2014西門子杯simotion d系統(tǒng)組態(tài)調(diào)試入門

1、SIMOTION D 系統(tǒng)組態(tài)及調(diào)試入門SIMOTION D System Configuration And Commising Getting Start快速入門Edition 03/ 2007摘要 本文介紹了 SIMOTION D 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)項(xiàng)目的建立、系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)動(dòng)控制程序的編寫。SIMOTION D 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、項(xiàng)目建立、調(diào)試、編程Key words SIMOTION D Motion Control System、Create Project、ProgramA&D Service & Support47目錄第一章 Simotion運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)概述4第二章 Simotion運(yùn)動(dòng)控

2、制系統(tǒng)硬件概述51.2.SIMOTION D介紹:5SIMOTION D435 硬件結(jié)構(gòu)圖6第三章 工具軟件SCOUT71.2.3.第四章第五章第六章第七章SCOUT軟件介紹7系統(tǒng)要求8軟件安裝注意事項(xiàng)8創(chuàng)建新項(xiàng)目9Simotion D 軸（Axis）配置14使用“Control panel”調(diào)試軸22SimotionD運(yùn)動(dòng)控制程序24A&D Service & Support47第一章 Simotion 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)概述在許多機(jī)械制造領(lǐng)域中都遵循著一個(gè)相同的原則，特別是那些依賴于運(yùn)動(dòng)控制的機(jī)器。機(jī)械運(yùn)動(dòng)越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)速度及精度的要求也越來(lái)越高。以往這些運(yùn)動(dòng)任務(wù)是由機(jī)械元件以及若干電子裝置來(lái)完

3、成的(例如：輸出凸輪控制器、位控及多軸模塊)。這時(shí)，即使是一個(gè)很小的功能變化或是有額外的功能需求都將意味著更換元件、采用新的結(jié)構(gòu)、配置、參數(shù)設(shè)置及編程。同時(shí)用于元件更換的庫(kù)存量也將增加。唯一能夠取代這些獨(dú)立元件的方法是使用一種功能全面的自動(dòng)化系統(tǒng)，它必須能夠提供針對(duì)不同控制任務(wù)的解決方案，這就是：SIMOTION 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)：由一個(gè)系統(tǒng)來(lái)完成所有的運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)適用于具有許多運(yùn)動(dòng)部件的機(jī)器SIMOTION 提供了最佳的運(yùn)動(dòng)控制解決方案。應(yīng)用領(lǐng)域從簡(jiǎn)單的速度軸控制到復(fù)雜的多軸電子凸輪插補(bǔ) 從幾個(gè)軸的同步運(yùn)行到上百根軸的高精度的角同步關(guān)注的領(lǐng)域：紡織印刷橡膠包裝金屬壓機(jī) Converting其他A

4、&D Service & Support47第二章 Simotion 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)硬件概述作為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，SIMOTION 將邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制（定位、同步等）以及工藝控制（壓力、溫度控制等）集成在同一個(gè)系統(tǒng)中。SIMOTION 提供了三種硬件：控制器驅(qū)動(dòng)器 PC：SIMOTION C；：SIMOTION D；：SIMOTION P。同一個(gè)控制程序可以在任意一種上運(yùn)行。其中，SIMOTION D 是基于驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，從而使其成為一個(gè)極其緊湊同時(shí)具有強(qiáng)大控制功能的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。SIMOTION D 具有若干種規(guī)格，具有不同的性能，其中 SIMOTION D435 適用于中等規(guī)模的應(yīng)用。它

5、帶有兩個(gè)具有時(shí)鐘同步的 PROFIBUS 接口以及兩個(gè)以太網(wǎng)接口。通過(guò)外擴(kuò) CU320，一個(gè) SIMOTION D435 最多能控制 64 個(gè)軸。SIMOTION D435 集成的 S120 可以通過(guò) DRIVE-CLiQ 接口與 SINAMICS據(jù)交換。S120 的其它模塊進(jìn)行數(shù)1.SIMOTIOND 介紹:A&D Service & Support47安裝技術(shù)SINAMICS通常控制軸數(shù)1-64驅(qū)動(dòng)連接器內(nèi)部集成 S120分布式外設(shè)ET 200M/S/X,所有 PROFIBUS 標(biāo)準(zhǔn)子站(DP V0/V1)集成 I/O8 路輸入, 8 路輸出，并可擴(kuò)展PROFIBUS 接口2 個(gè) 12 M

