SIMATIC S T-CPU TIA na dosah

Transkript

1 Engineered with TIA Portal SIMATIC S T-CPU TIA na dosah Unrestricted siemens.com/t-cpu

2 Advanced Controller SIMATIC S T-CPU Portfólio řízení motion control SIMATIC S T-CPU Vlastnost / funkce Výhody Pokročilé funkce Motion Control: Gearing (synchronizace) Camming (vačky) Sofistikované funkce Motion Control v běžném prostředí SIMATIC pro vysokou flexibilitu stroje S7-1511T S7-1515T S7-1517T New New Cam editor Integrovaný do TIA Portálu Jednoduchá definice nelineárních závislostí mezi vodící a vedenou osou Vysoká efektivita engineeringu prostřednictvím grafického a tabulkového konfigurátoru optimalizaci vaček přímo v TIA Portalu Konzistentní funkčnost & programování od S až po S T-CPU Bezproblémové rozšíření Motion Control funkcí oproti standardnímu PLC S7-1511TF S7-1515TF S7-1517TF Fail-safe PLC S pokročilými MC funkcemi Funkce Motion Control a safety v jednom PLC Page 2 August 2016

3 Advanced Controller SIMATIC S portfólio CPU se rozšířilo o T-CPU Compact CPU Standard CPU Technology CPU ODK- CPU CPU-types 1511C-1 PN 1512C-1 PN 1511F-1 PN 1513F-1 PN 1515F-2 PN 1516F-3 PN/DP 1517F-3 PN/DP 1518F-4 PN/DP 1511TF-1 PN 1515TF-2 PN 1517TF-3 PN 1518F-4 PN/DP ODK Interfaces Program/ Data memory 175 KB 1 MB 250 KB 1 MB 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 225KB 1 MB 750 KB 3 MB 3/3 MB 8 MB 4/6 MB 20 MB 1) Bit-Performance 60 ns 48 ns 60 ns 40 ns 30 ns 10 ns 2 ns 1 ns 60 ns 30 ns 2 ns 1 ns Width 85mm 110mm 35mm 35mm 70mm 70mm 175mm 175mm 35mm 70mm 175mm 175mm Positioning axis typical 2) maximum 3) ) Additional Number of Cam s: 1511T: 20; 1515T: 60; 1517T: PROFINET IO with IRT 2 PROFINET IO with RT 3 PROFINET basic services PROFIBUS Seite Motion Control Ressources 4) ) ) ) ) 20 MB additional memory for ODK application ) at 4ms Servo/IPO cycle time and 40% CPU load due to Motion Control 4) Ressources for Motion Control technology objects (examples): Speed setpoint: 40; Positioning: 80; Gearing: 160; Output cam: 20; Output cams: 160; Measuring input: 40 August ) no further TO s applicable PRELIMINARY! SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE!

4 S S S T-CPU SIMOTION Overview Motion control funkce a typické aplikace Dráhová interpolace Manipulace Cartezské portály Delta pickery Scara roboty,... koordinace (synchronní operace, vačky) Synchronizované osy Příčné řezačky Letmé nůžky,... Polohování Paletizátory,... Výtahy + vertikální dopravníky Podavače + dveřní systémy Řízení otáček Pumpy, ventilátory, míchadla Dopravníkové pásy Pomocné pohony,... Page 5 March 2017 DF FA PMA SP1.

5 SIMATIC S T-CPU Integrace pohonů siemens.com/t-cpu

6 Motion control se SIMATIC S T-CPU Integrace pohonů s použitím TO U/I Pulsní interface Analogový signál Použití pohonu Standardní měnič, servo měnič SINAMICS drives SINAMICS G / S / V90 PN Analogový signál Page 7 Pulsní interface U/I Standardní měnič, servo měnič Krokový motor, servo měnič Všechny SINAMICS pohony SINAMICS V60, V90 March 2017 DF FA PMA SP1.

