Engineered mit TIA Portal SIMATIC S7-1500 T-CPU · 2018-07-18 · Frei verwendbar © Siemens AG...

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Engineered mit TIA Portal

SIMATIC S7-1500 T-CPU Technologieworkshop

Seite 1

Frei verwendbar © Siemens AG 2018

Tagesablauf

Technologieworkshop

Einführung in Motion Control 2

Pause 3

Vorführung: Anlegen TO Axis, Steuertafel, Diagnose, PLCopen Bausteine 4

Hands On 1 + 2: Grundinbetriebnahme, Konfiguration TO Axis, Verfahrprogramm 5

Mittagspause 6

Theorie und Vorführung: Taktsynchronität, TO Messtaster 7

Hands On 3: Positionieren über Messtaster 8

Vorstellung: Advanced Motion-Control Funktionen, Kurvenscheibe 9

Pause 10

Hands On 4+5: Absoluter Gleichlauf „Fliegender Säge“ und „Presse mit Vorschub (Kurvenscheibe)“ 11

Zusammenfassung, Abschluss 12

Begrüßung, Ausblick auf Workshop 1 09:00 – 09:30

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

9:00 – 17:00

Offene Fragen, Verabschiedung 13 16:45 – 17:00

Seite 2 Technologie-Workshop 2018 Februar 2018

http://www.google.de/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwi_2M-c7p7SAhXJHxoKHYqICrAQjRwIBQ&url=http://de.biomanantial.com/vegetarische-rezepte-einfach-und-nahrhaft-a-2364-de.html&psig=AFQjCNG0QEfxEDJvIdhqkrzw5gSB5Ng5-A&ust=1487686500895840

https://www.google.de/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjmq9m97p7SAhVEWxoKHTh_D7AQjRwIBw&url=https://thestickerstudio.com/s26272283&psig=AFQjCNE-7BByw7c1VAxBPCajGsN0Gnk6gA&ust=1487686546347807

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Ausblick auf Workshop

Ziel dieses Technologieworkshops

Projektierung SINAMICS V90 PN über HSP

Grundinbetriebnahme SINAMICS T-CPU

Basic Motion Control Functions

Advanced Motion Control Functions

SINAMICS V90 PN 2-Achs Koffer

S7-1500T V90 PN

Seite 3 Technologie-Workshop 2018

SIMATIC S7-1515T CPU

SINAMICS V90 PN +

SIMOTICS 1FL6 Motoren

ET 200SP mit TM Timer

Modul

E/A-Feld für Bedienung

des Anwederprogramms

Februar 2018


Agenda

Überblick Motion Control 1

SINAMICS V90 PN & SIMOTICS 1FL6 2

Technologieobjekte für Motion Control 3


Technische Details 4

Support / Infos 5

Februar 2018

SIMATIC S7-1500 T-CPU Überblick Motion Control

siemens.de/t-cpu

Februar 2018 Technologie-Workshop 2018 Seite 5


Agenda


SINAMICS V90 PN & SIMOTICS 1FL6 2




Support / Infos 5

Februar 2018


Advanced Controller – SIMATIC S7-1500 T-CPU

Ergänzende Motion Control-Funktionen mit TIA Portal V15 und Firmware V2.5 *)

SIMATIC S7-1500 T-CPUs

• CPU 1511T, CPU 1511TF,

CPU 1515T, CPU 1515TF,

CPU 1516T, CPU 1516TF,

CPU 1517T, CPU 1517TF

• Standard-, Safety-SPS und Motion

Control auf einem Controller

Hardwareinnovationen

Konsistente und nahtlose

Erweiterung von S7-1500 zur

S7-1500 T-CPU

Programmierung

Diagnoseseiten für Motion Control

Webserver

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

Motion Control-Funktionen

Kurvenscheibeneditor

Kinematik-Konfigurator / Kinematik-Trace

Integrierte Editoren und Viewer

*) im Vergleich zur Standard-CPU


NEW

NEW

NEW

Februar 2018


Überblick

Warum Motion Control in einer CPU?

Motion Control und Umrichter

ersetzen mechanische Komponenten

Einfachere Konstruktion und Montage

Höhere Flexibilität bei Anpassungen

Zentrale Bewegungsführung

Bessere Dynamik

Einfachere Wartung / Geringerer Verschleiß

Nocken- steuerwerk

Getriebe Kupplung Hauptantrieb Kurven- scheibe

Motion Control

Funktionen

Servo-Antriebe

Mech

atr

on

isch

e L

ösu

ng

M

ech

an

isch

e

Lö

su

ng

Virtuelle

Leitachse

Mechatronische Lösungen zur Erfüllung der steigenden Anforderung hinsichtlich Produktivität und Flexibilität



Performance (TIA Portal V15)


Überblick im Vergleich zum Standard Controller

Seite 9

Mo

tio

n C

on

tro

l-F

un

kti

on

ali

tät

1) Aufsynchronisieren mit Vorgabe der Synchronposition 2) Aufsynchronisieren ohne Vorgabe der Synchronposition

Technology

Standard

abs

.

rel.

CPU 1511 CPU 1513 CPU 1515 CPU 1516 CPU 1516T CPU 1517 CPU 1518

5 7 55 70 128

10 30 80 128 128

SIMATIC S7-1500 Controller Software

Controller

…

Drehzahlsteuerung

Positionieren

Nocken / Messtaster

Getriebegleichlauf 2) (relativ)


Getriebegleichlauf 1) (absolut)

Anzahl

Positionierachsen

in 4 ms bei 35 % CPU-Last

maximal

FW V2.5

FW V2.5

Kinematikfunktionen

NEW

Technologie-Workshop 2018 Februar 2018



Eingebettet im skalierbaren Motion Control-Portfolio

Seite 10

Verteilter Gleichlauf

Kinematikfunktionen mit Conveyor tracking

Kinematikfunktionen

Kurvenscheiben-/ Getriebegleichlauf 1)

Getriebegleichlauf 2)

Nocken

Messtaster

Positionieren

Drehzahl steuern

Basic Midrange High-End

1) Aufsynchronisieren mit Vorgabe der Synchronposition 2) Aufsynchronisieren ohne Vorgabe der Synchronposition

