelung Steuerung Sollwertgenerierung Sollgeschwindigkeit Vorsteuerung Lageregler + Antrieb Achs-Befehl Sollposition Symmetrierfilter + - Verstärkung Istposition Lageregelung in der Steuerung im Servo-Takt (MC-Servo) Drehzahl- und Stromregelung im Antrieb Vorsteuerung der Geschwindigkeit minimiert geschwindigkeitsabhängigen Schleppfehler der Lageregelung Symmetrierfilter verzögert den Positionssollwert im Bezug zur Geschwindigkeitsvorsteuerung Seite 37 Februar 2018

33 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Regelkreis Lageregelung im Antrieb (DSC) Lageregelung Steuerung Sollwertgenerierung Sollgeschwindigkeit Vorsteuerung mit DSC (Dynamic Servo Control) Lageregler + Antrieb DSC verfügbar mit SINAMICS S120 SINAMICS S210 SINAMICS V90 PN Achs-Befehl Sollposition Symmetrierfilter Verstärkung Istposition Lageregelung im Antrieb mit aktiviertem DSC Lageregler im Takt des Drehzahlregelkreises (z. B. in 125 µs) Wesentlich größere Lageregler-Verstärkungsfaktor Kv möglich und damit erhöhte Dynamik im Führungsverhalten und Störgrößenausregelung bei hochdynamischen Antrieben Möglichkeit längerer Taktzeiten für Motion Control in der Steuerung Hochdynamische Antriebsregelung mit DSC Seite 38 Februar 2018 Details

34 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Momentenbegrenzung und Fahren auf Festanschlag Momentenbegrenzung Voraussetzung ist Telegramm 10x Wirksamkeit an Motor- oder Last-Seite einstellbar Einheiten werden abhängig vom Motortyp angepasst Fahren auf Festanschlag Anfahren mit Momentenbegrenzung Festanschlagserkennung über Schleppabstand Klemmen mit nicht mehr veränderten Sollwert Klemmkraft/-moment kann verändert werden Wegbrechen oder Zurückdrücken des Festanschlags wird überwacht Beispiel: Schließen der Form bei Spritzgießmaschinen Seite 41 Februar 2018

35 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Momentendaten (Torque Interface) Feature / Funktion Nutzen NEW Zyklische Schnittstelle für Momentendaten Zyklischer Datenaustausch mit dem Antrieb und direkte Beeinflussung der Regelung durch die Applikation Zusatzdrehmoment untere und obere Momentengrenzen Momentenistwert Technologische Größen (am TO) Momentenvorsteuerung Arbeiten im zulässigen Momentenbereich Konfiguration über Telegramm 750 Für alle Achstypen Einfache Konfiguration mit automatischer Verschaltung des TOs mit den Antriebsparametern Anwendungen Seite Dezember 2017 Converting Applikationen (z. B. Wickler, Querschneider, Bahnzugregelung) Kinematiken Details SIMATIC S T-CPU Technikfolien

36 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Momentendaten Konfiguration und Programmierung NEW Vorgabe Additives Moment (Zusatzdrehmoment) an den Antrieb über MC_TorqueAdditive zyklische Vorgabe von unterer und oberer Momentengrenze (B+, B-) an den Antrieb über MC_TorqueRange Die Momentendaten werden über einen eigenen Slot und ein eigenes Telegramm 750 übertragen. Nur in Verbindung mit SINAMICS-Antrieben (ab V4.9), da spezifisches Antriebsverhalten und spezifische Antriebsparameter. Konfiguration des Telegramms 750 erfolgt am SINAMICS (mit automatischer BiCo- Verschaltung) TO erkennt bei Konfiguration das Telegramm 750 und aktiviert die Momentendaten Funktionalität ist ab TO-Typ Drehzahlachse und für alle Antriebstelegramme der Antriebe von SINAMICS verfügbar Für Telegramme mit /ohne Geber, mit/ohne DSC, Standardtelegramme oder SIEMENS-Telegramme. PLCopen Bausteine MC_TorqueAdditive, MC_TorqueRange (1500 und 1500T) MC_TorqueAdditive V4.0 MC_TorqueRange V4.0 Momentendaten (add. Moment und Momentenbereichsgrenzen B+/B-) als technologische Werte (einheitenbehaftet) am Befehl Zyklischer Aufruf der PLCopen Bausteine mit zyklischer Vorgabe im MC-PreServo- oder MC-PostServo-OB möglich. Istmoment als technologischer Wert (einheitenbehaftet) im TO-DB <TO>.StatusTorqueData.ActualTorque Status im TO-DB <TO>.StatusTorqueData.CommandAdditiveTorqueActive <TO>.StatusTorqueData.CommandTorqueRangeActive Seite Dezember 2017 SIMATIC S T-CPU Technikfolien

37 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Bewegungsdaten aus Applikation: MotionIn Feature / Funktion Nutzen NEW Vorgabe Bewegungsvektor aus Applikation (MotionIn) Höchste Flexibilität in der Bewegungsführung Positionsvektor (s, v, a) Geschwindigkeitsvektor (v, a) Für alle Achstypen einsetzbar In Kombination mit Zusatzdrehmoment und Momentengrenzen Überlagerte Zugregelung möglich Anwendungen Seite Dezember 2017 Verpackungsmaschinen Converting- Applikationen (z. B. Querschneider, Fliegende Säge, Verleger) Druckmaschinen Details SIMATIC S T-CPU Technikfolien

38 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Achse in Simulation Simulierte Achsen Test der Applikation auch ohne angeschlossene Antriebe Aktivierung des Simulationsbetriebs durch Konfiguration der Achse und Download der CPU oder TO-Restart Reale Achse kann auch zunächst ohne Antrieb projektiert und simuliert werden Achsgranulare Einstellung Mischung von realen vorhandenen und simulierten Antrieben möglich Volle PLC-Funktionalität (Trace, Alarming, Steuertafel, ) Nutzen: Test der Applikation schon am Schreibtisch Test bei nicht vollständig vorhandener Antriebstechnik Ermöglicht Auslastungsmessung der Steuerung Realistischer Testbetrieb bei großer Achsanzahl Modulare Maschine Simulation reale Achse Simulation Achse ohne Antrieb Antrieb muss nicht projektiert sein! Seite 47 Februar 2018

