西门子ET200模块6ES7193-6BP20-0DC0
SIMATIC ET 200SP, 基础单元 BU20-P6+A2+4D, 类型 C0 的基础单元, 直插式端子, 带 2 个 AUX 端子, 新的负载组, 宽x高:20mmx117mm
控制系统构成
整个机器多达7处需要精确的定位控制,有两个轴(印刷轴和离网轴)需要作凸同步控制,而且根据印刷的玻璃大小,凸要求很方便的通过人机界面改变凸轮形状。SIMATIC CPU315T-2 DP集成逻辑控制和运动控制功能,它做运动控制多可以控制8个轴、16个凸,有两个通讯口,其中一个是Profibus DP(DRIVE)口,速度可达12M bits/sec,通讯是采用ISOCHRONE MODE(等时同步)模式。ISOCHRONE MODE是PROFIBUS DP 通讯的新技术,它可以使PROFIBUS DP 的总线周期保持恒定,从而可以大大提高通讯的稳定性, 提高传动控制系统的稳定性和精度。IM174和ET200均连在此口下,以满足运动控制工艺的要求。另外一个通讯口是标准的MPI/DP口,速度可达12M bits/sec。用于连接到上位机PC、HMI和其他标准的DP 从站。用户可以通过该通讯口,连接标准的ET200进行S7-300 PLC功能的扩展。
在以往我们都会选择FM353或者FM354做,而做凸就要使用FM357-2,但是这种方案成本较高且编程很繁杂,使用、调试的工作难度也很大。如果选用SIMATIC T-CPU通过IM174模块控制三方伺服,只需要一个CPU315T-2 DP 和2块IM174就够了,还有一个通道可以用来作测量摖墨纸输送长度。这个方案及满足力系统所需要的运动控制功能,又大大的降低了成本并且大大的简化了编程和调试工作,缩短了系统开发周期。
硬件配置如下:
控制系统结构框图如下图所示:
三、控制系统完成的功能
本系统的一个技术难点就是机器在印刷不同规格的玻璃时,印数轴的工作行程要求可以是随意调整的,例如:印刷轴的大工作行程时0~1800mm,离网的大工作行程是0~40mm,他的同步关系如下图黑色线所示,但在印刷小玻璃时,为了提率,可能需要将印刷工作行程改为300~1500mm,离网同步的关系改成下图红色线所示,
可见该系统需要一个可以在HMI就可以改变形状的凸,在SIMATIC T-CPU凸和生成功能正好可以非常容易地解决这个技术难题。
四、项目的实施与运行
该系统从设计到调试,一共花了一个多月的时间,实现了客户要求的所有功能,整机印刷速度达到12片/分钟
五、应用体会
1. 之前我使用过西门子的SIMOTION D425运动控制器,这次选用的西门子SIMATIC T-CPU运动控制器。这两个控制器的运动控制功能都是一样的,因为它们都是采用西门子SIMOTION Kernel 软件内核,但在使用上却有很大的区别。
2. SIMOTION采用专门的编程语言MCC、SCL、等,需要很长一段时间去适应和学习。SIMATIC T-CPU 是一个标准的S7-300 CPU,简单地通过集成在STEP7 环境下的工艺软件包(S7 Technology)来配置和编程,是工程师所熟悉的S7-300 PLC的编程语言环境,例如:梯形图LAD, STL,FBD,S7-SCL,CFC,SFC,S7-GRAPH。工程师初次应用时,不用经过技术培训,上手使用就非常迅捷。
3. SIMATIC T-CPU可以很方便的同上位机通讯,跟以往用S7-300 PLC一样,非常轻松就可以把位于SIMOTION Kernel 内核的各个伺服轴数据显示上来。当逻辑控制需要轴的数据时,可以直接从轴的数据块DB中找到,非常方便。在SIMATIC T-CPU中轴的配置和SIMOTION是一样的,运动控制的程序编写只是简单的调用相应的功能就可以实现。
4. 因为SIMATIC T-CPU是一个标准的S7-300 PLC逻辑控制器,所以在拥有了运动控制功能的同时,依然保留了强大的PLC逻辑控制功能,SIMATIC NET通讯功能,而且非常容易实现。而采用SIMOTION D作为控制器时,编写逻辑控制程序时非常复杂难以实现。例如,做一个定时功能,在PLC中仅仅调用一个指令就可以实现了。但是,在SIMOTION中做一个定时功能,需要调用一个复杂的功能块。当想用SIMOTION来编写一些标准块时,是难以实现。
5. 当定位要求不是很精确、动态响应很迅捷的时候,使用SIMATIC T-CPU通过控制变频器,就可以完成定位功能。这样,是大大降低了OEM厂家的设备开发成本
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