自動化系統(tǒng)主要通過以下特性來識別:
但是,機械工程需求差異非常大,取決于具體的機器型號。
每個硬件平臺在特定應(yīng)用中使用時都有其優(yōu)點。
不同的平臺之間還可以非常輕松地進行組合,這是模塊化機器和設(shè)備的突出優(yōu)點。因為單個的硬件平臺總是具有相同的系統(tǒng)特性,即不論使用什么平臺,功能和工程總是一樣。
PROFIBUS 或 PROFINET 可以用來創(chuàng)建驅(qū)動和 I/O 之間的遠(yuǎn)程連接。
PROFINET/PROFIBUS 還可以用于 HMI 設(shè)備(如 SIMATIC HMI 或 SIMATIC S7 之類的上位控制器)之間的通信。這就意味著,SIMATIC HMI 面板以及安裝有 WinCC 的 PC 可以用作操作員系統(tǒng)。甚至第 3 方應(yīng)用也可以通過 OPC 接口與 SIMOTION 進行通信。
在 SIMOTION D 中,SIMOTION 的功能直接集成于 SINAMICS S120 驅(qū)動系統(tǒng)的閉環(huán)控制模塊中。因此,整個系統(tǒng)(包括開環(huán)控制和驅(qū)動)都極其緊湊且響應(yīng)快速。
SIMOTION D 提供兩種型號:
這種性能細(xì)分確保大程度的可擴展性和靈活性。應(yīng)用領(lǐng)域從單軸機器到高性能的多軸機器。為了實現(xiàn)可視化和操作,SIMATIC HMI 設(shè)備可通過 PROFIBUS、以太網(wǎng)或 PROFINET 進行連接,具體取決于SIMOTION D 的型號。通過 PROFINET 或 PROFIBUS 來連接分布式 I/O。
SIMOTION C 是采用 SIMATIC S7-300 設(shè)計的運動控制器。
其提供兩種型號,接口不同,但運動控制功能或性能都相同。除了已經(jīng)集成的 I/O 外,兩種控制器還可通過 SIMATIC S7-300 系列的 I/O 模塊加以擴展。
SIMOTION C240 是采用模擬量設(shè)定值接口和步進驅(qū)動器的應(yīng)用的理想解決方案。它具有四個內(nèi)置驅(qū)動器和編碼器接口,非常適合機器改裝項目。
SIMOTION C240 PN 可用于基于 PROFINET 的機器自動化項目。這種控制器具有三個 PROFINET 端口,除支持 TCP/IP 和 RT 通信外,還支持具有 IRT 功能的 PROFINET。它能夠操作采用 PROFIdrive 行規(guī)的 PROFINET 驅(qū)動器以及 PROFINET I/O(如高速 SIMATIC ET 200SP)。
兩種型號都另外配備兩個 PROFIBUS 接口,通過這兩個接口可以連接支持 PROFIdrive 行規(guī)和標(biāo)準(zhǔn) I/O 的驅(qū)動。除此以外,兩個控制器還具有工業(yè)以太網(wǎng)接口,從而提供更多的通信選項。
SIMOTION P 是基于 PC 的運動控制系統(tǒng),具有兩種型號:
由于 PC 中不含旋轉(zhuǎn)部件,SIMOTION P320-4 系統(tǒng)適用于惡劣環(huán)境中的應(yīng)用。兩個 PC 都配有針對 SIMOTION 的常見實時擴展系統(tǒng)。這就意味著,除了 SIMOTION 機器應(yīng)用程序以外,還可能隨時運行其他 PC 應(yīng)用程序,例如 SIMOTION 工程系統(tǒng)、操作員應(yīng)用程序、過程數(shù)據(jù)例程或標(biāo)準(zhǔn)的 PC 應(yīng)用程序。
借助其的處理器性能,SIMOTION P350-4 特別適合對性能要求較高的應(yīng)用(如具有高動態(tài)配置和壓力控制回路的液壓應(yīng)用)。
SIMOTION P320-4 特別適合惡劣的操作環(huán)境。由于其尺寸小,因此對于許多可用空間有限并且需要設(shè)計非常堅固的應(yīng)用均是佳選擇。
SIMOTION P320-4 可通過各種不同的 SIMOTION 工業(yè)平板顯示器來操作 (IFP)。提供了不同的屏幕大小,既可以使用鍵盤和鼠標(biāo),也可以使用觸摸屏進行操作。
這兩個型號都標(biāo)配有一個現(xiàn)場總線接口,其形式為集成式 PROFINET 接口(3 個端口)。IsoPROFIBUS board 板可安裝在擴展插槽內(nèi)以實現(xiàn) PROFIBUS 應(yīng)用。IsoPROFIBUS 板具有兩個附加 PROFIBUS 接口。
SIMOTION D 適用于單軸和高性能多軸組合系統(tǒng)的模塊化機器概念的實施:
隨著伺服變頻器和矢量變頻器使用的增加,需要 PLC、運動控制和技術(shù)功能的高度集成。
通過 SIMOTION D4x5-2,某些控制模塊還可用作 SIPLUS 型號,適合在極為惡劣的環(huán)境條件下使用(例如,在有毒環(huán)境中)。
使用SIMOTION D的自動化解決方案的典型設(shè)計
以下組件構(gòu)成 SIMOTION D410-2 單軸系統(tǒng):
SIMOTION D410-2 和 SINAMICS S120 PM340 功率模塊之間可通過集成 PM-IF 接口或通過 DRIVE-CLiQ 接口(若使用的是 CUA31/CUA32 控制單元適配器)進行連接。
為了創(chuàng)建帶 SIMOTION D410-2 的多軸系統(tǒng),通過 PROFIBUS 或 PROFINET 將附加的 SINAMICS S110/S120 控制單元連接至 SIMOTION D410-2。
SIMOTION D410-2 通過使用 SIMOTION 技術(shù)功能來集中進行運動控制。
以下組件可用于構(gòu)建 SIMOTION D4x5-2 多軸系統(tǒng):
SIMOTION D 控制單元與 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜模塊之間通過 DRIVE-CLiQ 進行連接。
注意:
通過使用 CUA31/CUA32 控制單元適配器,SINAMICS S120 PM340 塊型功率模塊可運行在 SIMOTION D4x5-2上。
SIMOTION D可擴展出下列I/O:
通過 SIMATIC S7-1200 的故障安全模塊,可集成到整體自動化系統(tǒng)中以滿足安全方面的應(yīng)用要求。模塊中中集成有故障安全運行所需的安全功能。通過 PROFIsafe 機制與故障安全 SIMATIC S7 CPU 通信。
這些模塊只能在集中式系統(tǒng)中運行。
通過 SIMATIC S7-1200 的故障安全模塊,可集成到整體自動化系統(tǒng)中以滿足安全方面的應(yīng)用要求。模塊中中集成有故障安全運行所需的安全功能。通過 PROFIsafe 機制與故障安全 SIMATIC S7 CPU 通信。
這些模塊只能在集中式系統(tǒng)中運行。
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IM 360/IM 361 和 IM 365 允許多層配置 S7-300 自動化系統(tǒng)(CPU 313C,314 以上),由中央控制器和多 3 個擴展單元機架組成。
各個機架通過接口模塊互相連接。
通用特性
所有接口都具有以下特點:
IM 365
對于一個ER來說,IM 365是經(jīng)濟的擴展辦法。 它有以下特點:
IM 360/IM 361
對于較大型擴展項目,IM 360 和 IM 361 都是理想解決方案。 它們有以下特點:
SIPLUS extreme 產(chǎn)品基于 SIMATIC 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。此處的內(nèi)容摘自相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。增加了與 SIPLUS extreme 相關(guān)的信息。
S7-200的工作過程和CPU的工作模式
1) S7-200在掃描循環(huán)中完成一系列任務(wù)。任務(wù)循環(huán)執(zhí)行一次稱為一個掃描周期。S7-200的工作過程如圖4所示。在一個掃描周期中,S7-200主要執(zhí)行下列五個部分的操作:
(Ⅰ)讀輸入:S7-200從輸入單元讀取輸入狀態(tài),并存入輸入映像寄存器中。
(Ⅱ)執(zhí)行程序:CPU根據(jù)這些輸入信號控制相應(yīng)邏輯,當(dāng)程序執(zhí)行時刷新相關(guān)數(shù)據(jù)。程序執(zhí)行后,S7-200將程序邏輯結(jié)果寫到輸出映像寄存器中。
(Ⅲ)處理通訊請求:S7-200執(zhí)行通訊處理。
(Ⅳ)執(zhí)行CPU自診斷:S7-200檢查固件、程序存儲
器和擴展模塊是否工作正常
(Ⅴ)寫輸出:在程序結(jié)束時,S7-200將數(shù)據(jù)從輸出映像寄存器中寫入把輸出鎖存器,后復(fù)制到物理輸出點,驅(qū)動外部負(fù)載。
(2)、S7-200 CPU的工作模式
S7-200有兩種操作模式:停止模式和運行模式。CPU面板上的LED狀態(tài)燈可以顯示當(dāng)前的操作模式。