39 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Virtuelle Achsen Virtuelle Achsen Virtuelle Achse ist Achse ohne Antriebszuordnung und mit aktivierter Simulation Virtuelle Leitachse Verwendung einer virtuellen Achse, z. B. als virtuelle Leitachse (Königswelle) für mehrere Folgeachsen (Taktgeber für die Maschine) Virtuelle Achse hat volle Funktionalität Nocken und Messtaster auch bei virtueller Achse möglich Simulation Achse ohne Antrieb virtuelle Achse Seite 48 Februar 2018

40 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Umfangreiche Diagnoseinformationen Konsistenzprüfungen bereits bei der Konfiguration der Technologieobjekte und der Erstellung der Anwenderprogramme Diagnoseinformationen, die sich auf Technologieobjekte beziehen (Technologie-Alarme, Statusinformationen), werden im Inspektorfenster des TIA Portals und zusätzlich im Diagnosefenster des jeweiligen Technologieobjekts angezeigt Bei Technologie-Alarm wird eine entsprechende Meldung im TIA Portal sowie an HMI-Geräten angezeigt Technologie-Alarme werden über den Technologie- Datenbaustein gemeldet und können im Anwenderprogramm ausgewertet werden. Diagnose-Maske im TIA Portal Seite 49 Februar 2018

41 Positionieren Programmierung Aufgabe: Positionierung eines Wasserkastens. Vorgehen: Erstellen Sie ein Verfahrprogramm. L I V E D E M O Applikation: Positionieren Position 1 0 mm Position mm 200 mm Folgende Funktionen sollen realisiert werden: Power - MC_Power Reset - MC_Reset Home - MC_Home Halt - MC_Halt Move Absolute 1 - MC_MoveAbsolute 1 Move Absolute 2 - MC_MoveAbsolute 2 Technische Daten: v1 = 100 mm/s v2 = 200 mm/s Laufrichtung Seite 50 Februar 2018

42 Positionieren Programmierung Übung 2 Aufgabe: Positionierung eines Wasserkastens. Vorgehen: Erstellen Sie ein Verfahrprogramm. Applikation: Positionieren Position 1 0 mm Position mm 200 mm Folgende Funktionen sollen realisiert werden: Power - MC_Power Reset - MC_Reset Home - MC_Home Halt - MC_Halt Move Absolute 1 - MC_MoveAbsolute 1 Move Absolute 2 - MC_MoveAbsolute 2 Technische Daten: v1 = 100 mm/s v2 = 200 mm/s Laufrichtung Seite 51 Februar 2018

43 Agenda Überblick Motion Control SIMATIC S T-CPU mit SINAMICS V90 PN Technologieobjekte für Motion Control Drehzahl- / Positionier- / Gleichlauf-Achsen Nocken / Nockenspuren / Messtaster Gleichlauf-Achsen / koordinierte Achsen Kurvenscheiben Kinematiken 4 5 Technische Details Support / Infos Seite 52 Februar 2018

44 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Nocken, Nockenspur und Messtaster Technologieobjekt Nocken TO_OutputCam Erzeugt Schaltsignale auf Digitalausgang abhängig von der Position einer Achse oder eines Externen Gebers. Technologieobjekt Nockenspur TO_CamTrack Erzeugt eine Schaltsignalfolge auf Digitalausgang (mit bis zu 32 Einzelnocken) abhängig von der Position einer Achse oder eines Externen Gebers. Technologieobjekt Messtaster TO_MeasuringInput Erfasst Istpositionen schnell, genau und ereignisabhängig. Seite 53 Februar 2018

45 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Nocken Technologieobjekt Nocken Erzeugt Schaltsignale auf Digitalausgang abhängig von der Position einer Achse oder eines externen Gebers Verschaltet auf Soll- oder Istposition einer Achse oder externen Gebers Wegnocken Zeitnocken Ausgabe über Standard I/O Ausgabe über TM Timer DI/DQ für hochgenaue Nockenausgabe Einschaltbereich s Anfangsposition Endposition Seite 54 Februar 2018

46 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Nockenspur Technologieobjekt Nockenspur Erzeugt Schaltsignalfolge auf Digitalausgang abhängig von Position Achse/Externer Geber Verschaltet auf Soll- oder Istposition Bis zu 32 Nocken auf einer Spur Wegnocken / Zeitnocken Ausgabe über Standard I/O Ausgabe über TM Timer DI/DQ für hochgenaue Nockenausgabe Zyklische Fortsetzung der Nockenspur Beispiel Nockenspur 5 Nockenspuren Hoher Flexibilität über Achsbezugsposition komplette Nockenspur verschiebbar produktbezogene Programmierung Seite 55 Februar 2018

47 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Messtaster Technologieobjekt Messtaster Erfasst Istpositionen schnell, genau und ereignisabhängig. Verschaltet mit Position einer Achse oder externen Gebers Messtaster angebunden an Antrieb (über PROFIdrive), oder Messtaster angebunden an TM Timer DIDQ Einmaliges Messen, oder Zyklisches Messen (bis zu zwei Messwerte je Bearbeitungstakt) Messen mit Messbereich Beispiel Druckmarkenerkennung Beispiel für Messung der nächsten steigenden Flanke im Messbereich Seite 56 Februar 2018

48 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Anbindung der Messtaster Messtaster am TM Timer DIDQ Messtaster entkoppelt vom Antrieb Mehrere Messtaster für eine Achse Messtaster für virtuelle Achse möglich TO berechnet aus dem Zeitstempel einen exakten Positionswert der Achse/externen Geber S T-CPU Antrieb Motor ENC PROFIdrive-Telegramm mit Soll/Istwert Telegramm mit Zeitstempel ET 200MP/SP TM Timer DIDQ DI Messtaster Messtaster am Antrieb (über PROFIdrive) Messtaster wird im Antrieb verarbeitet Max. 2 Messtaster je Antrieb Inkrementgenauer Positionswert der Achse/externen Gebers wird im Antrieb gebildet S T-CPU Antrieb DI Motor ENC Messtaster Seite 57 Februar 2018 Messtasterposition im PROFIdrive-Telegramm enthalten (mit Soll-/Istwert) Details