7 Motion control se SIMATIC S T-CPU Integrace pohonů s použitím TO SIMATIC S TO HMI Engineering Factory network PROFIdrive Control words status words Speed setpoints speed actual value encoder actual value : : : : : : : Drive controller SINAMICS S120 CU320-2 (booksize) SINAMICS S120 CU310-2 (blocksize) SINAMICS V90 PN ET 200MP TM PTO4 (v přípravě) Řízení krokových motorků Page 8 March 2017 DF FA PMA SP1.

8 Motion control se SIMATIC S T-CPU Integrace enkoderů použitím TO Flexibilní připojení enkoderů Přímo na měnič (standardní pro servopohony) Na CPU přes PROFINET IO / PROFIBUS DP Na CPU přes technologický modul Až 4 enkodéry pro jeden TO U/I Enkodér na měniči Page 9 Enkodér přes PN nebo PB Enkodér na technologickém modulu Enkodér na technologickém modulu March 2017 DF FA PMA SP1.

9 Motion control se SIMATIC S T-CPU technologické objekty rozdíly v synchronních funkcích, S S T-CPU S S7-1500T Polohovací osa Synchronizovaná osa Pouze vazba setpointu Synchronizovaná osa Polohovací osa Synchronizovaná osa vazba setpointu Vazba aktuální hodnoty Synchronizovaná osa Externí enkodér Relativní synchronizace Absolutní synchronizace Hlavní osa Synchronizace bez určení synchronizační pozice vlečená osa Hlavní osa Synchronizace bez/s určení synchronizační pozice vlečená osa Page 10

10 SIMATIC S T-CPU SIMATIC S T-CPU se SINAMICS V90 PN (TIA Portal integrated engineering) siemens.com/t-cpu

11 Advanced Controller & SINAMICS V90 with PROFINET Snadná integrace do TIA Portal TIA Portal V14 SIMATIC S SINAMICS V90 s PN or V90 s PN: TIA Portal Integration (HSP185) Drive engineering na několik kliknutí Předkonfigurované nastavení Auto-Tuning + další. Page 13 August 2016 SIMATIC S T-CPU => Perfektní souhra systému

12 Motion control functionality Přehled S T-CPU: Motion control rozšíření ve srovnání se standardním řízením Performance (TIA Portal V14 SP1) SIMATIC S controller S S S S S S Software controller Počet Polohovacích os Ve 4ms pro 35% CPU load Maximum New New Technology FW V2.1 FW V2.1 Camming abs. Gearing 1) (absolute) rel. Gearing 2) (relative) Output cam / measuring input Positioning Open-loop speed control Standard 3) 3) 3) 3) 1) Synchronization with specification of the synchronous position 2) Synchronization without specification of the synchronous position No PROFINET IRT Page 14 March 2017 DF FA PMA SP1.

13 Motion Control se SIMATIC S T-CPU SINAMICS V90 PN typická konfigurace systému se SIMATIC S a V90 PN SIMATIC HMI KTP700 Basic PN Simatic S T-CPU PROFINET Sinamics V20 Sinamics V90 PN Sollas Horizontální balicí stroj ET200SP HF Simotics GP Sinamics 1FL6 LI Sensors Feeder Film feeder Longitudinal sealer Lower film folder Tucker Pusher Product transport 1 Product transport 2 Page 15 March 2017 DF FA PMA SP1.

14 SIMATIC S T-CPU Technologické objekty pro motion control: Rychlostní / Polohovací / Synchronní osy siemens.com/t-cpu

15 Motion control se SIMATIC S T-CPU technologické objekty omezení momentu a nájezd na pevný doraz Omezení momentu Je vyžadován telegram 10x Může se vztahovat jen k motoru nebo k zátěži Jednotky jsou přizpůsobeny podle typu motoru Nájezd na pevý doraz Podobné omezení momentu Rozpoznání pevného doraz prostřednictvím vlečné chyby "Upínání" s pevnou žádanou hodnotou Moment/sílu upnutí lze měnit Systém monitoruje, jestli se změnila pozice pevného dorazu nebo pevný doraz chybí Page 17 Příklad: Zavírání formy pro vstřikolisy March 2017 DF FA PMA SP1.

