12
Prof.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 1 - TIA-optimierte Konfiguration, Steuerung + Regelung von synchronisierten 2-Motoren-Automatisierungsprozessen mit Siemens SIMOTION CONTROL in MCC und ST Prof. Dr.-Ing. Wolfram Stanek TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung basierend auf Studienarbeiten von Volker Specht (SA 2006 - Schwerpunkt ST-Programmierung) + Pierre Moskopp (SA 2005/06 - Schwerpunkt MCC + Praktikumsversuch) im Labor „Automatisierungstechnik und Robotik“ Kurz-Info zu Spektrum Totally Integrated Automation (TIA) Bild 1:Kompakt-Überblick (Auszug) Simotion Control mit Sinamics Integrated (HW+SW)

TIA-optimierte Konfiguration, Steuerung + Regelung von ... · PDF fileProf.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 4-SIMOTION: Verschmelzung

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: TIA-optimierte Konfiguration, Steuerung + Regelung von ... · PDF fileProf.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 4-SIMOTION: Verschmelzung

Prof.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 1 -

TIA-optimierte Konfiguration, Steuerung + Regelung von synchronisierten 2-Motoren-Automatisierungsprozessen

mit Siemens SIMOTION CONTROL in MCC und ST

Prof. Dr.-Ing. Wolfram Stanek

TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung basierend auf Studienarbeiten von Volker Specht (SA 2006 - Schwerpunkt ST-Programmierung)

+ Pierre Moskopp (SA 2005/06 - Schwerpunkt MCC + Praktikumsversuch)

im Labor „Automatisierungstechnik und Robotik“

Kurz-Info zu Spektrum Totally Integrated Automation (TIA)

Bild 1:Kompakt-Überblick (Auszug) Simotion Control mit Sinamics Integrated (HW+SW)

Page 2: TIA-optimierte Konfiguration, Steuerung + Regelung von ... · PDF fileProf.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 4-SIMOTION: Verschmelzung

Prof.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 2 -

Einführendes Beispiel aus TIA-Spektrum: Simulation Füllstrasse Die behandelte Füllstrasse in der Studienarbeit von V. Specht kann nur durch einen synchronisierten Zwei-Motoren Prozess realisiert werden, da der Füllkopf genau über der Flasche positioniert werden muß, um diese zu befüllen. Im Bild 2 ist das Technologieschema der Füllstrasse dargestellt. Da der Simotion Trainingskoffer keine Füllstrasse enthält, stellt regelbare Achse_ROT das Förderband dar, das die Flaschen transportiert. Die ebenfalls regelbare Achse_Blau simuliert den Antrieb des Füllkopfes. Um ein schnelles Befüllen der Flaschen zu ermöglichen wird der Füllkopf, während das Förderband läuft, über der Flasche positioniert und läuft synchron mit der Geschwindigkeit des Förderbandes mit. Sobald der Füllkopf positioniert ist, wird die Flasche befüllt. Ist das Befüllen beendet, synchronisiert sich der Füllkopf ab und fährt mit hoher Geschwindigkeit in die Ausgangsposition. Danach wartet der Füllkopf auf die nächste Flasche und der Vorgang wird neu gestartet.

Achse_Blau

Achse_Rot

Füllkopf

Fließband

Bild 2: Simulation der Füllstrasse mit Simotion Control => vgl. Flash-Simulation Totally Integrated Automation Totally Integrated Automation steht für ein neues Konzept, industrielle Automa-tisierungsaufgaben zu realisieren. Bestehende Automatisierungslösungen setzen sich aus einer Mischung verschiedener Systemtechniken unterschiedlicher Hersteller zusammen. In der Feldebene werden Speicherprogrammierbare Steuerungen eingesetzt, die Zellebene verwendet eine Mischung aus PC und SPS und in der Leitebene finden ausschließlich PCs Anwendung. Bisher ist es üblich, dass jedes dieser Systeme eine völlig anders geartete Software und Bedienoberfläche verwendet.