49 Details Hochgenaue Messtaster und Nocken mit Time-based IO TO Messtaster errechnet aus Zeitstempel die genaue Position Lichtschranke Ausstoßer In Applikation Nockenposition vorgeben Nocken löst damit an genauer Position aus v s TO Nocken berechnet den genauen Takt und den Zeitstempel für die Ausgabe Zeitstempel ist Systemleistung Einfache Programmierung Hochgenaues Reagieren Messtaster Nocken / Nockenspur Lichtschranke Ausstoßer Programmbearbeitung t 1 t 2 t t 3 t 4 t t t Zurück Seite 58 Februar 2018

50 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Time-based IO in ET 200SP und ET 200MP ET 200SP CM 4 x IO-Link Bis zu 4 IO-Link Kanäle mit Zeitstempel ET 200SP TM Timer DIDQ 10x24V 4 Eingänge 6 Ausgänge ET 200MP TM Timer DIDQ 16x24V 8 Eingänge und 16 Ausgänge Davon max. 16 mit Zeitstempel konfigurierbar Voraussetzung: taktsynchr. Betrieb (IRT) derzeit nur mit ET 200SP/MP (Zentraler Aufbau zukünftig geplant) Seite 59 Februar 2018

51 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Mehrwerte Time-based IO Genauigkeit unabhängig von Übertragungszeiten und der Zykluszeit des Anwenderprogramms Entlastung von CPU und Feldbus für mehr Performance und größere Mengengerüste Optimale Unterstützung durch Technologieobjekte für hochgenaue Nocken und Messtaster Skalierbare Mengengerüste zur Anpassung an die Maschinengröße Universell einsetzbar Messtaster Seite 60 Februar 2018

52 Positionieren über Messtaster Konfiguration und Programmierung Aufgabe: Positionieren eines Wasserkastens über einen Messtaster. Vorgehen: Legen Sie das TO Messtaster an und konfigurieren Sie dieses, erstellen Sie ein Verfahrprogramm. L I V E D E M O Applikation: Positionieren über Messtaster Absetzbereich Messtaster Zielposition mm 200mm Folgende Funktionen sollen realisiert werden: Power - MC_Power Reset - MC_Reset Home - MC_Home Halt - MC_Halt Move Absolute 1 - MC_MoveAbsolute 1 Move Absolute 2 - MC_MoveAbsolute 2 Move Velocity - MC_MoveVelocity Technische Daten: Laufrichtung v1 = 200 mm/s v2 = 100 mm/s Offset Sensor-Ziel: 200 mm Seite 61 Februar 2018

53 Positionieren über Messtaster Konfiguration und Programmierung Übung 3 Aufgabe: Positionieren eines Wasserkastens über einen Messtaster. Vorgehen: Legen Sie das TO Messtaster an und konfigurieren Sie dieses, erstellen Sie ein Verfahrprogramm. Applikation: Positionieren über Messtaster Absetzbereich Messtaster Zielposition mm 200mm Folgende Funktionen sollen realisiert werden: Power - MC_Power Reset - MC_Reset Home - MC_Home Halt - MC_Halt Move Absolute 1 - MC_MoveAbsolute 1 Move Absolute 2 - MC_MoveAbsolute 2 Move Velocity - MC_MoveVelocity Technische Daten: Laufrichtung v1 = 200 mm/s v2 = 100 mm/s Offset Sensor-Ziel: 200 mm Seite 62 Februar 2018

54 Agenda Überblick Motion Control SIMATIC S T-CPU mit SINAMICS V90 PN Technologieobjekte für Motion Control Drehzahl- / Positionier- / Gleichlauf-Achsen Nocken / Nockenspuren / Messtaster Gleichlauf-Achsen / koordinierte Achsen Kurvenscheiben Kinematiken 4 5 Technische Details Support / Infos Seite 63 Februar 2018

55 Seite 64 Februar 2018

56 Synchronisierte Bewegungen Seite 65 Februar 2018

57 Synchronisierte Bewegungen Seite 66 Februar 2018

58 Koordinierte Achsen Relativer und absoluter Getriebegleichlauf Relativer Gleichlauf S S7-1500T Absoluter Gleichlauf S S7-1500T Folgeachse Leitachse Folgeachse Leitachse Synchronisation ohne Vorgabe der Synchronposition Synchronisation mit Vorgabe der Synchronposition Synchronpositionen Der Unterschied zwischen relativem und absolutem Gleichlauf liegt in den Möglichkeiten der Aufsynchronisation! Seite 67 Februar 2018

59 Koordinierte Achsen Applikationen Gleichläufe Relativer Gleichlauf Absoluter Gleichlauf Aufsynchronisieren ohne Vorgabe der Synchronposition Aufsynchronisieren mit Vorgabe der Synchronposition Seite 69 Februar 2018

60 Geschwindigkeiten Positionen Koordinierte Achsen Vorlaufendes Aufsynchronisieren Synchronpostionen: 10 mm Aufsynchronisierlänge: 20 mm Startposition = Synchronposition Leitachse - Aufsynchronisierlänge Seite 70 PositioningAxis.ActualPosition [mm] PositioningAxis.ActualVelocity mm/s] Februar 2018 SynchronousAxis.ActualPosition [mm] SynchronousAxis.ActualVelocity [mm/s]

61 Koordinierte Achsen Aufsynchronisierverhalten PositioningAxis.ActualPosition [mm] SynchronousAxis.ActualPosition [mm] PositioningAxis.ActualVelocity mm/s] SynchronousAxis.ActualVelocity [mm/s] Aufholend Zurücklaufend Symmetrisch SyncPosition: 10 mm ; MasterStartDistance: 10 mm SyncPosition: 0 mm ; MasterStartDistance: 10 mm SyncPosition: 10 mm ; MasterStartDistance: 20 mm Seite 71 Februar 2018

62 Koordinierte Achsen Leitwertverschaltung S S7-1500T Positionierachse Gleichlaufachse nur Sollwert- Kopplung Gleichlaufachse Positionierachse Gleichlaufachse Sollwert- Kopplung Istwert- Kopplung Gleichlaufachse Externer Geber Seite 72 Februar 2018