在停止模式下,S7--200不執(zhí)行程序,您可以下載程序和CPU組態(tài)。在運行模式下,S7-200將運行程序。
S7-200提供一個方式開關(guān)來改變操作模式。您可以用方式開關(guān)(位于S7-200前蓋下面)手動選擇操作模式:當(dāng)方式開關(guān)撥在停止模式,停止程序執(zhí)行;當(dāng)方式開關(guān)撥在運行模式,啟動程序的執(zhí)行;也可以將方式開關(guān)撥在TERM(終端)(暫態(tài))模式,允許通過編程軟件來切換CPU的工作模式,即停止模式或運行模式。
如果方式開關(guān)打在STOP或者TERM模式,且電源狀態(tài)發(fā)生變化,則當(dāng)電源恢復(fù)時,CPU會自動進入STOP模式。如果方式開關(guān)打在RUN模式,且電源狀態(tài)發(fā)生變化,則當(dāng)電源恢復(fù)時,CPU會進入RUN模式。
CU310 DP 控制單元為功率模塊提供了通訊和開環(huán)/閉環(huán)控制功能。
設(shè)計
CU310 DP控制單元提供有以下標(biāo)準(zhǔn)接口
· 1個DRIVE-CLIQ插槽,可實現(xiàn)與其他DRIVE-CLIQ設(shè)備的通訊,例如傳感器接口模塊、端子擴展模塊等
· 1個PM340接口(PM-IF)
· 1個基本操作面板BOP20接口
· 1個符合PROFIdrive V4行規(guī)的PROFIBUS接口
· 1個編碼器接口
可以連接以下類型的編碼器
-TTL/HTL—增量式編碼器
-不帶增量信號的SSI編碼器
· 4路可參數(shù)化數(shù)字量輸入
· 4路可參數(shù)化雙向數(shù)字量輸入輸出
· 1個RS232串行接口
· 1個CF插槽
· 1個24VDC接口
· 1個安全停車功能端子輸入接口
· 1個溫度傳感器接口
CU310 控制器的狀態(tài)通過多色的LED顯示
由于固件和參數(shù)設(shè)置保存在CF卡上,因此無需調(diào)試工具就可更換控制器
集成
CU310 DP 控制單元通過PM-IF接口連接到PM340。其他DRIVE-CLIQ組件比如傳感器接口模塊或端子擴展模塊通過DRIVE-CLIQ連接。
CU310 DP控制單元通過DRIVE-CLIQ接口連接裝機裝柜型PM340。使用該組件時,必須將傳感器接口模塊和端子擴展模塊連接到裝機裝柜型PM340上未被占用的DRIVE-CLIQ口。
可使用BOP20基本操作面板更改參數(shù)設(shè)置。在操作過程中,還可將BOP20面板安裝到CU310 DP上進行診斷。
CU310 DP使用PROFIBUS和profidrive V4 配置文件與上位控制系統(tǒng)通訊。
SIMOTION D 控制單元:D410?2,D4x5?2(4 個性能級別)
SIMOTION D 是 SIMOTION 的結(jié)構(gòu)緊湊、基于 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜系列的版本。
SIMOTION D 控制單元有以下幾種型號:
這種可擴展性可確保對自動化方面不斷變化的要求快速做出響應(yīng),而無需對系統(tǒng)做出改變。
通過 SIMOTION D,PLC、運動控制功能以及 SINAMICS S120 驅(qū)動軟件能在一個共享控制硬件上運行。SIMOTION D 中集成有符合 IEC 61131?3 的 PLC,這意味著該系統(tǒng)不僅能夠控制運動序列,而且還可控制整臺機器。
根據(jù)所用的 SIMOTION D 平臺,HMI 設(shè)備可在內(nèi)置的 PROFIBUS、Ethernet 或 PROFINET 接口上運行,以進行操作員控制與監(jiān)視。遠(yuǎn)程維護、診斷和遠(yuǎn)程等功能也可通過這些接口來使用。
CPU 運行需要 SIMATIC 微存儲卡(MMC)。
CPU 315F-2 DP支持建立一個故障安全自動化系統(tǒng),以滿足不斷增長的安全需要,特別適用于生產(chǎn)工程。
包括故障安全I(xiàn)/O模塊的分布式I/O站可以通過內(nèi)置的 PROFIBUS DP 接口連接。ET 200M故障安全型I/O模塊可以滿足安全相關(guān)的應(yīng)用。
F CPU與故障安全I(xiàn)/O模塊之間的安全相關(guān)通訊通過PROFIsafe實現(xiàn)。
CPU 315F-2 DP 具有以下特點:
可參數(shù)化的特性
可以使用 STEP 7 對 S7 的組態(tài)、屬性以及 CPU 的響應(yīng)進行參數(shù)設(shè)置:
信息和顯示功能
集成通信功能
通信
通過 PROFIBUS DP 執(zhí)行中央控制器與分布式站之間的安全型通信和標(biāo)準(zhǔn)通信。 專門開發(fā)的 PROFIBUS 行規(guī)PROFIsafe 支持在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)報文幀中傳送安全功能的用戶數(shù)據(jù)。無需其它硬件組件,例如特殊安全總線。所需的軟件既可以作為一個操作系統(tǒng)的擴展功能集成在硬件組件中,也可以作為一個軟件塊裝載到 CPU 中。
系統(tǒng)功能
CPU 為診斷、參數(shù)設(shè)置、同步、報警、時間測量等提供了多種系統(tǒng)功能。
更多詳情,參見手冊。
F-CPU 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中以及故障安全信號模塊中。
信號模塊采用差異分析方法和測試信號注入技術(shù)來監(jiān)視輸入和輸出信號。
CPU通過周期性自檢、命令測試以及基于邏輯和時間的程序執(zhí)行檢測,檢查控制器運行的正確性。此外,通過“活躍標(biāo)志(sign-of-life)”請求,還可以對 I/O 進行檢測。
當(dāng)系統(tǒng)診斷出一個故障時,系統(tǒng)將進入安全狀態(tài)。
操作 S7-300F-2 DP 不需要 F 運行版授權(quán)。
CPU 315F-2 DP 的編程方法與 SIMATIC S7 系統(tǒng)的編程方法相同。通過諸如 STEP 7 編程工具可創(chuàng)建非安全型用戶程序。
選件包 SIMATIC S7 Distributed Safety (Classic) 和 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12)
STEP 7 選件包“SIMATIC S7 Distributed Safety”(Classic) 或 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12) 用于對與安全型程序段進行編程。選件包中包括所有用來創(chuàng)建 F 程序的所有功能和塊。
具有安全功能的 F 程序以 F-FBD 或 F-LAD 方式進行創(chuàng)建,或利用 F 庫中的特殊功能塊進行創(chuàng)建。使用 F FBD 或 F LAD 可簡化工廠的組態(tài)與編程,也因與特定工廠無關(guān)的統(tǒng)一表示形式而簡化了驗收測試。無須使用其它工具,程序員就可以對安全型應(yīng)用進行組態(tài)。
PLC加法指令使用說明及指令要素
該指令的助記符、指令代碼、操作數(shù)、程序步如表 1 所示。表 1 加法指令的要素
指令名稱
助記符
指令代碼位數(shù)
操作數(shù)范圍
程序步
S1(.)
S2(.)
D(.)
加法
ADD
ADD(P)
FNC20
(16/32)
K 、 H
KnX 、 KnY 、 KnM 、KnS
T 、 C 、 D 、 V 、 Z
KnY 、 KnM、 KnS
T 、 C 、D 、 V 、Z
ADD 、 ADDP…7步
DADD 、DADDP…13 步
ADD 加法指令是將指定的源元件中的二進制數(shù)相加,結(jié)果送到指定的目標(biāo)元件中去。 ADD 加法指令的說明如圖 1表示。
圖圖1 加法指令使用說明
當(dāng)執(zhí)行條件 X0 由 OFF → ON 時, [D10]+[D12] → [D14] 。運算是代數(shù)運算,如 5+ ( -8 ) =-3 。
ADD 加法指令有 3 個常用標(biāo)志。 M8020 為零標(biāo)志, M8021 為借位標(biāo)志, M8022 為進位標(biāo)志。
如果運算結(jié)果為 0 ,則零標(biāo)志 M8020 置 1 ;如果運算結(jié)果超過 32767 ( 16 位)或 2147483647 ( 32位),則進位標(biāo)志 M8022 置 1 ;如果運算結(jié)果小于 -32767 ( 16 位)或 -2147483647 ( 32 位),則借位標(biāo)志M8021 置 1 。
在 32 為運算中,被指定的字元件是低 16 位元件,而下一個元件為高 16 位元件。
源和目標(biāo)可以用相同的元件號。若源和目標(biāo)元件號相同而采用連續(xù)執(zhí)行的 ADD 、( D ) ADD 指令時,加法的結(jié)果在每個掃描周期都會改變。