Basic

Controller

Standard CPU

Advanced

Controller

Standard CPU

T Advanced

Controller

T-CPU

Engineered mit TIA Portal

SIMOTION

Motion

Controller



Advanced Controller – SIMATIC S7-1500

Identische Basis Motion Control-Funktionalität in jeder CPU


1511 1513 1515 1516

1517 1518

1510SP

1512SP 1507S* S7-1500

Software Controller

Skalierbar im Mengengerüst und Performance

1511T/TF 1515T/TF

1517T/TF 1516T/TF

NEW

1515SP PC2 ET 200SP

Open Controller

* ablauffähig auf IPC4x7D, IPC6x7D und IPC8x7D

Februar 2018

SIMATIC S7-1500 T-CPU SIMATIC S7-1500 T-CPU mit SINAMICS V90 PN

(TIA Portal integrated engineering)

siemens.de/t-cpu



Agenda


SIMATIC S7-1500 T-CPU mit SINAMICS V90 PN 2




Support / Infos 5

Februar 2018


SINAMICS S210 Servoantriebssystem; Positionierung innerhalb

des SINAMICS “Discontinuous Motion” Servo Portfolios

Seite 15

Basic: SINAMICS V90

Servo Drive System

Basis Einachs AC/AC Servo Drive

mit Standard Funktionalität für

einfache Motion-Control-Aufgaben

High end: SINAMICS S120

Servo Drive

Modulares DC/AC Mehrachs

System mit integrierter, Umrichter

basierender, Motion Control

Funktionalität für High End

Anwendungen

Midrange: SINAMICS S210

Servo Drive System

Einachs AC/AC

Servoantriebssystem mit hoher

Performanz und Dynamik für

Motion Control Anwendungen im

Midrange Segment.

NEW

Februar 2018 Technologie-Workshop 2018


Top Highlights SINAMICS S210 & SIMOTICS S-1FK2

Das neue Mid-Range Servoantriebssystem

Seite 16

*) Volle Integration in Vorbereitung

**) Einschränkungen siehe PMD

Feature / Funktion Nutzen

• SIMOTICS S-1FK2 Motor

(Compact oder High Dynamic)

• PROFINET IRT (250 µs)

• Erhöht die

Performance

• Safety Integrated-Funktionen

über PROFIsafe

• Erfüllt höchste

Anforderungen

an die Sicherheit

• Integrierter Webserver

• “One Button Tuning”

• TIA Portal (über GSD)*)

• Vereinfachte

Inbetriebnahme

• One-Cable-Connection (OCC)

• Integrierter C2 EMV-Filter

• Spart Zeit bei

der Installation

• 1AC 230V (200-240V) 0,05 - 0,75kW

• UL Zertifizierung

• Für verschie-

denste Märkte

einsetzbar **)

High

Dynamic



Technische Daten SINAMICS S210

(6SL3210-5H…)

SIMOTICS S-1FK2

(1FK21…) HD

(1FK22…) CT

Einkabelanschluss

(6FX5002-8QN...)

(6FX8002-8QN...)

• Spannung: 1AC 200 – 240 V

• Leistung: 50/100 W – 750 W

• PN IRT (250 µs), Strom-

regler 62,5 µs, PROFIsafe

• Safety-Funktionen: STO,

SS1, SBC, ext. Safety*): SS1,

SS2, SOS, SLS, SSM, SDI,

SBT

• Abnehmbare Klemmen

• Dicht-an-dicht-Montage

• 300 % Überlast

• Integriertes EMV-Filter C2

• Integrierter Bremswiderstand

• DI: 1 F-DI (2 DI),

2 DI für Messfühler

• integrierter WEB-Server

• Drehmoment: 0,16– 2,4 Nm

• Leistung: 50W-750W

• Hoch dynamisch (HD) oder

kompakt (CT) in Achshöhe

20, 30, 40 mm

• Geber: 20 bit absolut

Single oder Multiturn

• Schutzart: IP64,

optional IP65

• Glatte Welle oder Passfeder

• Mit oder ohne Haltebremse

• Auch für den Einsatz in

Nordamerika (cURus)

• Individuelle Kabellängen bis

zu 50m bestellbar

• SPEED-CONNECT Schnell-

verschluss mit drehbarem

Anschlussstecker

• Flexible Leitungen mit engen

Biegeradien

• Kabelvariante für

Schleppkette verfügbar

• Kleine und kompakte M12

Stecker für Motor

AH20/30mm (nur 25mm

hoch)

• Verlängerungskabel und

Schrankdurchführung

verfügbar

SINAMICS S210 Servoantriebssystem

Systemübersicht

Seite 17

*)in Vorbereitung



Das skalierbare SINAMICS-Umrichterportfolio

für „Discontinuous Motion“

Pe

rfo

rma

nce

un

d A

ntr

ieb

sfu

nk

tio

ne

n

V90

+ 1FL6

S210 + 1FK2

S120 / S120M + 1FK7, 1FT7 , 1PH8, 1FG1, 2

2 + weitere Motoren 1 in Vorbereitung

Basic Mid-Range High-End

projektiert mit TIA Portal

Mehrachsantriebe, Direktantriebe

DCC / TEC

DC-Kopplung1

Startdrive-Integration1

+ Webserver

Safety: STO über Klemme

PROFINET, ser. Komm., z. B. Modbus, PTI

Integration in TIA Portal

Basic u. erweiterte Safety1 inkl. PROFIsafe

Energierückspeisung

Servoregelung

Seite 18 Februar 2018 Technologie-Workshop 2018


SINAMICS V90 PN 200V System SINAMICS V90 PN 400V System

SINAMICS V90 mit PROFINET und SIMOTICS S 1FL6

Feste Kombination von Antrieb und Motor

V90

200V FSB FSC FSD

100W 200W 400W 750W 1KW 1.5KW 2KW

V90

400V FSAA FSA FSB FSC

400W 750W 1KW 1.5KW 2KW 3.5KW 5KW 7KW

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



SIMATIC

S7-1500

SIMATIC

S7-1500 T-CPU

TIA Portal

Advanced Controller & SINAMICS V90 mit PROFINET

Nahtlose TIA Portal Integration

oder

SINAMICS

V90 mit PN

• V90 mit PN: Integriert im TIA Portal (HSP)

• Antriebs Engineering in “3 Klicks”

• Automatische Antriebs-Voreinstellung

• One-button Auto-Tuning

• etc.

=> Perfektes

Zusammenspiel im

System



Motion Control mit SIMATIC S7-1500 T-CPU ‒ SINAMICS V90 PN

TIA Portal-Integration ‒ Wichtige Hinweise

Lage- und Drehzahlregelung von V90 PN ist über Motion-Technologieobjekte des Typs Achse von

SIMATIC S7-1500 möglich

Unterstützte PROFIdrive Telegrammtypen: 1, 2, 3, 5 (DSC), 102, 105 (DSC und Standardtelegrammtyp)

Installation von V90 PN über zusätzliches Hardware Support Package (HSP 0185) des TIA Portal ab Version V14

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.

STEP 7 Professional muss installiert sein (da SIMATIC S7-1500 benötigt wird).

Das im TIA Portal integrierte Engineering von SINAMICS V90 PN kann nur in Zusammenhang

mit einem Motion-Technologieobjekt (TO) innerhalb der SIMATIC S7-1500 über PROFINET erfolgen!



