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自动化系统主要通过以下特性来识别:
但是,机械工程需求差异非常大,取决于具体的机器型号。
每个硬件平台在特定应用中使用时都有其优点。
不同的平台之间还可以非常轻松地进行组合,这是模块化机器和设备的突出优点。因为单个的硬件平台总是具有相同的系统特性,即不论使用什么平台,功能和工程总是一样。
PROFIBUS 或 PROFINET 可以用来创建驱动和 I/O 之间的远程连接。
PROFINET/PROFIBUS 还可以用于 HMI 设备(如 SIMATIC HMI 或 SIMATIC S7 之类的上位控制器)之间的通信。这就意味着,SIMATIC HMI 面板以及安装有 WinCC 的 PC 可以用作操作员系统。甚至第 3 方应用也可以通过 OPC 接口与 SIMOTION 进行通信。
在 SIMOTION D 中,SIMOTION 的功能直接集成于 SINAMICS S120 驱动系统的闭环控制模块中。因此,整个系统(包括开环控制和驱动)都极其紧凑且响应快速。
SIMOTION D 提供两种型号:
这种性能细分确保大程度的可扩展性和灵活性。应用领域从单轴机器到高性能的多轴机器。为了实现可视化和操作,SIMATIC HMI 设备可通过 PROFIBUS、以太网或 PROFINET 进行连接,具体取决于SIMOTION D 的型号。通过 PROFINET 或 PROFIBUS 来连接分布式 I/O。
SIMOTION C 是采用 SIMATIC S7-300 设计的运动控制器。
其提供两种型号,接口不同,但运动控制功能或性能都相同。除了已经集成的 I/O 外,两种控制器还可通过 SIMATIC S7-300 系列的 I/O 模块加以扩展。
SIMOTION C240 是采用模拟量设定值接口和步进驱动器的应用的理想解决方案。它具有四个内置驱动器和编码器接口,非常适合机器改装项目。
SIMOTION C240 PN 可用于基于 PROFINET 的机器自动化项目。这种控制器具有三个 PROFINET 端口,除支持 TCP/IP 和 RT 通信外,还支持具有 IRT 功能的 PROFINET。它能够操作采用 PROFIdrive 行规的 PROFINET 驱动器以及 PROFINET I/O(如高速 SIMATIC ET 200SP)。
两种型号都另外配备两个 PROFIBUS 接口,通过这两个接口可以连接支持 PROFIdrive 行规和标准 I/O 的驱动。除此以外,两个控制器还具有工业以太网接口,从而提供更多的通信选项。
SIMOTION P 是基于 PC 的运动控制系统,具有两种型号:
由于 PC 中不含旋转部件,SIMOTION P320-4 系统适用于恶劣环境中的应用。两个 PC 都配有针对 SIMOTION 的常见实时扩展系统。这就意味着,除了 SIMOTION 机器应用程序以外,还可能随时运行其他 PC 应用程序,例如 SIMOTION 工程系统、操作员应用程序、过程数据例程或标准的 PC 应用程序。
借助其的处理器性能,SIMOTION P350-4 特别适合对性能要求较高的应用(如具有高动态配置和压力控制回路的液压应用)。
SIMOTION P320-4 特别适合恶劣的操作环境。由于其尺寸小,因此对于许多可用空间有限并且需要设计非常坚固的应用均是佳选择。
SIMOTION P320-4 可通过各种不同的 SIMOTION 工业平板显示器来操作 (IFP)。提供了不同的屏幕大小,既可以使用键盘和鼠标,也可以使用触摸屏进行操作。
这两个型号都标配有一个现场总线接口,其形式为集成式 PROFINET 接口(3 个端口)。IsoPROFIBUS board 板可安装在扩展插槽内以实现 PROFIBUS 应用。IsoPROFIBUS 板具有两个附加 PROFIBUS 接口。
SIMOTION D 适用于单轴和高性能多轴组合系统的模块化机器概念的实施:
随着伺服变频器和矢量变频器使用的增加,需要 PLC、运动控制和技术功能的高度集成。
通过 SIMOTION D4x5-2,某些控制模块还可用作 SIPLUS 型号,适合在极为恶劣的环境条件下使用(例如,在有毒环境中)。
使用SIMOTION D的自动化解决方案的典型设计
以下组件构成 SIMOTION D410-2 单轴系统:
SIMOTION D410-2 和 SINAMICS S120 PM340 功率模块之间可通过集成 PM-IF 接口或通过 DRIVE-CLiQ 接口(若使用的是 CUA31/CUA32 控制单元适配器)进行连接。
为了创建带 SIMOTION D410-2 的多轴系统,通过 PROFIBUS 或 PROFINET 将附加的 SINAMICS S110/S120 控制单元连接至 SIMOTION D410-2。
SIMOTION D410-2 通过使用 SIMOTION 技术功能来集中进行运动控制。
以下组件可用于构建 SIMOTION D4x5-2 多轴系统:
SIMOTION D 控制单元与 SINAMICS S120 变频调速柜模块之间通过 DRIVE-CLiQ 进行连接。
注意:
通过使用 CUA31/CUA32 控制单元适配器,SINAMICS S120 PM340 块型功率模块可运行在 SIMOTION D4x5-2上。
SIMOTION D可扩展出下列I/O:
通过 SIMATIC S7-1200 的故障安全模块,可集成到整体自动化系统中以满足安全方面的应用要求。模块中中集成有故障安全运行所需的安全功能。通过 PROFIsafe 机制与故障安全 SIMATIC S7 CPU 通信。
这些模块只能在集中式系统中运行。
通过 SIMATIC S7-1200 的故障安全模块,可集成到整体自动化系统中以满足安全方面的应用要求。模块中中集成有故障安全运行所需的安全功能。通过 PROFIsafe 机制与故障安全 SIMATIC S7 CPU 通信。
这些模块只能在集中式系统中运行。
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IM 360/IM 361 和 IM 365 允许多层配置 S7-300 自动化系统(CPU 313C,314 以上),由中央控制器和多 3 个扩展单元机架组成。
各个机架通过接口模块互相连接。
通用特性
所有接口都具有以下特点:
IM 365
对于一个ER来说,IM 365是经济的扩展办法。 它有以下特点:
IM 360/IM 361
对于较大型扩展项目,IM 360 和 IM 361 都是理想解决方案。 它们有以下特点:
SIPLUS extreme 产品基于 SIMATIC 标准产品。此处的内容摘自相关的标准产品。增加了与 SIPLUS extreme 相关的信息。
S7-200的工作过程和CPU的工作模式
1) S7-200在扫描循环中完成一系列任务。任务循环执行一次称为一个扫描周期。S7-200的工作过程如图4所示。在一个扫描周期中,S7-200主要执行下列五个部分的操作:
(Ⅰ)读输入:S7-200从输入单元读取输入状态,并存入输入映像寄存器中。
(Ⅱ)执行程序:CPU根据这些输入信号控制相应逻辑,当程序执行时刷新相关数据。程序执行后,S7-200将程序逻辑结果写到输出映像寄存器中。
(Ⅲ)处理通讯请求:S7-200执行通讯处理。
(Ⅳ)执行CPU自诊断:S7-200检查固件、程序存储
器和扩展模块是否工作正常
(Ⅴ)写输出:在程序结束时,S7-200将数据从输出映像寄存器中写入把输出锁存器,后复制到物理输出点,驱动外部负载。
(2)、S7-200 CPU的工作模式
S7-200有两种操作模式:停止模式和运行模式。CPU面板上的LED状态灯可以显示当前的操作模式。
在停止模式下,S7--200不执行程序,您可以下载程序和CPU组态。在运行模式下,S7-200将运行程序。
S7-200提供一个方式开关来改变操作模式。您可以用方式开关(位于S7-200前盖下面)手动选择操作模式:当方式开关拨在停止模式,停止程序执行;当方式开关拨在运行模式,启动程序的执行;也可以将方式开关拨在TERM(终端)(暂态)模式,允许通过编程软件来切换CPU的工作模式,即停止模式或运行模式。
如果方式开关打在STOP或者TERM模式,且电源状态发生变化,则当电源恢复时,CPU会自动进入STOP模式。如果方式开关打在RUN模式,且电源状态发生变化,则当电源恢复时,CPU会进入RUN模式。
CU310 DP 控制单元为功率模块提供了通讯和开环/闭环控制功能。
设计
CU310 DP控制单元提供有以下标准接口
· 1个DRIVE-CLIQ插槽,可实现与其他DRIVE-CLIQ设备的通讯,例如传感器接口模块、端子扩展模块等
· 1个PM340接口(PM-IF)
· 1个基本操作面板BOP20接口
· 1个符合PROFIdrive V4行规的PROFIBUS接口
· 1个编码器接口
可以连接以下类型的编码器
-TTL/HTL—增量式编码器
-不带增量信号的SSI编码器
· 4路可参数化数字量输入
· 4路可参数化双向数字量输入输出
· 1个RS232串行接口
· 1个CF插槽
· 1个24VDC接口
· 1个安全停车功能端子输入接口
· 1个温度传感器接口
CU310 控制器的状态通过多色的LED显示
由于固件和参数设置保存在CF卡上,因此无需调试工具就可更换控制器
集成
CU310 DP 控制单元通过PM-IF接口连接到PM340。其他DRIVE-CLIQ组件比如传感器接口模块或端子扩展模块通过DRIVE-CLIQ连接。
CU310 DP控制单元通过DRIVE-CLIQ接口连接装机装柜型PM340。使用该组件时,必须将传感器接口模块和端子扩展模块连接到装机装柜型PM340上未被占用的DRIVE-CLIQ口。
可使用BOP20基本操作面板更改参数设置。在操作过程中,还可将BOP20面板安装到CU310 DP上进行诊断。
CU310 DP使用PROFIBUS和profidrive V4 配置文件与上位控制系统通讯。
SIMOTION D 控制单元:D410?2,D4x5?2(4 个性能级别)