Page 3: TIA-optimierte Konfiguration, Steuerung + Regelung von ... · PDF fileProf.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 4-SIMOTION: Verschmelzung

Prof.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 3 -

Weitere Unterschiede ergeben sich, sobald verschiedene Hersteller die Komponenten liefern oder Erweiterungen vornehmen. Bei der Vielfalt dieser verschiedenen Lösungen treten häufig Kommunikationsprobleme auf. Daten müssen mehrfach eingelesen oder ausgegeben werden, da kein einheitliches Konzept für die Bereitstellung von größeren Datenmengen existiert. Der Grundgedanke ist eine einheitliche technische Basis für individuelle Problemlösungen. Es soll eine durchgängige Projektverwaltung und Bedien-philosophie geboten werden. Totally Integrated Automation (TIA) bedeutet die Überwindung der bestehenden Systemgrenzen. Es sind alle Geräte und Systeme in eine durchgängige Automatisierungslösung integrierbar, wodurch eine Durchgängigkeit in der Datenhaltung, in der Projektierung und in der Programmierung sowie der Kommunikation erreicht wird.

Bild 3: TIA-Vernetzungs-Strukturen und Hierarchien mit Simatic und Simotion

SIMATIC S7 SIMOTION

Page 4: TIA-optimierte Konfiguration, Steuerung + Regelung von ... · PDF fileProf.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 4-SIMOTION: Verschmelzung

Prof.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 4 -

SIMOTION: Verschmelzung von PLC-Funktionalität, Motion Control und Technologiefunktionen SIMOTION D ist die antriebsbasierende Variante des Motion Control Systems SIMOTION auf Basis der neuen Antriebsfamilie SINAMICS S120. Bei SIMOTION D laufen die Motion Control Funktionalitäten von SIMOTION und die Antriebssoftware von SINAMICS auf einer Regelungshardware in SINAMICS-Aufbauform ab. Wie SINAMICS S120 folgt auch SIMOTION D dem Totally Integrated Automation (TIA) Konzept, so dass ein umfangreicher Baukasten an Automatisierungsbausteinen zur Verfügung steht.

Bild 4: TIA-Funktionalitäten und –Funktionen für Simotion Control Koffer

Das Motion-Control-System SIMOTION stellt einerseits eine Vielzahl an vorgefertigten Funktionen zur Verfügung und ist anderseits individuell parametrierbar und programmier-bar. Dazu bedarf es leistungsfähiger Werkzeuge, welche auf einfache Art und Weise die notwendigen Engineering-Schritte optimal unterstützen. Das Engineering-System SIMOTION SCOUT ist die Umgebung für die ganzheitliche Automatisierung von Produktionsmaschinen mit SIMOTION und integriert sich im Sinne von TIA in die SIMATIC Landschaft. SCOUT bietet eine ganzheitliche, funktionsorientierte Sicht für Automatisierungsaufgaben. Die Palette der SIMOTION Anwendungen reicht von einfach, parametrierbaren, drehzahlgesteuerten Einzelachsen bis hin zu komplexen, mechatronisch gekoppelten und programmierbaren Vielachsmaschinen, d.h. nicht nur 2-Achs-Maschinen. Deshalb bietet SCOUT an die Aufgabe angepaßte Sichten und ist um zusätzliche Werkzeuge (z.B. Werkzeug zur grafischen Erstellung von Kurvenscheiben) erweiterbar. SCOUT ist das in STEP 7 integrierte Engineering-System für SIMOTION.

Motion Control (z. B. Positionieren,Gleichlauf, Kurvenscheibe)

PLC-Funktionalität (IEC 61131-3)

Technologiefunktionen (z. B. Druck-, Temperaturregelung)

Page 5: TIA-optimierte Konfiguration, Steuerung + Regelung von ... · PDF fileProf.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 4-SIMOTION: Verschmelzung

Prof.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 5 -

AAnnttrriieebbss-- IInnbbeettrriieebbnnaahhmmee

DDiiaaggnnoossee

CCAAMM -- TTooooll

KKOOPP // FFUUPP

KKoonnffiigguurraattiioonn

RReeggeelluunngg

SSTT SSttrruuccttuurreedd TTeexxtt MMCCCC MMoottiioonn CCoonnttrrooll CChhaarrtt

Projekt-Navigator

Im Folgenden einige Übersichten und Details zur Simotion Control:

Bild 5: Details zum Projekt-Navigator von Simotion Control

Kurzer Einblick über Teilschritte zur Projekt-Erstellung (SA Pierre Moskopp) Schritt P1: Erstellen eines neuen Projekts Schritt P2: Gerät anlegen Schritt P3: Hardware konfigurieren Schritt P4: Laden in Baugruppe Schritt P5: SINAMICS Integrated Konfigurieren Schritt P6: Antriebe Konfigurieren Schritt P6.1: Antriebe konfigurieren Regelungsstruktur Schritt P6.2 Antriebe konfigurieren Leistungsteil Schritt P6.3: Antriebe konfigurieren BiCo Schritt P6.4: Antriebe konfigurieren Leistungsteilanschluss Schritt P6.5: Antriebe konfigurieren Motor Schritt P6.6: Antriebe konfigurieren Haltebremse Schritt P6.7: Antriebe konfigurieren Geber Schritt P6.8: Prozessdatenaustausch Schritt P6.9: Veränderung der Antriebseinstellungen Schritt P7: Hardware Abgleich Schritt P8: Technologieobjekte Schritt P8.1: Achstyp allgemeine Einstellungen Schritt P8.2: Modulo Einstellungen für Achse_Rot Schritt P8.3: Antriebszuordnung Einstellungen für Achse_Rot Schritt P8.4: Geberzuordnung Einstellungen für Achse_Rot Schritt P8.5: Geber- Daten Einstellungen für Achse_Rot Schritt P8.6: Einstellungen für die Achse_Blau Schritt P8.7: Achskopplung ==> Erstellung eines Programms in MCC

Page 6: TIA-optimierte Konfiguration, Steuerung + Regelung von ... · PDF fileProf.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 4-SIMOTION: Verschmelzung

Prof.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 6 -

Übersicht über die Erstellung des Praktikumversuchs im Labor "Automatisierungstechnik und Robotik"

Schritt V1: Anlegen einer MCC Quelle Schritt V2: Compiler Einstellungen verändern Schritt V3: Achsreferenzierung Schritt V4: Gleichlauf: Schritt V5: Achsverfahrung und Positionierung einer Achse Schritt V6: Invertieren der Achse_Blau Schritt V7: Steuertafel kalibrieren Schritt V8: Abgleich durchführen Schritt V9: Referenziereinstellungen Schritt V10: Einbindung in das Ablaufsystem Schritt V11: Trace Tool

Einige Details zum Einstieg: Hardware des Simotion-Trainingskoffers Der Trainingskoffer im Labor „Automatisierungstechnik und Robotik“ beinhaltet die SIMOTION D435, die SINAMICS 120 und zwei Servoantriebe. Die SIMOTION ist ein Motion-Control-System für Anwendungen mit komplexer Bewegungsführung und einfacher Steuerungsfunktionalität. Die D435 aus der SIMOTION-Serie ist für Antriebssteuerung und -synchronisation optimiert. In einem zentralen Block sind reine Automatisierungsfunktionen und Bewegungsfunktionen zusammengefasst. Die Zusammenführung erfolgt sowohl auf der Hardware- als auch auf der Softwareseite. Die SINAMICS übernimmt die Ansteuerung der Motoren. Mit SIMOTION lassen sich die Gesamtkosten eines Maschinenherstellers weiter optimieren. Eine solche Kombination erhöht die Effizienz der Anlage, bei gleichzeitiger Minimierung von Aufwand und Kosten. Mit dem Trainingskoffer beweist Siemens, dass Automatisierung auf höchstem Niveau nicht unbedingt aufwendig sein muss. Bedienerfreundlichkeit und Übersicht standen bei der Entwicklung im Vordergrund.

Das Gesamtsystem des Trainingskoffers besteht aus SIMOTION D435, SINAMICS und allen Peripheriegeräten, welche die Funktionalität erst ermöglichen.

Die D435 (Control Unit): Beinhaltet das programmierbare Runtime-System von SIMOTION zur Bewegungs-führung und Lageregelung von bis zu 16 Achsen. Entlang jeder Achse kann eine Bewegung erfolgen. Steuerungseinheit von SINAMICS S120: Zuständig für Drehzahl- und Stromregelung von bis zu 6 Antrieben. Daneben kann die Steuerungseinheit die Regelung des Frequenzumrichters (Active Line Module) durchführen. Dieses ALM ist über Drive CliQ Schnittstelle mit der D435 verbunden.