Überblick

SINAMICS Portfolio – Schnittstelle: PROFINET

S-Reihe

High End

G-Reihe

Standard

Höchste Dynamik

Asynchron- und Synchronmotoren

Taktsynchronität + DSC

Mittlere Dynamik

Asynchronmotoren

Keine Taktsynchronität

Eigenschaften Typ Beispiel

V-Reihe

Basic

V90 & S-1FL6

Hohe Dynamik

Synchronmotoren

Mit PROFINET

Taktsynchronität + DSC

Startdrive

STARTER

V-Assistant

Inbetriebnahmesoftware

Startdrive

STARTER

TIA Portal

NEU

mit: S7-1500(T); PN; TO

ab V14 + HSP 0185




TIA Portal-Integration ‒ Einige Screenshots

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

Schneller Start und Betrieb für Motion Control



SINAMICS V90 PN

Überblick technische Daten

Technische Daten

Netzspannung

1/3 AC 200 V ~ 240 V

(-15 %/+10 %)

50/60 Hz, (-10 % / +10 %)

3 AC 200 V ~ 240 V

(-15 % / +10 %)

50/60 Hz, (-10 % / +10 %)

3 AC 380 V ~ 480 V

(-15 % / +10 %)

50/60 Hz, (-10 % / +10 %)

Leistungsbereich 0,05 kW ~ 0,75 kW 1 kW ~ 2 kW 0,4 kW ~ 7 kW

Überlastfähigkeit 300 %

Regelungsart

Lage- und Drehzahlregelung in Zusammenhang mit einem Motion-Technologieobjekt

(TO Achse) von SIMATIC S7-1500 und PROFINET

Unterstützte PROFIdrive Telegrammtypen: 1, 2, 3, 5 (DSC), 102, 105 (DSC;

Standardtelegramm)

Steuerungs-

merkmale

Selbstoptimierung (Ein-Tasten-Selbstoptimierung), Resonanzunterdrückung,

Drehmomentgrenzwert, Drehzahlgrenzwert

Bremswiderstand Integriert für alle Modelle

Schutzklasse IP20

Sicherheit Sicher abgeschaltetes Moment (Safe Torque Off - STO) über Klemme

Normen CE, C-tick, cULus (nur Antrieb, 1FL6-Motoren sind nicht UL-zertifiziert)

Digitalein-/-

ausgänge Nicht unterstützt

Kommunikation PROFINET (IO-Device, RT/IRT, Zykluszeit ab 2 ms)

SINAMICS V90 PN

PROFINET (RT / IRT)

Auto Tuning (one-button auto tuning)

PN-IRT SINAMICS V90 PN

Servo Drive

1FL6 Servo Motor

SIMATIC

S7 15xxT-CPU PN

Biss / TTL



SINAMICS V90 PN

TIA Portal-Integration

Das im TIA Portal integrierte Engineering von SINAMICS V90 PN erfolgt nur in Zusammenhang mit

einem Motion-Technologieobjekt innerhalb der SIMATIC S7-1500 über PROFINET!

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



Aufgabe: TIA Portal Projekterstellung und

Grundkonfiguration des Demokoffers.

Vorgehen: Erstellen Sie die Hardwarekonfiguration,

testen und optimieren Sie die Antriebe.

L I V E D E M O


Projekterstellung & Antriebskonfiguration

Parametrierung und Inbetriebnahme


Aufgabe: TIA Portal Projekterstellung und

Grundkonfiguration des Demokoffers.

Vorgehen: Erstellen Sie die Hardwarekonfiguration,

testen und optimieren Sie die Antriebe.

Übung 1


Projekterstellung & Antriebskonfiguration

Parametrierung und Inbetriebnahme


Mobile workshop

Network structure



Mobile workshop

Logging in

1

type „rem“

2

Select remote

desktop connection 3

Connect to IP

192.168.0.100

4 User: siemens

Pwd: tia 5

Set the network adapter of your computer to

IP: 192.168.0.101 Subnet: 255.255.255.0



Geräte & Netzwerk-Sicht

Im TIA Portal

Automatische Telegrammkonfiguration und

Technologie-Einstellung

Parameter des Antriebs

Nur ein paar vorkonfigurierte

Benutzerparameter des Antriebs (<10)

Online-Sicht wie SIMATIC und Vergleich

zum Projekt

SINAMICS V90 PN

TIA Portal-Integration ‒ Engineering-Highlights

Einfache Antriebsoptimierung durch

Selbstoptimierung (One-button Autotuning)!

Schneller Start und Betrieb!

Look & Feel entspricht SIMATIC-Engineering!

Sie verwenden nur das, was Sie benötigen !


SIMATIC S7-1500 T-CPU Technologieobjekte für Motion Control

siemens.de/t-cpu



Agenda





Drehzahl- / Positionier- / Gleichlauf-Achsen 3.1

Nocken / Nockenspuren / Messtaster 3.2

Gleichlauf-Achsen / koordinierte Achsen 3.3

Kurvenscheiben 3.4


Support / Infos 5

Februar 2018

Kinematiken 3.5


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

SIMATIC S7-1500 T-CPU ‒ Technologieobjekte

Was ist ein TO?

abs. rel.

Seite 35

Einfache Konfiguration, IBN und Programmierung



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


Wie ist ein TO ins System eingebunden?

Seite 36

Einfache Konfiguration, IBN und Programmierung

Analog

Signal

Puls-/Richtungs-

Schnittstelle

U/I



Getriebe- und


Anwenderprogramm:

• Aufsynchronisieren

• Leitwert

• Getriebeverhältnis

• Kurvenscheibe

TO berechnet und regelt die

Lage für Gleichlaufachse

abhängig von einem Leitwert

Antrieb regelt die Drehzahl

Lagegeber ist notwendig

Gleichlaufachse

Positionieren

Anwenderprogramm:

• Positionsvorgabe

• Referenzieren

• Überlagerte Bewegung

TO bildet die

Beschleunigungs- und

Bremsrampen

TO regelt die Lage


Lagegeber ist notwendig

Positionierachse


Achstypen

Drehzahlgesteuert verfahren

Anwenderprogramm:

• Geschwindigkeitsvorgabe

TO bildet die Beschleunigungs-

und Bremsrampen


Kein Lagegeber nötig

Drehzahlachse

Seite 37

Schalenmodell der Technologieobjekte




Positionierachse

Anwenderprogramm

TO „Achse 1“

Kommunikation

Messsystem-Auswertung

Überwachung

Lage-

regelung Lagesollwert-

berechnung

TO-DB mit

Istwert/Status/

Alarme

Configuring the

technology

object "axis"