16 Motion control se SIMATIC S T-CPU technologické objekty Simulované osy Simulované osy test os bez připojeného pohonu Simulating a real axis Aktivace simulačního módu konfigurací osy a nahrátím do CPU nebo restartem TO Reálné osy lze z počátku konfigurovat bez pohonu Individuální nastavení pro každou osu Realné (existující) a simulované osy lze kombinovat Plná funkcionalita PLC (trace, alarmy, control panel, ) Výhody: Aplikaci lze otestovat již v kanceláři Aplikaci lze otestovat aniž máte k dispozici pohony Umožnuje zjištění úrovně vytížení Reálnálný operační test pro velké možství os Modulární stroje Simulating an axis without drive Pohon není nutné konfigurovat! Page 18 March 2017 DF FA PMA SP1.

17 Motion control se SIMATIC S T-CPU technologické objekty Virtuální osy Virtuální osy Virtuální osa je osa bez přiřazení k pohonu a bez aktivované simulace Použití virtuálních os, např. jako virtuální master osa (královská hřídel) pro některé slave osy ( generátor hodinového cyklu pro celý stroj) Virtuální osy disponují všemi funkcemi Pro virtuální osy jsou k dispozici také výstupní vačky a a měřicí vstupy Virtual leading axis Simulating an axis without a drive virtual axis Page 19 March 2017 DF FA PMA SP1.

18 Motion control se SIMATIC S T-CPU technologické objekty Synchronizované osy Vazba pohonů s úhlovou synchronizací Polohová osa Řídicí hodnota Synchronizace Synchronizovaná osa Vedená převod osa TO synchronizovaná osa Hlavní (řídicí, moster) hodnota je Setpoint master osy nebo Setpoint/actuální poloha master osy (jen T-CPU) nebo řídicí osa vedená osa Aktuální poloha externího enkodéru (jen T-CPU), Řídicí hodnotu lze přepínat Synchronizace na proměnnou nebo statickou hodnotu Synchronizace bez určené synchronizační pozice Synchronizace s určenou synchronizační pozicí (jen T-CPU) Synchronizace tion dle zadaných příkazů Převodový poměr lze měnit vyvoláním nového příkazu pro synchronizaci Page 21 March 2017 DF FA PMA SP1.

19 Motion control se SIMATIC S T-CPU technologické objekty Příklad použití synchronizačních funkcí pro balicí (plnicí) stroj Měřicí kolečko Posuv fólie Měřicí kolečko Kompenzace prokluzu Tisková značka Synchronizace na značku na fólii Detekce tiskové značky Elektronická vačka synchronizace mezi posuvem fólie a řezačkou Page 24 March 2017 DF FA PMA SP1.

20 Lis s podavačem CPU 1515T Axis 1 0 V90 PN V90 PN lis podavač Axis 1 Axis 2 Page 25 Axis 2

21 Lis s podavačem Funkční diagram (Cam - vačka) CPU 1515T Axis 1 V90 PN V90 PN lis 0 podavač Page 26 Axis 2

22 SIMATIC S T-CPU Technologické objekty pro motion control: Vačky siemens.com/t-cpu

23 Motion control se SIMATIC S T-CPU technologické objekty mechanická vačka Slave in mm Master in Seite 30 März 2016 PRELIMINARY! SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE! DF FA PMA SP1

24 Motion control se SIMATIC S T-CPU technologické objekty editor vaček Vlastnosti Grafické a tabulkové zadání vačky 1) Identická interpolace vaček za běhu nebo při přípravě Výhody Flexibilní a efektivní způsoby zadání Okamžitá analýza chování vačky při návrhu Optimalizace segmentů vačky podle okrajových podmínek 2) Kalkulace a modifikace vačky za běhu Vyšší kvalita pohybu Vyšší flexibilita stroje 1) Via polynomial segments, interpolation points / lines 2) With constant speed or acceleration (jerk-free) and in accordance with the motion laws for cam disks according to VDI 2143 Nástroj pro vačky je také k dispozici jako samostatný nástroj (zdarma) Editace vačky nezávisle na SW TIA Portal Page 31 March 2017 DF FA PMA SP1.