SIMOTION D 是 SIMOTION 的结构紧凑、基于 SINAMICS S120 变频调速柜系列的版本。
SIMOTION D 控制单元有以下几种型号:
这种可扩展性可确保对自动化方面不断变化的要求快速做出响应,而无需对系统做出改变。
通过 SIMOTION D,PLC、运动控制功能以及 SINAMICS S120 驱动软件能在一个共享控制硬件上运行。SIMOTION D 中集成有符合 IEC 61131?3 的 PLC,这意味着该系统不仅能够控制运动序列,而且还可控制整台机器。
根据所用的 SIMOTION D 平台,HMI 设备可在内置的 PROFIBUS、Ethernet 或 PROFINET 接口上运行,以进行操作员控制与监视。远程维护、诊断和远程等功能也可通过这些接口来使用。
CPU 运行需要 SIMATIC 微存储卡(MMC)。
CPU 315F-2 DP支持建立一个故障安全自动化系统,以满足不断增长的安全需要,特别适用于生产工程。
包括故障安全I/O模块的分布式I/O站可以通过内置的 PROFIBUS DP 接口连接。ET 200M故障安全型I/O模块可以满足安全相关的应用。
F CPU与故障安全I/O模块之间的安全相关通讯通过PROFIsafe实现。
CPU 315F-2 DP 具有以下特点:
可参数化的特性
可以使用 STEP 7 对 S7 的组态、属性以及 CPU 的响应进行参数设置:
信息和显示功能
集成通信功能
通信
通过 PROFIBUS DP 执行中央控制器与分布式站之间的安全型通信和标准通信。 专门开发的 PROFIBUS 行规PROFIsafe 支持在标准数据报文帧中传送安全功能的用户数据。无需其它硬件组件,例如特殊安全总线。所需的软件既可以作为一个操作系统的扩展功能集成在硬件组件中,也可以作为一个软件块装载到 CPU 中。
系统功能
CPU 为诊断、参数设置、同步、报警、时间测量等提供了多种系统功能。
更多详情,参见手册。
F-CPU 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中以及故障安全信号模块中。
信号模块采用差异分析方法和测试信号注入技术来监视输入和输出信号。
CPU通过周期性自检、命令测试以及基于逻辑和时间的程序执行检测,检查控制器运行的正确性。此外,通过“活跃标志(sign-of-life)”请求,还可以对 I/O 进行检测。
当系统诊断出一个故障时,系统将进入安全状态。
操作 S7-300F-2 DP 不需要 F 运行版授权。
CPU 315F-2 DP 的编程方法与 SIMATIC S7 系统的编程方法相同。通过诸如 STEP 7 编程工具可创建非安全型用户程序。
选件包 SIMATIC S7 Distributed Safety (Classic) 和 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12)
STEP 7 选件包“SIMATIC S7 Distributed Safety”(Classic) 或 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12) 用于对与安全型程序段进行编程。选件包中包括所有用来创建 F 程序的所有功能和块。
具有安全功能的 F 程序以 F-FBD 或 F-LAD 方式进行创建,或利用 F 库中的特殊功能块进行创建。使用 F FBD 或 F LAD 可简化工厂的组态与编程,也因与特定工厂无关的统一表示形式而简化了验收测试。无须使用其它工具,程序员就可以对安全型应用进行组态。
PLC加法指令使用说明及指令要素
该指令的助记符、指令代码、操作数、程序步如表 1 所示。表 1 加法指令的要素
指令名称 |
助记符 |
指令代码位数 |
操作数范围 |
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 加法指令是将指定的源元件中的二进制数相加,结果送到指定的目标元件中去。 ADD 加法指令的说明如图 1表示。
图图1 加法指令使用说明
当执行条件 X0 由 OFF → ON 时, [D10]+[D12] → [D14] 。运算是代数运算,如 5+ ( -8 ) =-3 。
ADD 加法指令有 3 个常用标志。 M8020 为零标志, M8021 为借位标志, M8022 为进位标志。
如果运算结果为 0 ,则零标志 M8020 置 1 ;如果运算结果超过 32767 ( 16 位)或 2147483647 ( 32位),则进位标志 M8022 置 1 ;如果运算结果小于 -32767 ( 16 位)或 -2147483647 ( 32 位),则借位标志M8021 置 1 。
在 32 为运算中,被指定的字元件是低 16 位元件,而下一个元件为高 16 位元件。
源和目标可以用相同的元件号。若源和目标元件号相同而采用连续执行的 ADD 、( D ) ADD 指令时,加法的结果在每个扫描周期都会改变。