Konfiguration

des

Technologie-

objekts

„Achse“

Konsistenzprüfungen bereits bei der Konfiguration der

Technologieobjekte und der Erstellung der Anwenderprogramme

Programme

mit

PLCopen-Befehlen

S7-1500 CPU TIA Portal

Configuring the Programmierung

des

Technologie-

objekts

„Achse“



• 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


Regelkreis ‒ Lageregelung in der Steuerung

Seite 39

Sollwert-

generierung

+

+

Achs-Befehl

Vorsteuerung

Symmetrierfilter Verstärkung

Soll-

geschwindigkeit

Soll-

position

Lageregler

Antrieb

Istposition

-

Lageregelung

Steuerung



• 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


Regelkreis ‒ Lageregelung im Antrieb (DSC)

Seite 40

Sollwert-

generierung

+

+

Achs-Befehl

Vorsteuerung

Symmetrierfilter Verstärkung

Soll-

geschwindigkeit

Soll-

position

Lageregler

Antrieb

-

Lageregelung

Steuerung

mit DSC (Dynamic Servo Control) DSC verfügbar mit

• SINAMICS S120

• SINAMICS S210

• SINAMICS V90 PN

+ -

Hochdynamische Antriebsregelung mit DSC

Istposition

Technologie-Workshop 2018

Details Februar 2018



Gleichlaufachse

Seite 42

• TO Gleichlaufachse

• Leitwert ist

• Sollposition einer Leitachse oder

• Soll-/Istposition einer Leitachse (nur T-CPU) oder

• Istposition eines externen Gebers (nur T-CPU)

• Leitwertumschaltung möglich

• Aufsynchronisieren auf bewegten oder stehenden

Leitwert

• Aufsynchronisieren ohne Vorgabe der Synchronposition

• Aufsynchronisieren mit Vorgabe der Synchronposition

(nur T-CPU)

• Aufsynchronisieren gemäß den Vorgaben am Befehl

• Getriebeübersetzung am Befehl änderbar

Winkelsynchroner Getriebegleichlauf Positionierachse Gleichlaufachse

Folgeachse Leitwert Getriebe Aufsynchronisieren

Leitachse Folgeachse



• 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


Momentenbegrenzung und Fahren auf Festanschlag

Seite 43

Beispiel:

Schließen der Form bei

Spritzgießmaschinen




Achse in Simulation

Seite 44

Simulation Achse ohne Antrieb

Antrieb muss nicht

projektiert sein!

• 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

Simulierte Achsen − Test der Applikation auch

ohne angeschlossene Antriebe

Simulation reale Achse




Virtuelle Achsen

Seite 45

Virtuelle

Leitachse

Simulation Achse ohne Antrieb virtuelle Achse

• Virtuelle Achse ist Achse ohne Antriebszuordnung

und mit aktivierter Simulation

• 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

Virtuelle Achsen



• 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.


Umfangreiche Diagnoseinformationen

Seite 46

Diagnose-Maske im TIA Portal



Power - MC_Power

Reset - MC_Reset

Home - MC_Home

Halt - MC_Halt

Move Absolute 1 - MC_MoveAbsolute 1


Folgende Funktionen sollen realisiert werden:

0

1

2

3

4

5

6

7

Aufgabe: Positionierung eines Wasserkastens.

Vorgehen: Erstellen Sie ein Verfahrprogramm.

Applikation: Positionieren

Technische Daten:

v1 = 100 mm/s v2 = 200 mm/s

200 mm

Position 1

0 mm

Position 2

200 mm

Laufrichtung

L I V E D E M O


Positionieren

Programmierung


Power - MC_Power

Reset - MC_Reset

Home - MC_Home

Halt - MC_Halt



Übung 2


0

1

2

3

4

5

6

7

Aufgabe: Positionierung eines Wasserkastens.

Vorgehen: Erstellen Sie ein Verfahrprogramm.

Applikation: Positionieren

Technische Daten:

v1 = 100 mm/s v2 = 200 mm/s

200 mm

Position 1

0 mm

Position 2

200 mm

Laufrichtung


Positionieren

Programmierung


Agenda








Kurvenscheiben 3.4


Support / Infos 5

Februar 2018

Kinematiken 3.5


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.


Nocken, Nockenspur und Messtaster




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

Anfangsposition Endposition

s




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

Seite 52

Hoher Flexibilität

über Achsbezugsposition komplette Nockenspur

verschiebbar

produktbezogene Programmierung




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 für Messung der nächsten steigenden

Flanke im Messbereich

Beispiel

Druckmarkenerkennung



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

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


Anbindung der Messtaster

Seite 54

S7-1500

T-CPU

Motor

ENC

Antrieb

ET 200MP/SP TM Timer DIDQ

DI

S7-1500

T-CPU

Motor

ENC

Antrieb

DI

PROFIdrive-Telegramm mit Soll/Istwert

Telegramm mit Zeitstempel

Messtasterposition im PROFIdrive-Telegramm enthalten (mit Soll-/Istwert)

Messtaster

Mess-

taster





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)




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



Power - MC_Power

Reset - MC_Reset

Home - MC_Home

Halt - MC_Halt



Move Velocity - MC_MoveVelocity


0

1

2

3

4

5

6

7

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

Technische Daten:

v1 = 200 mm/s v2 = 100 mm/s Offset Sensor-Ziel: 200 mm

200mm

Messtaster

1000 - 1300mm

Absetzbereich Zielposition 2

Laufrichtung


L I V E D E M O

Februar 2018

Positionieren über Messtaster

Konfiguration und Programmierung


Power - MC_Power

Reset - MC_Reset

Home - MC_Home

Halt - MC_Halt



Move Velocity - MC_MoveVelocity

Übung 3


0

1

2

3

4

5

6

7

Aufgabe: Positionieren eines Wasserkastens über einen

Messtaster.

Vorgehen: Legen Sie das TO Messtaster an und


Verfahrprogramm.

Applikation: Positionieren über Messtaster

Technische Daten:

v1 = 200 mm/s v2 = 100 mm/s Offset Sensor-Ziel: 200 mm

200mm

Messtaster

1000 - 1300mm

Absetzbereich Zielposition 2

Laufrichtung


Positionieren über Messtaster



Agenda








Kurvenscheiben 3.4


Support / Infos 5

Februar 2018

Kinematiken 3.5


Synchronisierte Bewegungen



Koordinierte Achsen

Relativer und absoluter Getriebegleichlauf

Der Unterschied zwischen relativem und absolutem Gleichlauf liegt in den

Möglichkeiten der Aufsynchronisation!

