Engineered with TIA Portal SIMATIC S7-1500 T-CPU · Ressources 4) 800 800 800 800 2400 2400 5)10240...

siemens.com/t-cpu

Engineered with TIA Portal

Unrestricted © Siemens AG 2016

SIMATIC S7-1500 T-CPU TIA na dosah

© Siemens AG 2016

Advanced Controller – SIMATIC S7-1500 T-CPU

Portfólio řízení motion control

Vlastnost / funkce Výhody

Pokročilé funkce Motion Control:

• Gearing (synchronizace)

• Camming (vačky)

Sofistikované funkce

Motion Control

… v běžném prostředí SIMATIC

… pro vysokou flexibilitu stroje

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 S7-1500 až po

S7-1500 T-CPU

Bezproblémové rozšíření Motion

Control funkcí oproti standardnímu

PLC

Fail-safe PLC

S pokročilými MC funkcemi

Funkce Motion Control a safety v

jednom PLC

Page 2 August 2016

SIMATIC S7-1500 T-CPU

S7-1511T S7-1515T S7-1517T

S7-1511TF S7-1515TF S7-1517TF

New New

© Siemens AG 2016

Advanced Controller – SIMATIC S7-1500

portfólio CPU se rozšířilo o T-CPU

Seite 4

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 MB1)

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)

3

10

3

10

3

10

3

10

5

30

5

30

64

128

100

128

3

10

5

30

64

128

100

128

Motion Control

Ressources 4) 800 800 800 800 2400 2400 10240 10240 800 5) 2400 5) 10240 5) 10240

2) at 4ms Servo/IPO cycle time and 40% CPU load due to Motion Control

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

2 1

1

2 1

1

2 1

1

2

3

1

1

2

3

1

1

1

1

2 1

1

2

1) 20 MB additional memory for ODK application

4) Ressources for Motion Control technology objects (examples): Speed setpoint: 40; Positioning: 80; Gearing: 160; Output cam: 20; Output cams: 160; Measuring input: 40

3) no further TO´s applicable

August 2016 PRELIMINARY! SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE!

PROFINET IO with IRT 2 PROFINET IO with RT 3 PROFINET basic services 1 5) Additional Number of Cam´s: 1511T: 20; 1515T: 60; 1517T: 128 PROFIBUS

© Siemens AG 2016

SIM

OT

ION

S7

-1500

Overview

Motion control funkce a typické aplikace

koordinace

(synchronní operace, vačky)

Polohování • Paletizátory, ...

• Výtahy + vertikální dopravníky

• Podavače + dveřní systémy

• Synchronizované osy

• Příčné řezačky

• Letmé nůžky, ...

• Cartezské portály

• Delta pickery

• Scara roboty, ...

• Pumpy, ventilátory, míchadla

• Dopravníkové pásy

• Pomocné pohony, ...

Dráhová interpolace

Manipulace

Řízení otáček

S7

-12

00

S7-1

500 T

-CP

U

March 2017 DF FA PMA SP1 . Page 5

SIMATIC S7-1500 T-CPU Integrace pohonů

siemens.com/t-cpu

© Siemens AG 2016

Motion control se SIMATIC S7-1500 T-CPU

Integrace pohonů s použitím TO

Analogový

signál

Pulsní

interface

U/I

Použití pohonu SINAMICS drives

Standardní měnič,

servo měnič SINAMICS G / S / V90 PN

Standardní měnič,

servo měnič Všechny SINAMICS pohony

Krokový motor,

servo měnič SINAMICS V60, V90

Pulsní interface

Analogový signál U/I


© Siemens AG 2016


Integrace pohonů s použitím TO

HMI Factory network Engineering

SIMATIC S7-1500

SINAMICS S120

CU320-2

(booksize)

SINAMICS S120

CU310-2

(blocksize)

SINAMICS

V90 PN

Řízení krokových

motorků

TO

Drive

controller

PROFIdrive Control words status words

Speed setpoints speed actual value

encoder actual value

: : : : : : :


ET 200MP

TM PTO4

(v přípravě)