6、bit/s,同步時(shí)鐘Ethernet 接口 2 個(gè) 100 Mbit/s PROFINET 接口連接驅(qū)動(dòng)器和 I/ODRIVE-CLiQ 接口 4-6 個(gè) DRIVE-CLiQ 接口, 可連接:電源模塊電機(jī)模塊外設(shè), 編可實(shí)現(xiàn)模塊參數(shù)自動(dòng)識(shí)別和上載基于驅(qū)動(dòng)的 SIMOTION 方案,至少有下列組件組成:SIMOTION D 控制模塊 (SIMOTION SINAMICS S120 組件 (電源模塊, DRIVE-CLIQ 通訊電纜SIMOTION SCOUT調(diào)試軟件D4xx)功率模塊,等等)2. SIMOTION D435 硬件結(jié)構(gòu)圖A&D Service & Support47第三章 工具軟

7、件 SCOUT1. SCOUT 軟件介紹SCOUT 是用于調(diào)試 SIMOTION 的工具軟件，需要自動(dòng)集成在 SCOUT 中，無(wú)需再次安裝。如果已安裝了 SCOUT，那么 STARTER 將SIMOTION 特別關(guān)注其 SCOUT 工程開發(fā)系統(tǒng)的用戶友。 運(yùn)動(dòng)控制、邏輯控制與工藝控制的工程開發(fā)，以及驅(qū)動(dòng)器的組態(tài)與調(diào)試，均是由一個(gè)系統(tǒng)完成的。 實(shí)際上所有任務(wù)的處理均可用圖形方式完成，包括組態(tài)、編程、測(cè)試及調(diào)試。 友好的用戶提示信息，實(shí)用的幫助功 能，自動(dòng)的檢查功能簡(jiǎn)化了任務(wù)的完成過(guò)程，特別適合于第一次編制運(yùn)動(dòng)控制程序的用戶。SCOUT 的所有工具均被集成在一起，并具有的形式。集成在 SCOUT

8、中的STARTER 主要能實(shí)現(xiàn)以下功能：硬件組態(tài)和識(shí)別（電子銘牌）驅(qū)動(dòng)參數(shù)的設(shè)置電機(jī)動(dòng)態(tài)特性的調(diào)試故障驅(qū)動(dòng)器項(xiàng)目的下裝和上載而作為控制系統(tǒng)的工程工具，SCOUT 除了能實(shí)現(xiàn)以上功能外，還能進(jìn)行以下工作：軸控制參數(shù)的設(shè)定包括軸的機(jī)械參數(shù)、回零點(diǎn)方式及運(yùn)動(dòng)性能參數(shù)的設(shè)定?？刂瞥绦蚓庉嫲ㄟ\(yùn)動(dòng)控制、邏輯控制以及工藝控制。運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)的圖形化編程運(yùn)動(dòng)控制圖 (MCC)可以以流程圖的方式對(duì)機(jī)器程序順序進(jìn)行圖形化編程。程序也可以用LAD及FBD編程。對(duì)于復(fù)雜的邏輯控制、數(shù)算及運(yùn)動(dòng)控制還可以用ST結(jié)構(gòu)化編程語(yǔ)言進(jìn)行編程。這三種編程方式均集成在SIMOTION SCOUT軟件中。A&D Service & S