Relativer Gleichlauf S7-1500T S7-1500 Absoluter Gleichlauf

Synchronisation

ohne Vorgabe der

Synchronposition


S7-1500T S7-1500

Synchronisation

mit Vorgabe der

Synchronposition

Synchronpositionen




Koordinierte Achsen

Applikationen Gleichläufe

Aufsynchronisieren mit Vorgabe der

Synchronposition

Aufsynchronisieren ohne Vorgabe der

Synchronposition

Relativer Gleichlauf Absoluter Gleichlauf



Po

sit

ion

en

Koordinierte Achsen

Vorlaufendes Aufsynchronisieren

Startposition = Synchronposition Leitachse - Aufsynchronisierlänge Ge

sc

hw

ind

igke

iten

Aufsynchronisierlänge: 20 mm

Synchronpostionen: 10 mm

PositioningAxis.ActualPosition [mm] PositioningAxis.ActualVelocity mm/s]

SynchronousAxis.ActualPosition [mm] SynchronousAxis.ActualVelocity [mm/s]



Koordinierte Achsen

Aufsynchronisierverhalten PositioningAxis.ActualPosition [mm] PositioningAxis.ActualVelocity mm/s]

SynchronousAxis.ActualPosition [mm] SynchronousAxis.ActualVelocity [mm/s]

SyncPosition: 10 mm ; MasterStartDistance: 10 mm SyncPosition: 0 mm ; MasterStartDistance: 10 mm SyncPosition: 10 mm ; MasterStartDistance: 20 mm

Symmetrisch Zurücklaufend Aufholend



Koordinierte Achsen

Leitwertverschaltung

Positionierachse

Gleichlaufachse

nur

Sollwert-

Kopplung

Gleichlauf-

achse

Positionierachse

Gleichlaufachse

Sollwert-

Kopplung

Gleichlauf-

achse

Externer Geber

Istwert-

Kopplung

S7-1500 S7-1500T



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 Folgeachs-

bedingten Anteil (vom System ermittelt)

Durch Filter (Istpositions- und

Geschwindigkeitsfilter) und Toleranzband

„Beruhigung“ der Werte für die Extrapolation

Hochgenauer Winkelgleichlauf auch bei Kopplung auf einen Istwert!

Leitwert 2 Folgewert

Synchronität der

Istwerte

Motion Control Zyklus

Übertragungszeit

Leitwert 1

Übertragungszeit

S7-1500T S7-1500


Koordinierte Achsen

Gleichlauf mit Istwertkopplung – Istwertextrapolation und Istwertfilter


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

Achse 1

(Material)

Achse 2

(Schere)

Grundstellung

Technische Daten:

v1 = 100 mm/s Trennlänge: 1000 mm

Leitwertweg: 200 mm Synchronposition Vorschub, Schere: 100 mm

Power Material/Shear - MC_Power

Reset Material/Shear - MC_Reset

Home Shear - MC_Home

Start/Stop Material -MC_MoveJog

Start Shear - MC_GearInPos

Simulate „Cutting done“


0

1

2

3

4

5

6

7 Cutting

L I V E D E M O


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

Achse 1

(Material)

Achse 2

(Schere)

Grundstellung

Technische Daten:

v1 = 100 mm/s Trennlänge: 1000 mm

Leitwertweg: 200 mm Synchronposition Vorschub, Schere: 100 mm

Power Material/Shear - MC_Power

Reset Material/Shear - MC_Reset

Home Shear - MC_Home

Start/Stop Material -MC_MoveJog

Start Shear - MC_GearInPos

Simulate „Cutting done“


0

1

2

3

4

5

6

7 Cutting


Absoluter Gleichlauf

Programmierung


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.

Beitrags-ID: 109744840


Funktion "FlyingSawBasic" "FlyingSawAdvanced"

Schneiden auf Länge Ja Ja

Schneiden auf Messtastersignal (Marke auf der

Materialbahn) Ja

Abstand Messtaster max.

eine Produktlänge

Ja

Abstand Messtaster beliebig

(Messtastersignale werden gepuffert)

Fliegende Umschaltung zwischen den

Leitwertquellen reale Achse und externer Geber Ja 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

https://support.industry.siemens.com/cs/ww/de/view/109744840




Agenda








Kurvenscheiben 3.4


Support / Infos 5

Februar 2018

Kinematiken 3.5



Was ist eine Kurvenscheibe? Beispiel Quersiegler

Seite 77

vFolie

vsync=vFolie

Synchronlauf: Rückzugs-

bewegung

x

v

0x1x

2x

syncvv 01

nächster

Arbeitstakt




• Grafische /

tabellarische

Bearbeitung der

Kurvenscheibe 1)

• Flexible / effiziente

Eingabemöglichkeiten

• Identische Kurven-

scheiben-Interpolation

im Runtime und im

Engineering

• Sofortige Analyse des

Kurvenscheiben-

verhaltens beim

Engineering

• Optimierung der

Kurvenscheiben-

segmente gemäß def.

Randbedingungen 2)

• Höhere Motion Qualität

• Berechnung und

Modifizierung von

Kurvenscheiben zur

Laufzeit

• Höhere Maschinen

Flexibilität


Das Highlight im TIA Portal ‒ der Kurvenscheibeneditor

1) durch Polynomsegmente, Interpolationspunkte/-kurven

2) geschwindigkeits- und beschleunigungsstetig (ruckfrei)

entsprechend den Bewegungsgesetzen

für Kurvengetriebe VDI 2143



Arbeitssegment

Übergangssegment (vom System interpoliert)

Zuordnung realer Achsen

Grafische oder tabellarische Eingabe

Technologie-Workshop 2018 Seite 79 Februar 2018


System-Interpolation mit kubischen

oder Bezier-Splines

Arbeitssegmente:

1000 Stützpunkte

und 50 Segmente



Interpolation nach VDI 2143



Darstellung von Geschwindigkeit,

Beschleunigung und Ruck

Auswahl und Einstellung der

Kurvenansichten




Bearbeiten von Kurvenscheiben über die Applikation zur Laufzeit

Seite 83

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“



Power Feeder/Press - MC_Power

Reset Feeder/Press - MC_Reset

Home Feeder/Press - MC_Home

Basic Position Press - MC_MoveAbsolute

Start Press - MC_MoveVelocity

Basic Position Feeder - MC_MoveAbsolute

Start Feeder - MC_CamIn

Aufgabe: Realisieren einer Presse mit Materialvorschub

zur Materialzuführung.

Vorgehen: Legen Sie das TO Kurvenscheibe an und


Verfahrprogramm.

Applikation: Pressenapplikation mit Zangenvorschub

Technische Daten:

v1 = 360 ˚/s

Vorschub: 40 mm


0

1

2

3

4

5

6

7

L I V E D E M O


TO Kurvenscheibe & Kurvengleichlauf










Übung 5

Aufgabe: Realisieren einer Presse mit Materialvorschub

zur Materialzuführung.

Vorgehen: Legen Sie das TO Kurvenscheibe an und


Verfahrprogramm.