© Siemens AG 2016


Integrace enkoderů použitím TO

Flexibilní připojení enkoderů

Enkodér

na měniči

Enkodér přes

PN nebo PB

Enkodér na

technologickém

modulu Enkodér na

technologickém modulu

U/I

Přímo na měnič (standardní pro servopohony)

Na CPU přes technologický modul

Až 4 enkodéry pro jeden TO

Na CPU přes PROFINET IO / PROFIBUS DP


© Siemens AG 2016

Motion control se SIMATIC S7-1500 T-CPU ‒ technologické objekty

rozdíly v synchronních funkcích, S7-1500 – S7-1500 T-CPU

Polohovací osa

Synchronizovaná

osa

Pouze

vazba

setpointu

Synchronizovaná

osa

Hlavní

osa

vlečená

osa

S7-1500 S7-1500T

Polohovací osa

Synchronizovaná

osa

vazba

setpointu

Synchronizovaná

osa

Hlavní

osa

vlečená

osa

Externí enkodér

Vazba

aktuální

hodnoty

Synchronizace

bez

určení

synchronizační

pozice

Synchronizace

bez/s

určení

synchronizační

pozice

Relativní synchronizace Absolutní synchronizace

Page 10

SIMATIC S7-1500 T-CPU SIMATIC S7-1500 T-CPU se SINAMICS

V90 PN (TIA Portal integrated engineering)

siemens.com/t-cpu

© Siemens AG 2016

SIMATIC

S7-1500

SIMATIC

S7-1500 T-CPU

TIA Portal V14

Advanced Controller & SINAMICS V90 with PROFINET

Snadná integrace do TIA Portal

or

SINAMICS

V90 s PN

• V90 s PN: TIA Portal Integration (HSP185)

• Drive engineering na několik „kliknutí“

• Předkonfigurované nastavení

• Auto-Tuning

• + další.

=> Perfektní souhra

systému

August 2016 Page 13

© Siemens AG 2016

Technology

Standard

Přehled

S7-1500 T-CPU: Motion control rozšíření ve srovnání se standardním řízením

abs

.

rel.

S7-1511 S7-1513 S7-1515 S7-1516 S7-1517 S7-1518

Mo

tio

n c

on

tro

l fu

ncti

on

ality

Performance (TIA Portal V14 SP1)

5

10

7

30

70 128

128 128

SIMATIC S7-1500 controller Software

controller

…

Open-loop speed control

Positioning

Output cam /

measuring input

Gearing 2) (relative)

Camming

Gearing 1) (absolute)

Počet

Polohovacích os

Ve 4ms pro 35% CPU load

Maximum


1) Synchronization with specification of the synchronous position 2) Synchronization without specification of the synchronous position

3)

3)

3)

3) No PROFINET IRT

FW V2.1 FW V2.1

New New

© Siemens AG 2016

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

typická konfigurace systému se SIMATIC S7-1500 a V90 PN


Sollas Horizontální

balicí stroj

SIMATIC

HMI KTP700

Basic PN

Sinamics 1FL6 LI

Simatic

S7-1515 T-CPU

Sinamics V90 PN

ET200SP HF

PROFINET

Simotics GP

Feeder

Sinamics V20

Sensors Film feeder Longitudinal

sealer

Lower film

folder

Pusher Product

transport 1

Product

transport 2

Tucker

SIMATIC S7-1500 T-CPU Technologické objekty pro motion control:

Rychlostní / Polohovací / Synchronní osy

siemens.com/t-cpu

© Siemens AG 2016


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

Příklad:

Zavírání formy pro

vstřikolisy


© Siemens AG 2016

• 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


Simulované osy

Simulating an axis without drive

Pohon není nutné

konfigurovat!