63 Koordinierte Achsen Gleichlauf mit Istwertkopplung Istwertextrapolation und Istwertfilter Extrapolation des Istwertes bei Istwertkopplung Leitwertseitige Extrapolation um Verzugszeiten der Istwertverarbeitung zu kompensieren Zukünftiger Leitwert wird auf Basis der bereits bekannten Werte hochgerechnet Extrapolationszeit hat Leitachs- und Folgeachsbedingten Anteil (vom System ermittelt) Durch Filter (Istpositions- und Geschwindigkeitsfilter) und Toleranzband Beruhigung der Werte für die Extrapolation Leitwert 1 S Übertragungszeit Leitwert 2 S7-1500T Synchronität der Istwerte Motion Control Zyklus Übertragungszeit Folgewert Hochgenauer Winkelgleichlauf auch bei Kopplung auf einen Istwert! Seite 73 Februar 2018

64 Absoluter Gleichlauf Programmierung L I V E Aufgabe: Fliegendes Zuschneiden des vom Vorschub angetriebenen Materials auf gleich lange Stücke. Vorgehen: Konfigurieren Sie die Leitwertverschaltung und erstellen Sie ein Verfahrprogramm. D E M O Applikation: Fliegende Schere, schneiden auf Länge Grundstellung Achse 2 (Schere) Folgende Funktionen sollen realisiert werden: Power Material/Shear Reset Material/Shear Home Shear Start/Stop Material Start Shear Simulate Cutting done Cutting - MC_Power - MC_Reset - MC_Home -MC_MoveJog - MC_GearInPos Achse 1 (Material) Technische Daten: v1 = 100 mm/s Leitwertweg: 200 mm Trennlänge: 1000 mm Synchronposition Vorschub, Schere: 100 mm Seite 76 Februar 2018

65 Absoluter Gleichlauf Programmierung Übung 4 Aufgabe: Fliegendes Zuschneiden des vom Vorschub angetriebenen Materials auf gleich lange Stücke. Vorgehen: Konfigurieren Sie die Leitwertverschaltung und erstellen Sie ein Verfahrprogramm. Applikation: Fliegende Schere, schneiden auf Länge Grundstellung Achse 2 (Schere) Folgende Funktionen sollen realisiert werden: Power Material/Shear Reset Material/Shear Home Shear Start/Stop Material Start Shear Simulate Cutting done Cutting - MC_Power - MC_Reset - MC_Home -MC_MoveJog - MC_GearInPos Achse 1 (Material) Technische Daten: v1 = 100 mm/s Leitwertweg: 200 mm Trennlänge: 1000 mm Synchronposition Vorschub, Schere: 100 mm Seite 77 Februar 2018

66 SIMATIC S7-1500T Fliegende Säge Anwendungsbeispiele FlyingSawBasic und FlyingSawAdvanced Standardapplikation realisiert auf Basis der SIMATIC S7-1500T eine Fliegende Säge bzw. Fliegende Schere, z.b. für Folie, Metall, Papier, Pappe. Funktionen: Automatikbetrieb, Sofortschritt, Schneiden auf Länge oder auf Druckmarke, virtueller oder realer Leitwert. Funktion "FlyingSawBasic" "FlyingSawAdvanced" Schneiden auf Länge Ja Ja Schneiden auf Messtastersignal (Marke auf der Materialbahn) Fliegende Umschaltung zwischen den Leitwertquellen reale Achse und externer Geber Ja Abstand Messtaster max. eine Produktlänge Ja Ja Abstand Messtaster beliebig (Messtastersignale werden gepuffert) Nein Sofortschnitt Ja Ja Symmetrisches Aufsynchronisieren Ja Ja Rückfahrdynamik Parametrierbar Parametrierbar / Automatisch Schnitt- und Schnittlängenzähler Ja Applikativ möglich Automatische Druckmarkensuche Applikativ möglich Mit automatischer Scharfbereichsermittlung Fahren auf Übergabeposition Nein Ja Lücke ziehen Nein Ja Dynamische Verschiebung der Startposition Applikativ möglilch Ja HMI - IBN / Test-Interface Ja Ja Beitrags-ID: Seite 78 Februar 2018

67 Agenda Überblick Motion Control SIMATIC S T-CPU mit SINAMICS V90 PN Technologieobjekte für Motion Control Drehzahl- / Positionier- / Gleichlauf-Achsen Nocken / Nockenspuren / Messtaster Gleichlauf-Achsen / koordinierte Achsen Kurvenscheiben Kinematiken 4 5 Technische Details Support / Infos Seite 79 Februar 2018

68 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Was ist eine Kurvenscheibe? Beispiel Quersiegler v nächster Arbeitstakt v01 v sync x x0 x1 x2 v Folie Synchronlauf: v sync =v Folie Rückzugsbewegung Seite 80 Februar 2018

69 Advanced Controller SIMATIC S T-CPU Das Highlight im TIA Portal der Kurvenscheibeneditor 1) durch Polynomsegmente, Interpolationspunkte/-kurven 2) geschwindigkeits- und beschleunigungsstetig (ruckfrei) entsprechend den Bewegungsgesetzen für Kurvengetriebe VDI 2143 Feature / Funktion Grafische / tabellarische Bearbeitung der Kurvenscheibe 1) Identische Kurvenscheiben-Interpolation im Runtime und im Engineering Nutzen Flexible / effiziente Eingabemöglichkeiten Sofortige Analyse des Kurvenscheibenverhaltens beim Engineering Optimierung der Kurvenscheibensegmente gemäß def. Höhere Motion Qualität Randbedingungen 2) Berechnung und Modifizierung von Kurvenscheiben zur Laufzeit Höhere Maschinen Flexibilität Seite 81 Februar 2018

70 Übergangssegment (vom System interpoliert) Arbeitssegment Grafische oder tabellarische Eingabe Zuordnung realer Achsen Seite 82 Februar 2018

71 Arbeitssegmente: 1000 Stützpunkte und 50 Segmente System-Interpolation mit kubischen oder Bezier-Splines Seite 83 Februar 2018

72 Interpolation nach VDI 2143 Seite 84 Februar 2018

73 Darstellung von Geschwindigkeit, Beschleunigung und Ruck Auswahl und Einstellung der Kurvenansichten Seite 85 Februar 2018