9、upport47凸輪曲線設(shè)定在 SCOUT 基本軟件包中已經(jīng)了包含簡(jiǎn)單的凸輪文本編輯器，此外作為可選軟件包， CamTool 還可以為 SCOUT 提供全圖形化的凸輪編輯及優(yōu)化工具，可以集成在 SCOUT的圖形化用戶接口中。2. 系統(tǒng)要求對(duì)于安裝軟件最低要求：Windows XP Profesal SP2 / Windows 2000 SP3SIMATIC STEP 7 V5.4若需安裝 protool， 應(yīng)為Protool/Pro RT V6.0+SP3詳細(xì)信息請(qǐng)參看 ScoD 中的文件.1_ImportantEnglishCompatibilityCompatibility_SIMOTIO

10、N_V40.pdf硬件要求：PC 內(nèi)存建議 1G，帶以太網(wǎng)卡3. 軟件安裝注意事項(xiàng)在安裝這些工具軟件時(shí)，需將 Windows 操作系統(tǒng)的默認(rèn)語(yǔ)言切換到英文，否則在安裝過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤而退出安裝。在控制面板的“區(qū)域選項(xiàng)”（Win2000）或“區(qū)域與語(yǔ)言選項(xiàng)”（Win XP）中，可以進(jìn)行切換。A&D Service & Support47第四章 創(chuàng)建新項(xiàng)目1啟動(dòng) Scout 軟件，使用“ProjectNew”命令創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目：”D435_EASY_START”，如圖 01。圖.012一個(gè)新設(shè)備，選擇 D435 V4.0，如圖 02。A&D Service & Support47圖.023.設(shè)

11、z 置通訊接口使用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口，如圖 03圖.03A&D Service & Support474.自動(dòng)打開硬件組態(tài)畫面，配置 IE2 通訊接口，如圖 04圖.044.應(yīng)先按圖.05 所示,對(duì)調(diào)試 PC 機(jī)的IP 地址進(jìn)行設(shè)定。圖.05A&D Service & Support47在硬件組態(tài)畫面中打開 NetPro 畫面，配置 PG/PC 的 IP 地址（應(yīng)與圖.05 設(shè)定一致并與 simotion 在同一網(wǎng)段）并分配通訊節(jié)點(diǎn)。觀察 PG/PC 與網(wǎng)絡(luò)的連線應(yīng)變成黃色，此時(shí)路由功能激活，如圖 06。圖.065.設(shè)置通訊接口選擇“optionSet PG/PC 07。erface”命令，設(shè)置

12、PG/PC 接口與所上面選擇的一致，如圖A&D Service & Support47圖.076編譯并simotionD 組態(tài)。要想與集成的 Sinamics 聯(lián)機(jī)，必須先組態(tài),如圖 08。圖.08A&D Service & Support47出現(xiàn)提示，選擇“NO”，并關(guān)閉硬件組態(tài)框。圖.09上述工作完成后需進(jìn)行組態(tài)內(nèi)置伺服驅(qū)動(dòng)器“SINAMICS_egrated”及對(duì)內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器測(cè)試及優(yōu)化，詳細(xì)步驟請(qǐng)參照“SINAMICS_120”配置及調(diào)試。第五章 Simotion D 軸（Axis）配置按圖 10 至圖 23 步驟組態(tài)軸 1（Axis_1）。（沒有插圖的步驟使用缺省，按 “continue

13、”）在 Name 欄中輸入軸的名稱,如 Axis_1(2)選擇軸的控制方式(速度方式、位置方式、同步操作方式)。A&D Service & Support47圖.10(1)選擇軸的類型(直線軸或旋轉(zhuǎn)軸)(2)選擇軸的類型(電氣軸、軸、虛擬軸)圖.11A&D Service & Support472112選擇是否配置為模態(tài)軸如配置為模態(tài)軸則輸入 Modulostartvalue 及 Modulolength圖.12選擇軸的驅(qū)動(dòng)單元及數(shù)據(jù)傳送的報(bào)文格式，點(diǎn)擊“Daransfer fromthe drive”按鈕可將驅(qū)動(dòng)器相關(guān)參數(shù)傳送過(guò)來(lái)；若配置為位置軸應(yīng)選擇 Dynamicservocontrol