Applikation: Pressenapplikation mit Zangenvorschub

Technische Daten:

v1 = 360 ˚/s

Vorschub: 40 mm


0

1

2

3

4

5

6

7


TO Kurvenscheibe & Kurvengleichlauf



Pressenapplikation mit Zangenvorschub

Achse 2

Achse 1

0°

Presse

Vorschub

V90

PN V90

PN

V90

PN

CPU 1515T

V90

PN

Funktionsdiagramm (Kurvenscheibe)

Übung 5

Presse Vorschub

0° - 5° 0 mm

135° - 225° 40 mm

270° - 360° 0 mm



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

Öffnen: 225°

Schließen: 270°








Activate Output cam - MC_OutputCam


0

1

2

3

4

5

6

7

Technische Daten:

v1 = 360 ˚/s

Vorschub: 40 mm


TO Nocke



Agenda








Kurvenscheiben 3.4


Support / Infos 5

Februar 2018

Kinematiken 3.5


SIMATIC S7-1500 T-CPU ‒ Technologieobjekt Kinematik

Was sind Kinematiken?

Seite 89

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




Das Highlight: Kinematik-Funktionen im TIA Portal

Seite 90


• Vordefinierte Kinematiken

• 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 • Programmierung der Kinematik-Funktionen

im gewohnten PLC Umfeld

• Bis zu 4 interpolierende Achsen • X, Y, Z – Bewegung und Orientierung des

Werkzeugs einfach programmieren

• Zonenüberwachung

• Vermeidung der Kollision zwischen Kinematik

und mechanischen Einbauten in der

Maschine

• Konfiguration mit grafischer Unterstützung • Intuitive Parametrierung der Kinematik,

Koordinatensysteme, Werkzeuge und Zonen

• Kinematik-Trace • Diagnose der Bewegung durch 3D

Visualisierung mit Leuchtspuraufzeichnung




Vordefinierte Kinematiken - Einfach konfigurieren!

Seite 91

1 2 3 4

5 1

2

3

4

5

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.




Inbetriebnahme mit der Steuertafel

Seite 92

• 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




Gewohntes Umfeld: Programmierung mit Funktionsbausteinen nach PLCopen

Seite 93

MC_MoveLinearAbsolute 1

MC_MoveLinearAbsolute 2

MC_SetWorkspaceZoneActive 3

MC_SetKinematicsZoneActive 4

MC_MoveLinearRelative 5

MC_SetTool 6

7

• 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.

Befehlsumfang des TO Kinematik




Umfangreiche Diagnosefunktionen

Seite 94

Hilfreich beim Engineering

im TIA Portal integrierte Online Diagnose des TO Kinematics

• Status- und Fehlerbits

• Bewegungsstatus

• Zonen- und Werkzeugstatus




Der Kinematik-Trace: 3D Visualisierung und Bewegungsaufzeichnung

Seite 95

3D Visualisierung der

konfigurierten Kinematik

Aufzeichnung der Bewegung

und Darstellung als Leuchtspur

Abspielen, Import und Export

von Aufzeichnungen





Schneller Start und Betrieb! … dank der Vorkonfiguration des Antriebs (Parameter, Telegrammtyp, …)

für den Betrieb mit einem Technologieobjekt von SIMATIC S7-1500

Sie verwenden nur das, was Sie benötigen!

… da es nur ein paar vorkonfigurierte Benutzerparameter des Antriebs (<10) gibt.

Einschließlich graphischer Kennzeichnung über Unterschiede zwischen Offline<>Online; Sie haben stets den Überblick..

Look and Feel entspricht SIMATIC-Engineering!

Es ist keine manuelle Anpassung der Technologiekonfiguration notwendig!

… dank automatischer Adaption der technologischen Größen

zwischen dem Controller und dem Antrieb.

Die Adaption zur Laufzeit passt automatisch die Konfigurationsdaten für Drehzahl, Drehmoment und Geber an.

Das elektronische Typenschild des Motors und Gebers wird ebenfalls unterstützt.





Machen Sie sich keine Gedanken bezüglich Antriebsoptimierung!

… dank benutzerfreundlicher Engineering-Schnittstelle für Selbstoptimierung

(One-button Autotuning)

Einschließlich Messung des kompletten Antriebsstrangs und automatischer Einstellung der

Resonanzunterdrückung.

Sie können das Projekt vollständig offline bearbeiten und abschließen

(ohne reales Equipment)!

… dank des Antriebs-Engineerings, das die Motor- und technologieabhängigen

Benutzerparameter kennt und entsprechend konfiguriert

Einschließlich Grenz- und Bezugswerte für Drehzahl und Drehmoment sowie Daten für die optionale

Bremsensteuerung.


SIMATIC S7-1500 T-CPU Technische Details

siemens.de/t-cpu



Agenda





Motion Control und Safety 4.1

Ablaufsystem 4.2

Achsanzahl und Performance 4.3


Support / Infos 5

Februar 2018


SIMATIC S7-1500 T-CPU ‒ Safety

Motion Control und Safety

Seite 100

Standard Telegramm Safety Telegramm

MC-

Programm

Technologie-

objekt Achse

MC OBs

Safety

Programm

Safety OB Was passiert, wenn das Safety Programm eine

Safety-Funktion im Antrieb aktiviert?

Prinzip in der S7-1500F / S7-1500 TF-CPU

TO reagiert immer genau richtig!

n

t

Motion Control und Safety gleichzeitig

betreibbar

… in einer CPU mit einem Antrieb!




Auslösen einer Safety Funktion und Reaktion im Achs-TOs

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 101

Safety Funktion des Antriebs… … im Zusammenspiel mit einem Technologieobjekt




Auslösen einer Safety Funktion und Reaktion im Achs-TOs

SLS: Safely-Limited Speed

Es wird überwacht, dass der Antrieb

eine Drehzahlgrenze nicht

überschreitet.

Wenn Antrieb schneller als Drehzahl-

grenze 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

Safety Funktion des Antriebs… … im Zusammenspiel mit einem Technologieobjekt

SS2: Safe Stop 2

Antrieb muss schnellstmöglich

bremsen.

Der stillstehende Motor darf seine

Stillstandsposition nicht verlassen.

(SOS)

Lageregelung und Antrieb muss

aktiv bleiben

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

Bei SINAMICS Antrieben steht der Safety Info Channel (SIC) zur Auswertung

in der Applikation über PROFIdrive-Telegramm 700 zur Verfügung



Agenda






Ablaufsystem 4.2


Technische Daten 4

Support / Infos 5

Februar 2018


Ablaufsystem

Zyklisches Programm und Motion Control-Applikationszyklus

Zykl. Programm (OB 1) t

Wie läuft Motion Control in S7-1500 / S7-1500 T-CPU ab?