74 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekte Bearbeiten von Kurvenscheiben über die Applikation zur Laufzeit Vor Verwendung der Kurvenscheibe Interpolieren mit Befehl MC_InterpolateCam Skalierung und Verschiebung der Kurvenscheibe über Parameter am Befehl MC_CamIn Veränderung der Kurvenscheibe durch Editieren des TO-DB Kurvenscheibendaten liegen im TO-DB Erzeugen von Kurvenscheiben zur Laufzeit durch Funktionen der Bibliothek LCamHdl Seite 86 Februar 2018

75 TO Kurvenscheibe & Kurvengleichlauf Konfiguration und Programmierung L I V E Aufgabe: Realisieren einer Presse mit Materialvorschub zur Materialzuführung. D E M O Applikation: Pressenapplikation mit Zangenvorschub Vorgehen: Legen Sie das TO Kurvenscheibe an und konfigurieren Sie dieses, erstellen Sie ein Verfahrprogramm. Folgende Funktionen sollen realisiert werden: Power Feeder/Press Reset Feeder/Press Home Feeder/Press Basic Position Press Start Press Basic Position Feeder Start Feeder - MC_Power - MC_Reset - MC_Home - MC_MoveAbsolute - MC_MoveVelocity - MC_MoveAbsolute - MC_CamIn Technische Daten: v1 = 360 /s Vorschub: 40 mm Seite 87 Februar 2018

76 TO Kurvenscheibe & Kurvengleichlauf Konfiguration und Programmierung Übung 5 Aufgabe: Realisieren einer Presse mit Materialvorschub zur Materialzuführung. Applikation: Pressenapplikation mit Zangenvorschub Vorgehen: Legen Sie das TO Kurvenscheibe an und konfigurieren Sie dieses, erstellen Sie ein Verfahrprogramm. Folgende Funktionen sollen realisiert werden: Power Feeder/Press Reset Feeder/Press Home Feeder/Press Basic Position Press Start Press Basic Position Feeder Start Feeder - MC_Power - MC_Reset - MC_Home - MC_MoveAbsolute - MC_MoveVelocity - MC_MoveAbsolute - MC_CamIn Technische Daten: v1 = 360 /s Vorschub: 40 mm Seite 88 Februar 2018

77 Pressenapplikation mit Zangenvorschub Übung 5 Funktionsdiagramm (Kurvenscheibe) CPU 1515T Achse 1 0 V90 PN V90 PN Presse Presse Vorschub mm mm mm Vorschub Achse 2 Seite 89 Februar 2018

78 TO Nocke Konfiguration und Programmierung Übung 5b - Zusatz Aufgabe: Erweiterung der Applikation Zangenvorschub um die Ansteuerung der Zange Vorgehen: Legen Sie das TO Nocken an und konfigurieren Sie dieses, erweitern Sie das Verfahrprogramm. Applikation: Pressenapplikation mit Nocken für den Vorschub Zangenwinkel Folgende Funktionen sollen realisiert werden: Power Feeder/Press Reset Feeder/Press Home Feeder/Press Basic Position Press Start Press Basic Position Feeder Start Feeder Activate Output cam - MC_Power - MC_Reset - MC_Home - MC_MoveAbsolute - MC_MoveVelocity - MC_MoveAbsolute - MC_CamIn - MC_OutputCam Technische Daten: v1 = 360 /s Vorschub: 40 mm Öffnen: 225 Schließen: 270 Seite 90 Februar 2018

79 Agenda Überblick Motion Control SIMATIC S T-CPU mit SINAMICS V90 PN Technologieobjekte für Motion Control Drehzahl- / Positionier- / Gleichlauf-Achsen Nocken / Nockenspuren / Messtaster Gleichlauf-Achsen / koordinierte Achsen Kurvenscheiben Kinematiken 4 5 Technische Details Support / Infos Seite 91 Februar 2018

80 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekt Kinematik Was sind Kinematiken? Kinematiken Kinematiken sind frei programmierbare mechanische Systeme, bei denen mehrere mechanisch gekoppelte Achsen die Bewegung eines Arbeitspunkts bewirken. Anwendungsfälle Palettieren, Entnahme- und Bestückung Montageaufgaben Pick & Place im Allgemeinen Seite 92 Februar 2018

81 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekt Kinematik Das Highlight: Kinematik-Funktionen im TIA Portal Feature / Funktion Vordefinierte Kinematiken Nutzen Typischen Kinematiken (Kartesisches Portal, Rollenpicker, Delta-Picker, SCARA, Knickarm, Tripod, Zylindrischer Roboter) effizient programmieren und automatisieren Anwenderdefinierte Transformation Einfache Integration eigener Kinematiken Funktionsbausteine nach PLCopen Bis zu 4 interpolierende Achsen Zonenüberwachung Konfiguration mit grafischer Unterstützung Kinematik-Trace Programmierung der Kinematik-Funktionen im gewohnten PLC Umfeld X, Y, Z Bewegung und Orientierung des Werkzeugs einfach programmieren Vermeidung der Kollision zwischen Kinematik und mechanischen Einbauten in der Maschine Intuitive Parametrierung der Kinematik, Koordinatensysteme, Werkzeuge und Zonen Diagnose der Bewegung durch 3D Visualisierung mit Leuchtspuraufzeichnung Seite 93 Februar 2018

82 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekt Kinematik Vordefinierte Kinematiken - Einfach konfigurieren! Das TO Kinematik kann als neues Technologieobjekt angelegt werden. Für einen Rollen-Picker 3D mit Orientierungsachse sind ein TO Kinematik und vier Positionierachsen erforderlich. In der Konfiguration wird der entsprechende Kinematiktyp ausgewählt. Die Positionierachsen werden der Kinematik zugeordnet. Die Geometrie der Kinematik wird parametriert. 5 Seite 94 Februar 2018

83 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekt Kinematik Inbetriebnahme mit der Steuertafel Tippen Auf Zielposition tippen Referenzpunkt setzen Referenzieren Komfortabel: Tippen und Referenzieren der Kinematik auf einer Steuertafel Tippen der Kinematik unter Berücksichtigung von Koordinatensystem und Werkzeug 3D Visualisierung der Bewegung im Kinematik Trace Seite 95 Februar 2018