Drive CliQ: Drive CliQ ist eine Schnittstelle, basierend auf Ethernet Technologie, über die eine schnelle serielle Kommunikation zwischen den einzelnen Komponenten des Antriebssystems erfolgt. Über Drive CliQ können Gebersysteme (z.B. SMC-Gebersysteme) und antriebsnahe Peripherien angeschlossen werden. Sie übernimmt ebenfalls die Diagnose der angeschlossenen Komponenten.

Page 7: TIA-optimierte Konfiguration, Steuerung + Regelung von ... · PDF fileProf.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 4-SIMOTION: Verschmelzung

Prof.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 7 -

Profibus DP: Der Profibus ist ein Hersteller unabhängiger, offener Feldbusstandard für vielfältige Anwendungen in der Fertigungs-, Prozess- und Gebäudeautomation. Die Kommunikation von Geräten verschiedener Hersteller wird ohne besondere Schnittstellenanpassungen ermöglicht. Die Daten werden seriell über eine verdrillte und abgeschirmte 2-Draht-Leitung übertragen. Die zentralen Steuergeräte (z.B. PC, SPS oder Mikrocontroller) können über diese Verbindung mit den dezentralen Peripheriegeräten (z.B. Antriebe, Ventile oder Drehgeber) verbunden werden. Die zentrale Steuerung (Master) liest zyklisch die Eingangsinformationen von den dezentralen Geräten (Slaves). Auch der Schreibvorgang erfolgt in Zyklen. Neben der zyklischen Nutzdatenübertragung kann der PROFIBUS-DP auch zur Programmierung und Diagnose eingesetzt werden. Datenverkehr wird durch spezielle Überwachungsfunktionen (Parity-Bit, Checksum) auf Master- und Slave-Seite überprüft. Die folgende Tabelle zeigt die Grundfunktionen der PROFIBUS-DP. Übertragungstechnik RS-485 verdrillte Zweidrahtleitung. Baudraten von 9,6 kbit/s bis zu 12 Mbit/s Buszugriff Token-Passing-Verfahren zwischen den Mastern und Master Slave-Verfahren für

Slaves. Mono-Master oder Multi-Master Systeme möglich. Master und Slave Geräte,max 126 Teilnehmer an einem Bus

Kommunikation Punkt-zu-Punkt (Nutzdatenverkehr) oder Multicast (Steuerkommandos) Zyklischer Master-Slave Nutzdatenverkehr und azyklischer Master-Master Datentransfer

Betriebszustände Operate: zyklische Übertragung von Eingangs- und Ausgangs-Daten Clear: Eingänge werden gelesen, Ausgänge bleiben im sicheren Zustand Stop: nur Master-Master Datentransfer ist möglich

Synchronisation Steuerkommandos ermöglichen Synchronisation der Ein- und Ausgänge Sync-Mode: Ausgänge werden synchronisiert

Funktionalität Zyklischer Nutzdatentransfer zwischen DP-Master und DP-Slave(s) Dynamisches Aktivieren oder Deaktivieren einzelner DP-Slaves Prüfen der Konfiguration der DP-Slaves. Leistungsfähige Diagnosefunktionen, 3 abgestufte Diagnose-Meldungs-ebenen. Synchronisation der Eingänge und/oder der Ausgänge Adressvergabe für die DP-Slaves über den Bus Konfiguration der DP-Master (DPM1) über den Bus maximal 246 Byte Eingangs- und Ausgangs-Daten je DP-Slave möglich

Schutzfunktionen Alle Nachrichten werden mit Hamming Distanz HD=4 übertragen Ansprech-überwachung bei DP-Slaves. Zugriffsschutz für Eingänge/Ausgänge der DP-Slaves. Überwachung Nutzdatenverkehrs mit einstellbarem Überwachungs-Timer bei Master

Gerätetypen DP-Master Klasse 2 (DPM2), z.B. Programmier-/Projektierungs-Geräte DP-Master Klasse 1 (DPM1), z. B. zentrale Automatisierungsgeräte wie SPS, PC, DP-Slave z.B. Geräte mit binären oder analogen Eingängen/Ausgängen, Antriebe, Ventile