Simulating a real axis


Simulované osy – test os bez připojeného pohonu

© Siemens AG 2016

• 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

Virtuální osy


Virtuální osy

Simulating an axis without a drive virtual axis

Virtual

leading axis


© Siemens AG 2016


Synchronizované osy

• TO synchronizovaná osa

• Hlavní (řídicí, moster) hodnota je

• Setpoint master osy nebo

• Setpoint/actuální poloha master osy (jen T-CPU) nebo

• 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

Vazba pohonů s úhlovou synchronizací Polohová osa Synchronizovaná osa

Vedená

osa

Řídicí

hodnota převod Synchronizace

řídicí osa vedená osa


© Siemens AG 2016


Příklad použití synchronizačních funkcí pro balicí (plnicí) stroj

Měřicí

kolečko

Detekce tiskové značky

Posuv fólie

Měřicí kolečko

Kompenzace prokluzu

Tisková značka

Synchronizace

na značku na fólii

Elektronická vačka

synchronizace

mezi posuvem fólie

a řezačkou


© Siemens AG 2016

Lis s podavačem

Axis 2

Axis 1

0°

lis

podavač

V90

PN

CPU 1515T

V90

PN

Axis 2 Axis 1

V90

PN

CPU 1515T

V90

PN

Page 25

© Siemens AG 2016

Lis s podavačem

Axis 2

Axis 1

0°

lis

podavač

V90

PN

CPU 1515T

V90

PN

V90

PN

CPU 1515T

V90

PN

Page 26

Funkční diagram (Cam - vačka)

SIMATIC S7-1500 T-CPU Technologické objekty pro motion control:

Vačky

siemens.com/t-cpu

© Siemens AG 2016


mechanická vačka

März 2016 PRELIMINARY! SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE! | DF FA PMA SP1 Seite 30

Master in °

Slave in mm

© Siemens AG 2016

Vlastnosti Výhody

• Grafické a tabulkové

zadání vačky1)

• Flexibilní a efektivní

způsoby zadání

• Identická interpolace

vaček za běhu nebo

při přípravě

• Okamžitá analýza

chování vačky při

návrhu

• Optimalizace

segmentů vačky podle

okrajových podmínek2) • Vyšší kvalita pohybu

• Kalkulace a

modifikace vačky za

běhu • Vyšší flexibilita stroje

• Nástroj pro vačky je

také k dispozici jako

samostatný nástroj

(zdarma)

• Editace vačky nezávisle

na SW TIA Portal


editor vaček

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


© Siemens AG 2016

Pracovní segment

Přechodový segment (interpolován systémem)

Přiřazení reálné osy


Zadání graficky nebo tabulkou

© Siemens AG 2016

Systémové interpolace využívající

kubické nebo Bezierovy spliny


Pracovní segmenty:

1000 interpolačních

bodů a 50 segmentů

© Siemens AG 2016

Interpolation podle VDI 2143


© Siemens AG 2016

Zobrazení rychlosti, zrychlení a odtrhu

Výběr a nastavení zobrazení


© Siemens AG 2016

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

März 2016 Seite 36

© Siemens AG 2016

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

März 2016 Seite 37

https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/105644659

https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/105644659

© Siemens AG 2016


März 2016 Seite 38

© Siemens AG 2016


März 2016 Seite 39

© Siemens AG 2016

Vačky

Synchronizace na definované pozici

März 2016 Seite 40

Pomocí parametru

„MasterSyncPosition“ lze specifikovat

pozici na vačce relativně k začátku

vačky

© Siemens AG 2016

Vačky

Synchronizace na definované pozici v klidu

März 2016 Seite 41

© Siemens AG 2016

Vačky

modifikace vačky zoomováním

März 2016 Seite 42

Zoomování vačky pomocí parametrů

"MasterScaling" a "SlaveScaling“

Zoomovací faktor může být použít pro vodící

osu (MasterScaling) a synchronizovanou osu

(SlaveScaling)

SIMATIC S7-1500 T-CPU Motion control – Execution system

siemens.com/t-cpu

© Siemens AG 2016

Execution system

Cyklus cyklického programu a řízení pohybu

Cykl. program (OB 1) t

Jak je vykonáváno řízení pohybu v S7-1500/S7-1500 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)

OB1

OB Servo

OB IPO

tmotion control application cycle

t

OB Servo

OB IPO

OB Servo

OB IPO

MC_

Prog OB1

MC_

Prog


© Siemens AG 2016

Execution system

Aplikační cyklus řízení pohybu a systém řízení pohybu 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)

1

2

Přerušení s nastavitelným tmotion control application cycle

Co dělají ty dvě MC-OB?