84 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekt Kinematik Gewohntes Umfeld: Programmierung mit Funktionsbausteinen nach PLCopen Befehlsumfang des TO Kinematik 7 MC_SetTool 6 MC_MoveLinearRelative 5 MC_SetKinematicsZoneActive 4 MC_SetWorkspaceZoneActive 3 MC_MoveLinearAbsolute 2 MC_MoveLinearAbsolute 1 Die Kommandos werden in eine Auftragskette eingetragen und abgearbeitet. Die Dynamikplanung erfolgt über die gesamte Auftragskette. Die Auftragskette kann bis zu zehn Befehle beinhalten. Die Anzahl von Befehlen in der Auftragskette wir am TO Kinematik (TO-DB) angezeigt. Mit MC_GroupInterrupt, MC_GroupContinue, MC_GroupStop wird die Abarbeitung der Auftragskette unterbrochen, fortgesetzt oder abgebrochen. Seite 96 Februar 2018

85 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekt Kinematik Umfangreiche Diagnosefunktionen Hilfreich beim Engineering im TIA Portal integrierte Online Diagnose des TO Kinematics Status- und Fehlerbits Bewegungsstatus Zonen- und Werkzeugstatus Seite 97 Februar 2018

86 SIMATIC S T-CPU Technologieobjekt Kinematik Der Kinematik-Trace: 3D Visualisierung und Bewegungsaufzeichnung 3D Visualisierung der konfigurierten Kinematik Aufzeichnung der Bewegung und Darstellung als Leuchtspur Abspielen, Import und Export von Aufzeichnungen Seite 98 Februar 2018

87 Motion Control mit SIMATIC S T-CPU SINAMICS V90 PN TIA Portal-Integration Engineering-Highlights 3D Demo Kinematik Seite 99 Februar 2018

88 SIMATIC S T-CPU Technische Details siemens.de/t-cpu Seite 102 Februar 2018

89 Agenda Überblick Motion Control SIMATIC S T-CPU mit SINAMICS V90 PN Technologieobjekte für Motion Control Technische Details Motion Control und Safety Ablaufsystem Achsanzahl und Performance 5 Support / Infos Seite 103 Februar 2018

90 SIMATIC S T-CPU Safety Motion Control und Safety Prinzip in der S7-1500F / S TF-CPU n MC- Programm Technologieobjekt Achse MC OBs Standard Telegramm Safety Programm Safety OB Safety Telegramm Was passiert, wenn das Safety Programm eine Safety-Funktion im Antrieb aktiviert? TO reagiert immer genau richtig! t Motion Control und Safety gleichzeitig betreibbar in einer CPU mit einem Antrieb! Seite 104 Februar 2018

91 SIMATIC S T-CPU Safety Auslösen einer Safety Funktion und Reaktion im Achs-TOs Safety Funktion des Antriebs im Zusammenspiel mit einem Technologieobjekt STO: Safe Torque Off Der Motor muss momentenlos geschaltet werden. Ein stillstehender Motor darf nicht ungewollt beschleunigen. Aktivieren von STO über das Safety Programm. Nachdem der Antrieb STO ausgelöst hat, nimmt auch das TO die Impulsfreigabe weg. SS1: Safe Stop 1 Antrieb muss schnellstmöglich bremsen. Der stillstehende Motor darf nicht ungewollt beschleunigen. (STO) Lageregelung und Antrieb muss ausgeschaltet werden. Aktivieren von SS1 über das Safety Programm. Antrieb bremst ab, er folgt nicht mehr dem TO. TO nimmt jedoch die Impulsfreigabe erst weg, wenn der Antrieb STO ausgelöst hat. Seite 105 Februar 2018

92 SIMATIC S T-CPU Safety Auslösen einer Safety Funktion und Reaktion im Achs-TOs Safety Funktion des Antriebs SS2: Safe Stop 2 Antrieb muss schnellstmöglich bremsen. Der stillstehende Motor darf seine Stillstandsposition nicht verlassen. (SOS) Lageregelung und Antrieb muss aktiv bleiben im Zusammenspiel mit einem Technologieobjekt Aktivieren von SS2 über das Safety Programm. Antrieb bremst ab, er folgt nicht mehr dem TO. TO wertet das Verhalten nicht als Störung Impulsfreigabe bleibt erhalten Achse geht in Nachführbetrieb und kehrt nach Abwahl von SS2 in normalen Betrieb zurück Es entstehen keine Folgefehler (z. B. Schleppfehler). Applikative Auswertung über Safety Info Channel SLS: Safely-Limited Speed Es wird überwacht, dass der Antrieb eine Drehzahlgrenze nicht überschreitet. Wenn Antrieb schneller als Drehzahlgrenze fährt, löst Fehlerreaktion aus. Aktivieren von SLS über das Safety Programm. Der Antrieb muss über das TO auf entsprechende Drehzahl gefahren werden. Applikative Auswertung der Drehzahl über Safety Info Channel Bei SINAMICS Antrieben steht der Safety Info Channel (SIC) zur Auswertung in der Applikation über PROFIdrive-Telegramm 700 zur Verfügung Seite 106 Februar 2018

93 Agenda Überblick Motion Control SIMATIC S T-CPU mit SINAMICS V90 PN Technologieobjekte für Motion Control Technische Daten Motion Control und Safety Ablaufsystem Achsanzahl und Performance 5 Support / Infos Seite 107 Februar 2018

94 Ablaufsystem Zyklisches Programm und Motion Control-Applikationszyklus Zykl. Programm (OB 1) t Wie läuft Motion Control in S / S T-CPU ab? Motion Control-Bewegungsbefehle Programmierung im Anwenderprogramm (MC_Power, MC_MoveAbsolute, ) Motion Control-Systemfunktionalität Interrupt System-Motion-OBs (taktsynchron) (Bewegungsführung, Lagerregelung, Antriebssteuerung) OB Servo OB IPO OB Servo OB IPO OB Servo OB IPO OB1 MC_ Prog OB1 MC_ Prog t t Motion Control-Applikationszyklus Seite 108 Februar 2018