Kurz-Einblick in die Programmier-Software Scout

Anlegen eines Projektes mit der Scout-Software (Auszug) mit einigen Snapshots Die Software SINAMICS SCOUT dient zur Verwaltung und Erstellung von SIMOTION Projekten. Neben den SPS-Standard-Programmiersprachen FUP (Funktionsplan), KOP (Kontaktplan) und AWL (Anweisungsliste) stehen auch die Sprachen ST (Structured Text) und MCC (Motion Control Chart) zur Verfügung. Im Praktikumsversuch soll mit MCC (Grafik basiert) als auch mit ST (Pascal orientiert) gearbeitet werden.

In der SA von Pierre Moskopp wird genau beschreiben, wie ein Projekt in der SIMOTION D435 mit Hilfe der Scout-Software angelegt wird und ist ein Basis-Versuch für die Studenten im Master-Studiengang an der FH Koblenz, FB IW. Ein Beispielprojekt ist auf Trainingskoffer und auf durchzuführenden Praktikumsversuch zugeschnitten.

Page 8: TIA-optimierte Konfiguration, Steuerung + Regelung von ... · PDF fileProf.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 4-SIMOTION: Verschmelzung

Prof.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 8 -

Datenübertragung von PG/PC zur SIMOTION erfolgt über Schnittstelle (z.B. Profibus oder Ethernet). Im Konfigurationsmenü werden Übertragungstelegramme und die dazu gehörigen Adressen festgelegt. Über den Profibus DP (Process Field Bus Dezentrale Peripherie) kommunizieren Master SIMOTION D435 und die Slaves (z.B. Geber der Servomaschinen). Auch Einstellen von Taktzeiten unter Taktsynchronisation. Im Menü DP Slave Eigenschaften werden die Telegramme zur Kommunikation festgelegt. Für die Antriebe (Geber) werden größere Telegramme gewählt mit 10/10 Paketen (senden/empfangen). Für die CU (Control Unit) und die TB 30 (ToolBox 30) werden kleinere Telegramme verwendet (Telegramm 370, Prozessdaten PZD-1/1).

Bild 6: Snapshot DP Slave Eigenschaften

Nach Einrichtung der DP Slaves werden Adressen vom PC automatisch verteilt sind. Adresse Angesprochene Baugruppe 256...275 E/A Adressen entsprechen dem Servomotor „Rot“ 276...295 E/A Adressen entsprechen dem Servomotor „Blau“ 296...297 E/A Adressen CU 298... 299 E/A Adressen TB30 Erstinbetriebnahme, das System sucht nach angeschlossenen Geräten, dies geschieht via Drive CliQ Schnittstelle. Nach der Konfiguration wird nach Antriebsobjekten gefragt, beide Maschinen des Trainingskoffers sind Servo Motoren.

Antriebe konfigurieren Regelungsstruktur zu Beginn festgelegt. Regelung über Drehzahl und Drehmoment. Geber Servomotor sendet über Bus Istwert der Drehzahl.

Page 9: TIA-optimierte Konfiguration, Steuerung + Regelung von ... · PDF fileProf.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 4-SIMOTION: Verschmelzung

Prof.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 9 -

Bild 7: Snapshot Sinamics-Integrated Konfiguration Regelungsstruktur

Antriebe konfigurieren Leistungsteil Im Anschluss wird der Leistungsteil konfiguriert. Der angeschlossene Leistungsteil hat zwei Ausgänge für je eine Maschine, deshalb wird es auch Doppelachs-Motormodul genannt. => ein Frequenzumrichter, der beide Maschinen mit Strom versorgt. Weitere Detailinformationen Typenschild am Umrichter..

Antriebe konfigurieren BiCo Zur Antriebsfreischaltung muss an definiertem Anschluss High-Signal, anliegen.

Antriebe konfigurieren Leistungsteilanschluss Der Leistungsteil ist ein Motormodul. Die Software zeigt automatisch an, an welcher Anschlussklemme der jeweilige Motor angeschlossen ist. Servo_Rot (festgelegter Variablenname) ist an Klemme X1 und Servo_Blau an X2 angeschlossen.