25 Přechodový segment (interpolován systémem) Pracovní segment Zadání graficky nebo tabulkou Přiřazení reálné osy Page 32 March 2017 DF FA PMA SP1.

26 Pracovní segmenty: 1000 interpolačních bodů a 50 segmentů Page 33 Systémové interpolace využívající kubické nebo Bezierovy spliny March 2017 DF FA PMA SP1.

27 Interpolation podle VDI 2143 Page 34 March 2017 DF FA PMA SP1.

28 Zobrazení rychlosti, zrychlení a odtrhu Výběr a nastavení zobrazení Page 35 March 2017 DF FA PMA SP1.

29 Koordinované osy zpracování vaček PLCOpen commands Před prvním použitím vačky musí být provedena interpolace (přepočet) pomocí příkazu "MC_InterpolateCam" Nastavení vačky vůči master-ose a spuštění pomocí příkazu "MC_CamIn" TO-DB Modifikace vačky editací TO-DB -> data vačky (vytvoření) jsou v TO-DB Seite 36 März 2016

30 Vytvoření vačky v reálném čase Knihovna LCamHdl.. Nabízí funkce pro vytvoření vačky bez nutnosti předchozího přepočtu polynomických koeficientů Zjednodušená tvorba komplexních vaček Konfigurace v reálném čase, např. na základě produktových dat Různé matematické funkce a přechodové profily Dvě verze základní a pro pokročilé uživatele Download k dispozici na SIOS Seite 37 März 2016

31 Vytvoření vačky v reálném čase Seite 38 März 2016

32 Vytvoření vačky v reálném čase Seite 39 März 2016

33 Vačky Synchronizace na definované pozici Seite 40 März 2016 Pomocí parametru MasterSyncPosition lze specifikovat pozici na vačce relativně k začátku vačky

34 Vačky Synchronizace na definované pozici v klidu Seite 41 März 2016

35 Vačky modifikace vačky zoomováním Zoomování vačky pomocí parametrů "MasterScaling" a "SlaveScaling Zoomovací faktor může být použít pro vodící osu (MasterScaling) a synchronizovanou osu (SlaveScaling) Seite 42 März 2016

36 SIMATIC S T-CPU Motion control Execution system siemens.com/t-cpu

37 Execution system Cyklus cyklického programu a řízení pohybu Cykl. program (OB 1) t Jak je vykonáváno řízení pohybu v S7-1500/S T-CPU? Motion control příkazy v uživatelském programu (MC_Power, MC_MoveAbsolute, ) Funkce Motion control systému OB přerušení systému motion control (isochronous) (motion control, position control, drive control) OB Servo OB IPO OB Servo OB IPO OB Servo OB IPO OB1 MC_ Prog OB1 MC_ Prog t t motion control application cycle Page 44 March 2017 DF FA PMA SP1.

38 Execution system Aplikační cyklus řízení pohybu a systém řízení pohybu OB Co dělají ty dvě MC-OB? MC Servo [OB91] kalkulace polohového regulátoru komunikace do pohonu monitorovací funkce MC Interpolator [OB92] vyhodnocení MC-instrukcí Motion control s generovánín setpointu (profil pohybu) Typ volání Přerušení s nastavitelným t motion control application cycle Buď jako Cyklické přerušení OBs Isochronní OBs na sběrnici (drives via PROFIdrive) 1 t motion control- = position control clock cycle = interpolation clock cycle application cycle [MC Servo] [MC-IPO] 2 Page 45 March 2017 DF FA PMA SP1.