14、(DSC)。圖.13A&D Service & Support4712圖.14顯示編的詳細(xì)信息(例如:)圖.15完成軸的配置A&D Service & Support47圖.162若需配置有同步操作要求的軸，見下面軸 2（Aixs_02）的組態(tài)。步驟同上，不同之處見圖 17 至圖 40。（1）選擇同步操作1圖.17A&D Service & Support47同 Axis_1,但軸的驅(qū)動(dòng)器選擇 SERVO_03圖.18同 Axis_1,但軸的驅(qū)動(dòng)器選擇 SERVO_03圖.19A&D Service & Support47圖.20若 Axis_02 與 Axis_01 進(jìn)行電子齒輪同步運(yùn)行，則

15、按圖 21 設(shè)置同步運(yùn)行聯(lián)接。圖.21A&D Service & Support47若 Axis_Blue 與Axis_Red 進(jìn)行電子凸輪同步操作，則應(yīng)先建立凸輪曲線表再按圖 22 設(shè)置同步運(yùn)行聯(lián)接。圖.222項(xiàng)目編譯后進(jìn)行聯(lián)機(jī)操作，SimotionD 的軸（Axis）配置圖.23提示?。旱谝淮谓M態(tài)，需要的時(shí)間較長(zhǎng)，大約三分鐘。以后再時(shí)間很短。A&D Service & Support47第六章 使用“Control panel”調(diào)試軸1按圖 24，雙擊“Controlpanel”，在屏幕下方出現(xiàn)調(diào)試控制面板。圖.24A&D Service & Support472按圖 25 順序操作，確認(rèn)

16、控制優(yōu)先級(jí)。圖.253. 按圖 26 所示順序操作、設(shè)置參數(shù)，電機(jī)可以運(yùn)行。使能“Axis_1”。選擇一種運(yùn)行方式。啟動(dòng)軸（Axis_1）運(yùn)行。停止軸（Axis_1）運(yùn)行。退出控制面板。如果通過(guò)測(cè)試面板進(jìn)行軸的運(yùn)行功能測(cè)試，軸的運(yùn)行正常則證明前面軸的配置正確，否則檢查軸配置。作為實(shí)際應(yīng)用，還需根據(jù)實(shí)際對(duì)軸（Axis）的“Machanics”、“default”、 “Limits”、“Homing”進(jìn)行設(shè)置。圖.26A&D Service & Support47第七章 Simotion D 運(yùn)動(dòng)控制程序1. 位置軸的點(diǎn)動(dòng)、絕對(duì)定位及相對(duì)定位演示程序任務(wù)：使用 LAD 梯形圖編程方式，用系統(tǒng)提供的

17、“PLCopen”功能塊編寫“位置軸的點(diǎn)動(dòng)、絕對(duì)定位及相對(duì)定位” 程序，用 Simotion D435 演示裝置來(lái)完成。程序分配如下：“MoveAxis”程序控制單元中包含有以下幾個(gè)控制程序：“erAxis”:軸的使能程序。“HomeAxis” :軸的回零點(diǎn)控制程序。 “Jog”: 軸的點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行控制程序“Move” :軸的絕對(duì)定位及相對(duì)定位運(yùn)行控制程序 “Fault”: 故障處理程序。(1) “MoveAxis”程序控制單元的建立雙擊“InsertLAD/FBDunit”“MoveAxis”程序控制單元,如圖 27。圖.27(2)在“MoveAxis”程序控制單元中建立變量雙擊“MoveAxi

18、s”程序控制單元,出現(xiàn)屏幕右側(cè)的變量表，在此可新建變量(圖 28)，也可在填寫功能塊的輸入輸出時(shí)建立變量(如圖 30)。A&D Service & Support47圖.28(3)雙擊“InsertLAD/FBDprogram”，生成一個(gè)新的“LAD”程序：“eraxis”.圖.29在”eraxis”程序中一條“軸使能命令”(將_mc_er 拖曳至 LAD 的”NetWork”中?！癮xisenable”變量的建立也可用圖 30 方法。當(dāng)“axisenable”為“True”時(shí),“Axis_Blue“軸使能(圖 31)。A&D Service & Support47圖.30圖.31（5）建立“