Buď jako Cyklické přerušení OBs

Isochronní OBs na sběrnici

(drives via PROFIdrive)

tmotion control- = position control clock cycle = interpolation clock cycle

application cycle [MC Servo] [MC-IPO]

Typ volání


© Siemens AG 2016

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

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

OB1

Error OB

Timer interrupt

Hardware interrupt

Isochronous OB

MC Servo

MC Interpolator

Fixed cycle

Priority

Time

Pre-/PostServo


© Siemens AG 2016

S7-1200/1500(T)

Aplikační řešení

MC-PostServo [OB95]

telegram n Speed setpoint

fieldbus

Drive

MC-Servo MC-PostServo

n

Aplikace:

kompenzace

nelineárních

hydraulických os

Modifikace telegramu např.

připojení cizích pohonů nebo

řízení brzdy

DB

n


Modifikace

žádané hodnoty nebo telegramu

© Siemens AG 2016

S7-1200/1500(T)

Aplikační řešení

MC-PreServo [OB67]

telegram enc. Encoder data

fieldbus

Drive

MC-Servo MC-PreServo

enc.

Aplikace:

Připojení analogového

enkodéru

Modifikace telegramu např.

připojení cizích pohonů

DB

enc.


Modifikace

enkodéru nebo telegramu

© Siemens AG 2016

Execution system

Rozšíření execution systému v TIA V14

März 2016 Seite 50

SIOS ID:

109741575

© Siemens AG 2016

Počet os a výkon

Number of technology objects / motion control resources

Technologické

objekty

potřebné

motion ressources

Speed axis 40

Positioning axis 80

Synchronous axis 160

External encoder 80

Measuring input 40

Cam output 20

Cam track 160

10240

1517(T)

10240

1517(TF)

2400

1515(T)

800

1511(T)

Dostupné motion-zdroje (resources)

SIZER a TIA Selection Tool

pro výběr správného CPU

Počet vačkových disků: 60

1515T

20

1511T

TIA Portal:

128

1517T(F)

Page 51

© Siemens AG 2016

S7-1517T

S7-1517TF

S7-1515T

S7-1515TF

S7-1511T

S7-1511TF

Počet os a výkon

Orientační hodnoty vytížení a doby cyklu

Maximálí počet os: 10 polohovacích os

Motion control cyklus: ≥ 2 ms

Typický počet os: 5 polohovacích os v cyklu 4 ms *)


Motion control cyklus: ≥ 500 µs



Motion control cyklus: ≥ 1 ms


*) pro přibližné vytížení CPU na 35%


© Siemens AG 2016

Vzorový příklad S7-1500T:

Kruhový pohyb na základě vaček a FB "MoveCircle2D”

März 2016 Seite 53

https://support.industry.siemens.com/cs/document/109742306

• Pohyb os X aY je vytvořen pomocí vaček a synchronizace.

• Potřebné vačky jsou generované prostřednictvím funkčního

bloku "MoveCircle2D”

https://support.industry.siemens.com/cs/document/109742306

© Siemens AG 2016

Objednací čísla

SIMATIC S7-1500 T-CPU controller


CPU 1511T-1 PN

• 6ES7511-1TK01-0AB0 932€

CPU 1515T-2 PN

• 6ES7515-2TM01-0AB0 2601€

CPU 1517T-3 PN/DP

• 6ES7517-3TP00-0AB0 5600€

CPU 1511TF-1 PN

• 6ES7511-1UK01-0AB0

CPU 1515TF-2 PN

• 6ES7515-2UM01-0AB0

CPU 1517TF-3 PN/DP

• 6ES7517-3UP00-0AB0 6157€

S7-1511T S7-1515T S7-1517T

S7-1511TF S7-1515TF S7-1517TF

© Siemens AG 2016

Děkuji za pozornost !

Radek Novotný

Siemens s.r.o.

RC-CZ DF FA PMA

Tel : +420 544 508 467

Fax: +420 233 035 742

Mobil: +420 720 537 708

Email: [email protected]

siemens.com

mailto:[email protected]

Date post:	10-Sep-2018
Category:	Documents
Upload:	hoangdang
View:	240 times
Download:	1 times

Engineered with TIA Portal SIMATIC S7-1500 T-CPU · Ressources 4) 800 800 800 800 2400 2400 5)10240...

Documents