39 Execution system Rozšíření execution systému v TIA V14 Dvě nové úrovně pro vykonávání uživatelského programu PreServo (actual value processing) PostServo (setpoint processing) Procesní image je čten před PreServo a zapisován po PostServo MC Servo Priority Fixed cycle Aplikace: Integrace uživatelsky specifických pohonů a enkoderů (např. pro analogové enkodery) uživatelsky specifické zpracování signálů rozhraní TO (např. characteristika válce pro hydraulické osy) Řízení žádané hodnoty z uživatelského programu Pre-/PostServo MC Interpolator Isochronous OB Hardware interrupt Timer interrupt Error OB OB1 Time Page 46 March 2017 DF FA PMA SP1.

40 Aplikační řešení MC-PostServo [OB95] fieldbus Modifikace žádané hodnoty nebo telegramu S7-1200/1500(T) DB Drive Aplikace: kompenzace nelineárních hydraulických os MC-Servo n MC-PostServo n Modifikace telegramu např. připojení cizích pohonů nebo řízení brzdy n Speed setpoint telegram Page 48 March 2017 DF FA PMA SP1.

41 Aplikační řešení MC-PreServo [OB67] fieldbus Modifikace enkodéru nebo telegramu S7-1200/1500(T) DB Drive Aplikace: Připojení analogového enkodéru MC-Servo MC-PreServo Modifikace telegramu např. připojení cizích pohonů enc. enc. enc. telegram Encoder data Page 49 March 2017 DF FA PMA SP1.

42 Execution system Rozšíření execution systému v TIA V14 SIOS ID: Seite 50 März 2016

43 Počet os a výkon Number of technology objects / motion control resources Dostupné motion-zdroje (resources) 1511(T) (T) 2400 Technologické objekty 1517(T) potřebné motion ressources Speed axis 40 Positioning axis 80 Synchronous axis 160 External encoder 80 Measuring input 40 Page 51 Cam output 20 Cam track 160 SIZER a TIA Selection Tool pro výběr správného CPU 1517(TF) T 1515T Počet vačkových disků: TIA Portal: 1517T(F) 128

44 Počet os a výkon Orientační hodnoty vytížení a doby cyklu S7-1511T S7-1511TF Maximálí počet os: 10 polohovacích os Motion control cyklus: 2 ms Typický počet os: 5 polohovacích os v cyklu 4 ms *) S7-1515T S7-1515TF Maximálí počet os: 30 polohovacích os Motion control cyklus: 1 ms Typický počet os: 7 polohovacích os v cyklu 4 ms *) S7-1517T S7-1517TF Maximálí počet os: 128 polohovacích os Motion control cyklus: 500 µs Typický počet os: 70 polohovacích os v cyklu 4 ms *) *) pro přibližné vytížení CPU na 35% Page 52 March 2017 DF FA PMA SP1.

45 Vzorový příklad S7-1500T: Kruhový pohyb na základě vaček a FB "MoveCircle2D Pohyb os X ay je vytvořen pomocí vaček a synchronizace. Potřebné vačky jsou generované prostřednictvím funkčního bloku "MoveCircle2D Seite 53 März 2016

46 Objednací čísla SIMATIC S T-CPU controller CPU 1511T-1 PN 6ES7511-1TK01-0AB0 932 CPU 1515T-2 PN 6ES7515-2TM01-0AB CPU 1517T-3 PN/DP 6ES7517-3TP00-0AB S7-1511T S7-1515T S7-1517T CPU 1511TF-1 PN 6ES7511-1UK01-0AB0 CPU 1515TF-2 PN 6ES7515-2UM01-0AB0 CPU 1517TF-3 PN/DP 6ES7517-3UP00-0AB S7-1511TF S7-1515TF S7-1517TF Page 54 March 2017 DF FA PMA SP1.

47 Děkuji za pozornost! Radek Novotný Siemens s.r.o. RC-CZ DF FA PMA Tel : Fax: Mobil: novotny.radek@siemens.com siemens.com