95 Ablaufsystem Motion Control-Applikationszyklus und Motion Control System-OBs Was machen die zwei MC-OBs? MC-Servo [OB91] Berechnung des Lagereglers Kommunikation zum Antrieb Überwachungen MC-Interpolator [OB92] Auswertung der MC-Anweisungen Bewegungsführung mit Sollwertgenerierung (Verfahrprofil) Aufrufart 1 2 Interrupts mit einstellbarem t Motion Control-Applikationszyklus Entweder als Weckalarm OBs Zum Bus taktsynchrone OBs (Antriebe über PROFIdrive) t Motion Control- = Lageregeltakt = Interpolatortakt Applikationszyklus [MC-Servo] [MC-IPO] Seite 109 Februar 2018

96 Ablaufsystem MC-PreServo [OB67] und MC-PostServo [OB95] Zwei neue Ablaufebenen für Anwenderprogramme MC-PreServo (Istwertaufbereitung) MC-PostServo (Sollwertaufbereitung) Prozessabbild wird vor MC-PreServo gelesen und nach MC-PostServo geschrieben MC-Servo MC-Pre-/ MC-PostServo Priorität Fester Zyklus Anwendungsbereich: Einbindung kundenspezifischer Antriebe und Geber (z. B. für Analoggeber) Kundenspezifische Aufbereitung der TO-Interface-Signale (z. B. Ventilkennlinie für Hydraulikachse) Sollwertführung aus dem Anwenderprogramm MC-Interpolator Taktsynchroner OB Prozess Alarm Timer interrupt Fehler OB OB1 Zeit Seite 110 Februar 2018

97 Ablaufsystem MC-PreServo [OB67] und MC-PostServo [OB95] Applikationszyklus t MC-PreServo [OB67] MC-Servo [OB91] MC-PostServo [OB95] MC-Interpolator [O92] OB1 1 Erster OB1-Zyklus S1 I1 1 S2 I2 1 S3 I3 1 2 S4 I4 2 t t t t t 2 Zweiter OB1-Zyklus Programmzugriff vor und nach MC-Servo Seite 111 Februar 2018

98 Anwendungsbeispiele MC-PostServo [OB95] Feldbus Modifikation des Sollwertes oder eines Telegramms S7-1200/1500(T) DB Antrieb Anwendungsbeispiel: Kompensation einer nichtlinearen Hydraulikachse MC-Servo n MC-PostServo n Modifikation eines Telegramms, z. B. zur Anbindung eines Fremdantriebes oder Bremsenansteuerung n Drehzahlsollwert Telegramm Seite 112 Februar 2018

99 Anwendungsbeispiele MC-PreServo [OB67] Feldbus Modifikation von Geberdaten oder Telegrammen S7-1200/1500(T) DB Antrieb Anwendungsbeispiele: Anbindung eines analogen Gebers MC-Servo MC-PreServo enc. Modifikation eines Telegramms, z. B. zur Anbindung eines Fremdantriebes enc. enc. Geberdaten Telegramm Seite 113 Februar 2018

100 Agenda Überblick Motion Control SIMATIC S T-CPU mit SINAMICS V90 PN Technologieobjekte für Motion Control Technische Details Motion Control und Safety Ablaufsystem Achsanzahl und Performance 5 Support / Infos Seite 114 Februar 2018

101 Achsanzahl und Performance Motion Control mit SIMATIC S / S T-CPU Identische Standard Motion Control-Funktionalität in jeder CPU Skalierbarkeit im Mengengerüst und Performance 1511T/TF 1515T/TF 1516T/TF 1517T/TF NEW Max. 10 Achsen 1) 30 Achsen 1) 80 Achsen 1) 60 Achsen 1) 128 Achsen 1) 1510SP 1512SP Seite Februar SP PC ET 200SP Open Controller 1507S* S Software Controller 1) Positionierachsen 2) Ablauffähig auf IPC4x7D, IPC6x7D und IPC8x7D

102 Achsanzahl und Performance Anzahl Technologieobjekte / Motion Control Ressourcen Verfügbare Motion Control Ressourcen 1511T / TF 1515T / TF 1516T / TF 1517T / TF Technologieobjekt Bedarf Motion Ressourcen Drehzahlachse 40 Positionierachse 80 Gleichlaufachse 160 Externer Geber 80 Messtaster 40 Nocken 20 Nockenspur 160 Motion Control Ressourcen entsprechen dem Speicher der flexibel mit Technologieobjekten belegt wird Jede CPU hat eine bestimmte Anzahl an verfügbaren Motion Control Ressourcen (z. B. S7-1515T hat 2400) Gleiche Mengengerüste für S und S T-CPU Auswahlhilfen: SIZER und TIA Selection Tool Mit steigender Anzahl eingesetzter Technologieobjekte benötigt die CPU mehr Rechenzeit zur Bearbeitung der Technologieobjekte Motion Control-Zyklus wird länger. Seite 117 Februar 2018

103 Achsanzahl und Performance Anzahl Technologieobjekte / Extended Motion Control Ressourcen Verfügbare Extended Motion Control Ressourcen 1511T / TF 1515T / TF 1516T / TF 1517T / TF Technologieobjekt Bedarf Motion Ressourcen Kurvenscheibe 2 Kinematik 30 Extended Motion Control Ressourcen nur für S T-CPU Extended Motion Control Ressourcen entsprechen dem Speicher der flexibel mit Technologieobjekten belegt wird Jede T-CPU hat beine bestimmte Anzahl an verfügbaren Extended Motion Control Ressourcen (z. B. S7-1515T hat 120) Auswahlhilfen: SIZER und TIA Selection Tool Mit steigender Anzahl eingesetzter Technologieobjekte benötigt die CPU mehr Rechenzeit zur Bearbeitung der Technologieobjekte Motion Control-Zyklus wird länger. Seite 118 Februar 2018

104 SIMATIC S T-CPU Support / Info siemens.de/t-cpu Seite 121 Februar 2018

105 Agenda 1 2 Überblick Motion Control SIMATIC S T-CPU mit SINAMICS V90 PN Technologieobjekte für Motion Control Technische Details Support / Infos Migration SIMATIC S7-300 auf S Doku-Konzept Auswahlhilfen Gut zu wissen Seite 122 Februar 2018