19、Jog” 軸的點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行控制程序，方法同上，在此程序中 “_mc_jog”。軸的點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行功能塊“bluejogfor”為“True”且“bluejogback”為“False”時(shí),“Axis_Blue“轉(zhuǎn)；“bluejogfor”為“False” 且“bluejogback”為“True”時(shí),“Axis_Blue“軸反轉(zhuǎn)；“bluejogfor”為“False” 且“bluejogback”為“False”時(shí)，軸停止運(yùn)行。 “jogvelocity”為點(diǎn)動(dòng)速度設(shè)定值以上各變量均可通過(guò)變量表進(jìn)行設(shè)定及。A&D Service & Support47圖.32（5）建立“HomeAxis”軸的回零點(diǎn)控

20、制程序，方法同上，在此程序中軸的回零點(diǎn)控制功能塊“_mc_home”（圖 34）。在使用此功能塊前應(yīng)根據(jù)需要先在軸的“homing”中設(shè)定該軸的回零方式，見圖 33：圖.33A&D Service & Support47圖.34（6）建立“move” 軸的絕對(duì)定位及相對(duì)定位運(yùn)行控制程序，方法同上，在此程序中的絕對(duì)定位功能塊“_MC_MoveAbsolute” （圖 35）及相對(duì)定位功能塊 “_MC_MoveRelative” （圖 36）。軸“blueabsoluteexec”為“True”時(shí),“Axis_Blue“軸以“Velocity”中設(shè)定的速度，以絕對(duì)定位方式運(yùn)行至“blueition

21、”中設(shè)定的座標(biāo)位置。“blueRelativeExecute”為“True”時(shí),“Axis_Blue“軸以“Velocity”中設(shè)定的速度，以相對(duì)定位方式運(yùn)行“RelativeDistance”中設(shè)定的距離。以上各變量均可通過(guò)變量表進(jìn)行設(shè)定及。圖.35A&D Service & Support47圖.36（7）新建一個(gè)變量表(WatchTable),如“MoveAxis” (圖 37)圖.37(8) 將需要修改或進(jìn)行狀態(tài)的變量添加進(jìn)來(lái)(圖 38,39)，便于程序調(diào)試。在所需添加的全局變量處點(diǎn)擊右鍵，出現(xiàn)所有的“WatchTable”,選擇需要添加的（如 MoveAxis）。表A&D Servi

22、ce & Support47圖.38圖.39（8）將程序分配到程序執(zhí)行系統(tǒng)中，本例將“ “Move”程序分配至背景任務(wù)中(圖 40) 。erAxis”、“HomeAxis”、“Jog”、雙擊”EXECUTION SYSTEM”,出現(xiàn)右側(cè)畫面雙擊“BackgroundTask”在“Program assignment”中選擇所需程序添加至“ Program used”中A&D Service & Support47雙擊后出現(xiàn)其變量點(diǎn)擊右鍵圖.40（9）新建一個(gè)錯(cuò)誤處理程序“MoveAxis.fault1”。（10）將錯(cuò)誤處理程序分配到相應(yīng)的錯(cuò)誤處理任務(wù)中，分配如圖 41。圖.41（11）將D43

23、5 中程序后將系統(tǒng)操作模式選擇為“RUN”，即可進(jìn)行程序運(yùn)行。2. 兩個(gè)軸的“電子齒輪”同步操作演示程序任務(wù)：使用 MCC 編程方式編寫“電子齒輪”演示程序，模擬機(jī)械齒輪的嚙合運(yùn)行，Simotion D 演示裝置的紅色齒輪與藍(lán)色齒輪比為：22:46。程序分配如下：“MMC_1”：控制軸 1（Axis_1）（絕對(duì)編）回到 0 度，軸 2（Axis_2）增量方式運(yùn)行一個(gè) 0.5 度的增量定位，同時(shí)將座標(biāo)置 0，以便使演示裝置的齒輪對(duì)齊?！癕MC_2”:電子齒能演示。“MMC_3”：故障處理程序。A&D Service & Support47“MMC_BK”：主控程序，啟動(dòng)齒輪對(duì)齊功能和電子齒能。(