Antriebe konfigurieren Motor Daten des Motors Servo_Rot können automatisch über die Drive CliQ Schnittstelle abgefragt werden. Servo_Blau muss aus der Liste ausgewählt werden. Antriebe konfigurieren Haltebremse

Antriebe konfigurieren Geber

Page 10: TIA-optimierte Konfiguration, Steuerung + Regelung von ... · PDF fileProf.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 4-SIMOTION: Verschmelzung

Prof.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 10 -

Prozessdatenaustausch Auswahl des Profibus Telegramms

: Bild 8: Snapshot Sinamics-Integrated Konfiguration Prozessdatenaustausch Profibus

Im Praktikums-Versuch soll eine Positionierung durchgeführt werden. Man benötigt mindestens das Standardtelegramm 103. In unserem Beispiel nehmen wir Siemens Telegramm 105. Das Siemens Telegramm beinhaltet das Standardtelegramm 105, dessen Kapazität erweitert ist. Es können mehr Zeichen versendet werden.

Veränderung der Antriebseinstellungen Es muss jetzt die Einstellung für die Antriebe verändert werden. Standardmäßig wird die Bezugsspannung auf 625 V gesetzt, doch der Trainingskoffer, woran gearbeitet wird, ist nur mit 345 V (Zwischenkreis) gespeist. Daher müssen die Versorgungsspannungen der Antriebe, rechte Maustaste Experte Expertenliste Parameter p210 von 625 V auf 345 V herabgesetzt werden.

Hardware Abgleich Hier ein Datenabgleich durchgeführt. Für den Abgleich muss man online sein! Ist die Online-Verbindung hergestellt, wird der Hardware Abgleich durchgeführt im Bereich SINAMICS Integrated, Konfiguration öffnen. HW-Konfiguration danach abgeschlossen

Bild 9: Snapshot SINAMICS Integrated, Konfiguration öffnen Telegrammtypen

Übersicht PROFIBUS-DP-Aufbau mit PZD, BICO u.a speziellen Bezeichnungen, siehe:

Profibus-Siemens-Grafik (mit Zusatzinfos von Prof. Stanek) zur Nomenklatur.

Page 11: TIA-optimierte Konfiguration, Steuerung + Regelung von ... · PDF fileProf.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 4-SIMOTION: Verschmelzung

Prof.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 11 -

Regleroptimierung Zur Regleroptimierung des Antriebs stehen im Trace-Tool verschiedene Messfunktionen zur Verfügung. Diese erlauben durch einfache Parametrierung den Einfluss übergeordneter Regelkreise gezielt auszuschalten und Dynamik einzelner Antriebe zu analysieren. Durch Verwendung des Funktionsgenerators und Trace-Recorders kann der Regelkreis an bestimmten Stellen (z.B. Drehzahl-Sollwert) mit Signal des Funktionsgenerators beaufschlagt werden. Der Trace Recorder nimmt das Signal an einer anderen Stelle (z.B. Drehzahl-Istwert) auf. Für bestimmte Regleroptimierung kann die Qualität (z.B. Signalform, Amplitude, Einschwingzeit) des auf geschalteten Signals, die Messdauer bei Sprung-funktionen im Zeitbereich oder Bandbreite und Anzahl der Mittelungen im Frequenzbereich bei der Aufzeichnung bestimmt werden. Analytische und graphische Auswertung analog durchführbar (FFT-Diagramm, Bodediagramm) + BO/SO-Methoden Stanek-Beiblätter.

Bild 10: Regelkreis mit Möglichkeiten der Aufschaltung des Funktionsgenerators

Bild 11: Snapshot-Trace-Sprungantwort bei Stromsollwertaufschaltung nach Filter

Strukturierter Text (ST) Immer häufiger müssen Automatisierungssysteme neben den klassischen Steuerungs- und Regelungsaufgaben heute auch Datenverwaltungsaufgaben und komplexe mathematische Berechnungen übernehmen. Speziell für diese Aufgaben bietet ST (Structured Text) die benötigte Komplexität. ST ist eine höhere Programmiersprache, die sich an PASCAL orientiert. Die Sprache basiert auf der Norm IEC 61131-3. Diese Norm standardisiert die Programmiersprachen für speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS). Basis für ST ist der Teil Strukturierter Text – als Schwerpunkt der SA 2006 von Volker Specht. Die Programmierung von Steuerungen mit einer Hochsprache wie ST eröffnet vielfältige zusätzliche, über herkömmliche SPS-Funktionen hinausgehende Möglichkeiten, z.B.: Datenverwaltung, Prozessoptimierung und mathematische / statistische Berechnungen.