106 Migration SIMATIC S7-300T S T-CPU Migrationsleitfaden Effiziente Migration Umstieg von der bisherigen Technologie-CPU 31xT auf eine S T-CPU Vergleich der Technologien bzw. Technologieobjekte Vergleich der Technologiefunktionen / PLCopen-Bausteine Exemplarische Migrationen eines STEP 7 V5.5 Anwenderprojekts mit Hilfe des TIA Portals Diverse Programmier-Tipps Seite 123 Februar 2018

107 Agenda 1 2 Überblick Motion Control SIMATIC S T-CPU mit SINAMICS V90 PN Technologieobjekte für Motion Control Technische Details Support / Infos Migration SIMATIC S7-300 auf S Doku-Konzept Auswahlhilfen Gut zu wissen Seite 124 Februar 2018

108 Doku-Konzept Umfangreiche Dokumentation Umfangreiche Dokumentation, untergliedert in verschiedene Bereiche Funktionshandbücher mit übergreifenden Informationen zu Webserver, Kommunikation, Geräteinformationen mit kompakter Beschreibung, Anschlussbildern, Kennlinien, technischen Daten, Basisinformationen in Online-Hilfe, Systemhandbuch und Getting Started zu Projektierung, Verdrahtung, Inbetriebnahme, Zusammenfassung in der Manual Collection: Link Seite 125 Februar 2018

109 Doku-Konzept Umfangreiche Dokumentation Anwenderdokumentation Betriebsanleitung: SINAMICS V90, SIMOTICS S-1FL6 Getting Started: Erste Schritte V90 PN an S Motion Control Bedienhandbuch: SINAMICS V-ASSISTANT Onlinehilfe Installationshandbuch: SIMOTICS 1FL6 Servo Motors Seite 126 Februar 2018

110 Gut zu wissen Programmierempfehlungen und Migrationsleitfaden Effizient programmieren Programmier-Styleguide Programmierempfehlungen für S und S verfügbar als SUP FA Workshop und als Leitfaden im Customer Support Zentrale Einstiegsseite im Customer Support Portal mit allen Informationen zum Thema Migration: Leitfaden FAQs Videos Seite 132 Februar 2018

111 Weitere Informationen und Schulungen SITRAIN Training for Industry Persönlicher Lernweg SIMATIC Programmieren 1 im TIA Portal TIA-PRO1 5 Tage SIMATIC - Motion Control 1 im TIA Portal TIA-MC1 3 Tage Informationen und Termine zu Schulungen von Siemens unter: SIMATIC - Motion Control 2 im TIA Portal TIA-MC2 2 Tage Kompetenzentwicklung: vom Anfänger bis zum Experten Wir schaffen das Know-how, das Sie brauchen! Seite 133

112 Seite 134 Februar 2018

113 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Seite 135 Februar 2018

114 Kontakt (S7-1500T/F) Stefan Kordfunke Fachberatung Köln RC-DE DF FA 3 FB Köln Franz-Geuer-Strasse 10 Tel.: stefan.kordfunke@siemens.com Peter Klos Promotion Regelsysteme RC-DE DF FA 3 PROM Köln Franz-Geuer-Strasse 10 Tel.: hanspeter.klos@siemens.com

115 Agenda 1 2 Überblick Motion Control SIMATIC S T-CPU mit SINAMICS V90 PN Technologieobjekte für Motion Control Technische Details Support / Infos Migration SIMATIC S7-300 auf S Doku-Konzept Auswahlhilfen Gut zu wissen Seite 137 Februar 2018

116 Gut zu wissen Übersichtsseiten zum Thema SIMATIC Motion Control Effizient programmieren Zentrale Einstiegsseiten mit allen Informationen zum Thema Motion Control Allgemein: Siemens Online Support: Leitfaden FAQs Videos Seite 138 Februar 2018

117 Gut zu wissen Mengengerüst Motion Ressourcen Motion Ressourcen entsprechen dem Speicher der flexibel mit Technologieobjekten belegt wird Jede CPU hat bestimmte Anzahl an Motion Ressourcen Gleiche Mengengerüste für S und S7-1500T Verfügbare Motion Ressourcen 1511T / TF 1515T / TF 1516T / TF 1517T / TF Verfügbare Extended Motion Control Ressourcen 1511T / TF 1515T / TF 1516T / TF 1517T / TF Technologieobjekt Bedarf Motion Ressourcen Drehzahlachse 40 Positionierachse 80 Gleichlaufachse 160 Externer Geber 80 Messtaster 40 Nocken 20 Nockenspur 160 Technologieobjekt Bedarf Motion Ressourcen Kurvenscheibe 2 Kinematik 30 Seite 139 Februar 2018

118 Gut zu wissen Motion Ressourcen Verfügbare Motion Ressourcen Verbrauchte Motion Ressourcen Motion Ressourcen der TOs Seite 140 Februar 2018

119 Gut zu wissen Taktsynchronität Was ist zu tun im TIA Portal? 1. Schritt: PN-Schnittstelle Antrieb_1 S S7-1500T 1. Zyklischer Datenaustausch Siemens Telegramm 105 Automatisch Taktsynchroner Betrieb Organisationbaustein MC-Servo wählen (geht nur wenn TO bereits angelegt ist) 2. Markiere PN-Schnittstelle von Antrieb_ Seite 141 Februar

120 Gut zu wissen Taktsynchronität Was ist zu tun im TIA Portal? 2. Schritt: PN/IE_1 markieren S S7-1500T 1. Sync-Domain Sync-Master ist PLC_1 IO-Devices sind Sync-Slave RT-Klasse auf IRT stellen 2. Markiere PN/IE_ WICHTIG!!! --- Topologie muss projektiert sein (in Topologiesicht) Seite 142 Februar 2018

121 Gut zu wissen Taktsynchronität Was ist zu tun im TIA Portal? S S7-1500T 3. Schritt: MC-Servo [OB91] Einstellung Zykluszeit Synchron zum Bus Faktor passend zur Applikation wählen, typisch bei zwei Pos-Achsen Faktor 2 ausreichend Rechtsklick: Eigenschaften 4. Seite 143 Februar 2018