Motion Control-Bewegungsbefehle

Programmierung im Anwenderprogramm

(MC_Power, MC_MoveAbsolute, …)

Motion Control-Systemfunktionalität

Interrupt System-Motion-OBs (taktsynchron) (Bewegungsführung, Lagerregelung, Antriebssteuerung)

OB1

OB Servo

OB IPO

tMotion Control-Applikationszyklus

t

OB Servo

OB IPO

OB Servo

OB IPO

MC_

Prog OB1

MC_

Prog



Ablaufsystem

Motion Control-Applikationszyklus und Motion Control System-OBs

MC-Servo [OB91] Berechnung des Lagereglers

Kommunikation zum Antrieb

Überwachungen

MC-Interpolator [OB92] Auswertung der MC-Anweisungen

Bewegungsführung mit

Sollwertgenerierung (Verfahrprofil)

1

2

Interrupts mit einstellbarem tMotion Control-Applikationszyklus

Was machen die zwei MC-OBs?

Entweder als Weckalarm OBs

Zum Bus taktsynchrone OBs

(Antriebe über PROFIdrive)

tMotion Control- = Lageregeltakt = Interpolatortakt

Applikationszyklus [MC-Servo] [MC-IPO]

Aufrufart



Zwei neue Ablaufebenen für

Anwenderprogramme

• MC-PreServo (Istwertaufbereitung)

• MC-PostServo (Sollwertaufbereitung)

• Prozessabbild wird vor MC-PreServo

gelesen und nach MC-PostServo

geschrieben

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

Ablaufsystem

MC-PreServo [OB67] und MC-PostServo [OB95]

OB1

Fehler OB

Timer interrupt

Prozess Alarm

Taktsynchroner OB

MC-Servo

MC-Interpolator

Fester Zyklus

Priorität

Zeit

MC-Pre-/

MC-PostServo



Ablaufsystem

MC-PreServo [OB67] und MC-PostServo [OB95]

Seite 107

1 Erster OB1-Zyklus

2 Zweiter OB1-Zyklus

Programmzugriff vor und nach MC-Servo

t 1

t

t

t

t

t

2 3 4

S1

I1

1

S2

I2

1

S3

I3

1 2

S4

I4

2

Applikationszyklus

MC-PreServo [OB67]

MC-Servo [OB91]

MC-PostServo [OB95]

MC-Interpolator [O92]

OB1



Anwendungsbeispiele

MC-PostServo [OB95]

Seite 108

Telegramm n Drehzahlsollwert

Feldbus

MC-Servo MC-PostServo

n

Anwendungsbeispiel:

• Kompensation einer

nichtlinearen Hydraulikachse

• Modifikation eines Telegramms,

z. B. zur Anbindung eines

Fremdantriebes oder

Bremsenansteuerung

DB

n

Modifikation des

Sollwertes oder eines Telegramms

S7-1200/1500(T) Antrieb



S7-1200/1500(T) Antrieb

Anwendungsbeispiele

MC-PreServo [OB67]

Seite 109

Telegramm enc. Geberdaten

MC-Servo MC-PreServo

enc.

Anwendungsbeispiele:

• Anbindung eines analogen

Gebers

• Modifikation eines Telegramms,

z. B. zur Anbindung eines

Fremdantriebes

DB

enc.

Modifikation von

Geberdaten oder Telegrammen

Feldbus



Agenda






Ablaufsystem 4.2



Support / Infos 5

Februar 2018


1 2

3

n

Achsanzahl und Performance

Der Einfluss von Motion Control auf die CPU

Motion

Control OB1

OB Servo

OB IPO

t

OB Servo

OB IPO

OB Servo

OB IPO

MC_

Prog OB1

Welchen Einfluss hat das auf

mein Programm?

Wie viele Achsen können in

welcher Zeit bearbeitet werden?

TIA Selection Tool!

SIZER!

MC_

Prog




Motion Control mit SIMATIC S7-1500 / S7-1500 T-CPU

Skalierbarkeit im Mengengerüst und Performance

Identische Standard Motion Control-Funktionalität in jeder CPU

Seite 112

2) Ablauffähig auf IPC4x7D, IPC6x7D und IPC8x7D

1) Positionierachsen

1511 1513 1515 1516

1517

1510SP

1512SP 1515SP PC

ET 200SP

Open Controller

1507S* S7-1500

Software Controller

1511T/TF 1515T/TF 1517T/TF 1516T/TF

Max. 10 Achsen 1) 30 Achsen 1)

60 Achsen 1)

128 Achsen 1) 80 Achsen 1)


NEW

1518

Februar 2018



Anzahl Technologieobjekte / Motion Control Ressourcen

Verfügbare Motion Control Ressourcen

1511T / TF 1515T / TF 1516T / TF 1517T / TF

800 2400 6400 10240

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 S7-1500 und

S7-1500 T-CPU

Auswahlhilfen:

SIZER und TIA Selection Tool

Seite 113

Mit steigender Anzahl eingesetzter Technologieobjekte benötigt die CPU mehr Rechenzeit zur

Bearbeitung der Technologieobjekte Motion Control-Zyklus wird länger.




Anzahl Technologieobjekte / Extended Motion Control Ressourcen

Seite 114

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.

• Extended Motion Control Ressourcen nur für

S7-1500 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)

Verfügbare Extended

Motion Control Ressourcen

1511T / TF 1515T / TF 1516T / TF 1517T / TF

40 120 192 256


Motion Ressourcen

Kurvenscheibe 2

Kinematik 30




Mengengerüst und Zykluszeiten (Orientierungswerte)

CPU 1511T

CPU 1511TF

Achsanzahl max.: 10 Positionierachsen

Motion Control-Zyklus: ≥ 2 ms

Achsanzahl typisch: 5 Positionierachsen in 4 ms *)

CPU 1515T

CPU 1515TF

CPU 1517T

CPU 1517TF


Motion Control-Zyklus: ≥ 500 µs





*) bei ca. 35 % CPU-Last!

CPU 1516T

CPU 1516TF







Einfluss auf Laufzeit der zyklischen Programmebene

OB1

OB Servo

OB IPO


t

OB Servo

OB IPO

OB Servo

OB IPO

OB1

tCylce time OB1

TOs benötigen ca. 1 ms

Motion Control-Applikationszyklus: 4 ms

OB1 Cycle time ohne Motion Control: 5 ms

OB1 mit Motion Control: 7,2 ms


t

OB Servo

OB IPO

OB Servo

OB IPO

OB1

tCylce time OB1

TOs benötigen ca. 1 ms

Motion Control-Applikationszyklus: 2 ms

OB1 Cycle time ohne Motion Control: 5 ms

OB1 mit Motion Control: 11,2 ms

OB Servo

OB IPO

OB Servo

OB IPO

OB Servo

OB IPO

Beispiel bezogen auf bestimmte TO-Anzahl und CPU Typ


SIMATIC S7-1500 T-CPU Support / Info

siemens.de/t-cpu



Agenda



Support / Infos 5

Migration SIMATIC S7-300 auf S7-1500 3.1

Doku-Konzept 3.2

Auswahlhilfen 3.3

Gut zu wissen … 3.4




Februar 2018


Migration SIMATIC S7-300T S7-1500 T-CPU

Migrationsleitfaden

Seite 119

• Umstieg von der bisherigen

Technologie-CPU 31xT auf eine

S7-1500 T-CPU

• Vergleich der Technologien bzw.