Page 12: TIA-optimierte Konfiguration, Steuerung + Regelung von ... · PDF fileProf.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 4-SIMOTION: Verschmelzung

Prof.Dr.W.Stanek: TIA-Kurz-Überblick für Praktika+Vorlesung AT+Robotik, FH Koblenz, S. - 12 -

Als Einblick in die Programmiersprache Structured Text ST ein kleines Beispielprogramm: INTERFACE

USEPACKAGE CAM; PROGRAM AnalogSteuern;

END_INTERFACE IMPLEMENTATION

(*-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*) (* Das Programm AnalogSteuern ermöglicht es, die beiden Achsen über die beiden *) (*Achsen über die Analogsteller der Control Unit anzusteuern. *) (*-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*)

PROGRAM AnalogSteuern VAR Analog1 : LREAL := 0; Analog2 : LREAL := 0; _MccRetDINT : DINT; END_VAR ; (* Die Kontrolllampe 9 der Control Unit wird eingeschaltet*) wo_digital_out := _setbit(wo_digital_out,1,TRUE); (* Fahre die Achsen solange der Schalter 1 betätigt ist nach den Analogwerten der *) (* Control Unit *) WHILE (_getbit(wo_digital_in,1)=TRUE) DO (* Zuweisung der Analogwerte der Control Unit mit Umwandlung der Werte von DINT *) (* zu INT ohne Vorzeichenverlust *) Analog1 := DINT_TO_LREAL(WORD_TO_INT(wo_analog_in_0))/100; Analog2 := DINT_TO_LREAL(WORD_TO_INT(wo_analog_in_1))/100; (* Fahre Achse_Rot mit der Geschwindigkeit die an Analog1 eingestellt ist *) _MccRetDINT := _move(axis:=Achse_Rot, direction:=BY_VALUE, velocityType:=DIRECT,

velocity:=Analog1, moveTimeOutType:=WITHOUT_TIME_LIMIT, velocityProfile:=TRAPEZOIDAL, mergeMode:=IMMEDIATELY, nextCommand:=WHEN_ACCELERATION_DONE, commandId:=_getCommandId(),

movingMode:=SPEED_CONTROLLED); (* Fahre Achse_Blau mit der Geschwindigkeit die an Analog2 eingestellt ist *) _MccRetDINT := _move(axis:=Achse_Blau, direction:=BY_VALUE, velocityType:=DIRECT,

velocity:=Analog2, moveTimeOutType:=WITHOUT_TIME_LIMIT, velocityProfile:=TRAPEZOIDAL, mergeMode:=IMMEDIATELY, nextCommand:=WHEN_ACCELERATION_DONE, commandId:=_getCommandId(),

movingMode:=SPEED_CONTROLLED); END_WHILE; (* Stoppe Achse_Rot *)

_MccRetDINT := _stop(axis:=Achse_Rot, stopMode:=STOP_AND_ABORT, stopSpecification:=ALL_AXIS_MOTION, movingMode:=CURRENT_MODE, stopId:=_getCommandId(), velocityProfile:=TRAPEZOIDAL, mergeMode:=IMMEDIATELY, nextCommand:=WHEN_MOTION_DONE, commandId:=_getCommandId());

(* Stoppe Achse_Blau *)

_MccRetDINT := _stop(axis:=Achse_Blau, stopMode:=STOP_AND_ABORT, stopSpecification:=ALL_AXIS_MOTION, movingMode:=CURRENT_MODE, stopId:=_getCommandId(), velocityProfile:=TRAPEZOIDAL, mergeMode:=IMMEDIATELY,

nextCommand:=WHEN_MOTION_DONE, commandId:=_getCommandId()); (* Die Kontrolllampe 9 der Control Unit wird ausgeschaltet *) wo_digital_out := _setbit(wo_digital_out,1,FALSE); END_PROGRAM END_IMPLEMENTATION