24、1) “MCCQue_1”程序控制單元的建立雙擊“InsertMCCunit”“MCCQue_1”程序控制單元圖.42(2) “MCC_1” 控制程序的建立雙擊“Insert MCC chart”，生成一個(gè)新的“MCC”程序：“MCC_1”.A&D Service & Support47圖.43按圖 44一條“軸使能命令”View”菜單的“toolbars”要選擇“Dynamics toolbar”，才能看到下圖的工具按鈕。圖.44雙擊新令圖標(biāo)，選擇“Axis_1”，如圖 45。按同樣方法“Axis_2”使能命令。A&D Service & Support47圖.45按圖 46一個(gè)“Axis_

25、1“定位”命令。圖.46A&D Service & Support47雙擊新添加的“定位”命令，框設(shè)置如圖 47。圖.47“Axis_2”定位命令，參數(shù)設(shè)置如圖 48。圖.48A&D Service & Support47“Axis_2”的“坐標(biāo)偏移”命令，將當(dāng)前座標(biāo)值清零。如圖 49圖.49編譯“MCC_1”,如圖 50。檢查有無(wú)錯(cuò)誤信息。A&D Service & Support47圖.50（3）“MMC_2”程序編寫類似上面過(guò)程，編寫程序“MMC_2”如圖 51。圖.51A&D Service & Support47雙擊圖 51 中的“Gearingon”命令，按圖 52，53 設(shè)置參數(shù)

26、。圖.52圖.53A&D Service & Support47雙擊圖 51 中的 Axis_1“ition”命令，按圖 54 設(shè)置參數(shù)。圖.54（4）“MCC_3”程序編寫。一個(gè)新程序“MMC_3”，并編譯。如圖 55。圖.55（5）編寫主控程序A&D Service & Support47使用“變量表”來(lái)調(diào)試和控制程序運(yùn)行，為此定義兩個(gè)全局變量“Start_Gearing”，和“Axis_2_adjust”，如圖 56。圖 56編寫“MMC_BK”。如圖 57，左側(cè)為編好的結(jié)果，右側(cè)為指令選擇和參數(shù)設(shè)置的示意。例如對(duì)“IF”指令編寫過(guò)程如下：先選擇“IF”指令，雙擊新的指令，框選擇“For

27、mula”指令形式，判斷表達(dá)式：“Start_Gearing = true”。第一個(gè)“IF”判斷任務(wù)是：判斷變量“Start_Gearing”為“邏輯 1”則復(fù)位該變量，并啟動(dòng)“MotionTask2”，“MotionTask2”調(diào)用電子齒輪任務(wù)“MMC_2”。A&D Service & Support47圖.57A&D Service & Support47（6）將程序分配到程序執(zhí)行系統(tǒng)中（Execution system）編譯所有程序。如圖 58。圖.58“MCC_1”分配給 MotionTask1，如圖 59。A&D Service & Support47圖.59重復(fù)上面過(guò)程，分配“MMC_2”給“MotionTask2”，“MCC_3”給 “TechnologicalFaultTask”和“PerihperalFaultTask”，“MCC_BK”給 “BackGroundTask”。選擇“Close”按鈕執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)置。注意：Simotion 使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的概念。執(zhí)行系統(tǒng)中“BackgroudTask”任務(wù)作系統(tǒng)周期調(diào)用，作用相當(dāng)于 STEP 7 中的“ OB1 ” ， “ BackgroundTask ”任務(wù)中不 能使用“ 等待”指 令，否則 “BackgroundTask”運(yùn)行超時(shí)會(huì)造成系統(tǒng)死機(jī)。“ Technolog