Technologieobjekte

• Vergleich der Technologie-

funktionen / PLCopen-Bausteine

• Exemplarische Migrationen eines

STEP 7 V5.5 Anwenderprojekts mit

Hilfe des TIA Portals

• Diverse Programmier-Tipps

Effiziente Migration



Agenda



Support / Infos 5


Doku-Konzept 3.2

Auswahlhilfen 3.3





Februar 2018


Doku-Konzept

Umfangreiche Dokumentation

Seite 121

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


http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/86140384


Doku-Konzept

Umfangreiche Dokumentation

Anwenderdokumentation

• Betriebsanleitung: SINAMICS V90, SIMOTICS S-1FL6 • https://support.industry.siemens.com/cs/de/de/view/109742519

• Getting Started: Erste Schritte V90 PN an S7-1500 Motion Control • https://support.industry.siemens.com/cs/de/de/view/109739497

• Bedienhandbuch: SINAMICS V-ASSISTANT Onlinehilfe • https://support.industry.siemens.com/cs/de/de/view/109742493

• Installationshandbuch: SIMOTICS 1FL6 Servo Motors • https://support.industry.siemens.com/cs/de/de/view/79670187


https://support.industry.siemens.com/cs/de/de/view/109742519








Agenda



Support / Infos 5


Doku-Konzept 3.2

Auswahlhilfen 3.3





Februar 2018


SIMATIC S7-1500 integriert in SIZER:

achsbezogene Projektierung; Kinematiken ab SIZER V3.18 (HMI 2018)

• S7-1500 CPUs inkl. F-/C-CPUs und ET 200SP/pro-CPUs inkl. Open Controller

• S7-1500 T-/TF-CPUs

• Schnittstelle zum TIA Selection Tool (Stücklisten-Austausch SIZER TST bzw. umgekehrt)

Auswahlhilfen

SIZER ‒ Auslegung von Antriebssystemen inkl. SIMATIC S7-1500

Seite 124

die passende CPU auf einem Blick

Filter-/Sortier-Möglichkeiten

Zuordnung SINAMICS Antriebssystem

grafische Anzeige der CPU-Auslastung

Schnellauslegung ohne Projektierung

Antriebssystem ist möglich




SIMATIC S7-1500 inkl. Motion Control im TIA Selection Tool:

mengengerüstbezogene Projektierung / Kinematiken ab TST 2017.4 (1/2018)

• S7-1500 CPUs inkl. F-/C-CPUs und ET 200SP-CPUs inkl. Open Controller

• S7-1500 T-/TF-CPUs

• Schnittstelle zu SIZER (Stücklisten-Austausch TST SIZER bzw. umgekehrt)

Auswahlhilfen

TIA Selection Tool ‒ Auslegung TIA-Komponenten inkl. Motion Control

Seite 126

die passende CPU auf einem Blick

per Drag & Drop einfügen

Weitere Details unter „Limits“

Mengengerüst Motion Control

unter Eigenschaften angeben




Agenda



Support / Infos 5


Doku-Konzept 3.2

Auswahlhilfen 3.3





Februar 2018


• Programmier-Styleguide

• Programmierempfehlungen für

S7-1200 und S7-1500 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

• … www.siemens.com/onlinesupport/simatic-technology

Gut zu wissen …

Programmierempfehlungen und Migrationsleitfaden

Effizient programmieren


http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/81318674

http://www.siemens.com/onlinesupport/simatic-technology




• Zentrale Einstiegsseiten mit allen Informationen zum

Thema Motion Control

• Allgemein:

www.siemens.de/simatic-technology

• Siemens Online Support:

• Leitfaden

• FAQs

• Videos

• …

www.siemens.de/onlinesupport/simatic-technology

Gut zu wissen …

Übersichtsseiten zum Thema SIMATIC Motion Control

Effizient programmieren


http://www.siemens.de/simatic-technology



http://www.siemens.de/onlinesupport/simatic-technology




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 S7-1500 und S7-1500T

Verfügbare Extended Motion Control Ressourcen

Verfügbare Motion Ressourcen


1511T / TF 1515T / TF 1516T / TF 1517T / TF

800 2400 6400 10240

1511T / TF 1515T / TF 1516T / TF 1517T / TF

40 120 192 256


Motion Ressourcen

Kurvenscheibe 2

Kinematik 30


Motion Ressourcen

Drehzahlachse 40

Positionierachse 80

Gleichlaufachse 160

Externer Geber 80

Messtaster 40

Nocken 20

Nockenspur 160


Gut zu wissen …

Motion Ressourcen

Verfügbare Motion

Ressourcen

Verbrauchte Motion

Ressourcen

Motion Ressourcen

der TOs



Gut zu wissen … Taktsynchronität

Was ist zu tun im TIA Portal? S7-1500T S7-1500

Zyklischer Datenaustausch

Siemens Telegramm 105

Automatisch Taktsynchroner Betrieb

Organisationbaustein MC-Servo wählen

(geht nur wenn TO bereits angelegt ist)

1. Schritt: PN-Schnittstelle Antrieb_1

Markiere PN-Schnittstelle von Antrieb_1

1.

2.

3.

5.

6.

7.

4.





Sync-Domain

Sync-Master ist PLC_1

IO-Devices sind Sync-Slave

RT-Klasse auf IRT stellen

---- WICHTIG !!! ---

Topologie muss projektiert sein

(in Topologiesicht)

2. Schritt: PN/IE_1 markieren

Markiere PN/IE_1

1.

2. 3.

5.

4.





Einstellung Zykluszeit

Synchron zum Bus

Faktor passend zur Applikation wählen,

typisch bei zwei Pos-Achsen Faktor 2

ausreichend

3. Schritt: MC-Servo [OB91]

Rechtsklick:

Eigenschaften

2. 3.

4.



Markus Geiger

RC-DE DF FA 2 PROM

Weissacher Str. 11

70499 Stuttgart

Telefon: +49 (711) 137-2253

E-Mail:

[email protected]

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

siemens.com/t-cpu

mailto:[email protected]

Engineered mit TIA Portal SIMATIC S7-1500 T-CPU · 2018-07-18 · Frei verwendbar © Siemens AG...

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