西門子模塊6AV2123-2GB03-0AX0

SIMOTION應用的任務結構

技術功能包的運行層級

可以面向具體對象來設置運動控制工藝對象的執行周期。

工藝對象在執行層 SERVO 周期和 IPO 周期或 IPO2 周期內執行，這些周期與 PROFIBUS 或 PROFINET 周期同步。

• IPO/IPO2 循環中的指令評估和運動控制

• SERVO 周期內的位置和整定值控制

SIMOTION D435?2 DP/PN、D445-2 DP/PN 和 D455?2 DP/PN 控制單元具有一個附加運行層（SERVOFast，IPOFast）。

通過這個附加的運行層，可更地利用控制器性能。根據所需的動態性能，電氣和/或液可在一個慢速總線系統和一個快速總線系統間分布。

例如，可以用需要較少資源的毫秒級周期時間對電氣定位驅動器進行控制，同時，可以用較高的動態響應和較短周期時間對液壓機的壓力控制軸進行控制。

通過運行層（SERVOFast，IPOFast），還可實現快速的 I/O 處理，例如，結合使用高速 PROFINET I/O 模塊時。

執行系統的其它特性

• 操作狀態- 運行、停止、用戶停止（Stop User程序，用于測試和調試）

• 輸入/輸出的過程圖象，按BackgroundTask、SynchronousTasks 和 TimerInterruptTasks分開。

• 調試功能，例如

• 變量的控制和監視

• 程序狀態的顯示

• 斷點和單步

• 追蹤功能

• 新SCOUT版本可實現安全更新

SIMOTION 運動控制工藝包

運動控制基本工藝功能無需許可證即可使用。而使用運動控制工藝包的擴展功能則需要許可證。

運動控制工藝包包含非常全面的功能，提供了開放而又靈活的應用編程方式，確保您還可以在將來實施各種運動控制應用。

將運動控制功能與強大的 PLC 功能結合使用，可縮短機器響應時間，從而實現快速機器循環，并且由于獲得可重復的機器行為，可以提高產品質量。

“速度控制軸"工藝對象

• 可在程序中定義速度設定值（針對伺服和量驅動）

• 另外，可定義累積轉矩設定值和轉矩限值，例如，用于對帶有張力控制的卷繞機驅動器進行控制

• 訪問驅動的狀態字和控制字
  可對 PROFIdrive 單元的釋放順序進行具體的控制（例如，對于制動信號）。

• 讀寫驅動參數

• 支持可執行安全相關運動監控功能的 SINAMICS 變頻器，例如，這些功能包括： 安全限制轉速 (SLS)、安全轉速監控器 (SSM)、安全限制加速度 (SLA) 和安全方向 (SDI)、安全相關位置監控（如安全限制位置 (SLP)、安全 CAM (SCA) 和安全位置傳輸 (SP)）或安全停止功能（如安全轉矩關閉 (STO)、安全停止 1 (SS1)、安全停止 2 (SS2) 和安全運行停止 (SOS)）。
  這種支持的目的是防止驅動器的停止反應，其中 SIMOTION 使用應用程序來調節驅動器，例如驅動器。在允許的速度限制范圍內（通過 SLS）或停止（例如通過 SOS）驅動器。
  SINAMICS 安全集成功能的激活和禁用以及它們的狀態將在軸上加以指示，并帶有特定工藝報警和系統變量。

有關 SINAMICS 安全集成功能的詳細信息，請參見“安全集成"部分。

外部編碼器工藝對象

外部編碼器可用于檢測軸的實際位置值（基于 PROFINET/PROFIBUS，對于 C240 為內置組件，對于驅動器為第二個編碼器）。

凸輪和凸輪路徑工藝對象

• 生成與位置相關的切換信號

• 凸輪數和凸輪軌跡取決于可用的系統資源

• 每個凸輪軌跡在一個輸出上多可以有 32 個凸輪

提供以下凸輪類型：

• 跳閘凸輪

• 位置-位置凸輪

• 位置-時間凸輪

• 接通時間長的位置-時間凸輪

• 計數器凸輪

• 輸出的時間設置，時間輸出凸輪

凸輪狀態可通過以下內容輸出：

• 內部變量

• 標準數字量輸出（SIMATIC ET 200SP，SIMATIC ET 200MP 等）

• SIMOTION C、D 的內置輸出以及 TM15，ET 200SP 和 ET 200MP TM Timer DIDQ 上的凸輪輸出（可滿足 µs 范圍內的高精度要求）

• 輸出可反轉

以下值可作為凸輪切換邊沿的參考點：

• 真實軸和虛擬軸的設定值

• 真實軸和外部編碼器的實際值

可用的功能如下：

• 可通過參數設定滯值和有效方向

• 可單獨激活和停用時間（停滯時間補償）

• 一次性和周期性凸輪路徑輸出

• 凸輪軌跡的可設定參數的啟動/停止模式（立即、下一軌跡循環等）

• 單個凸輪的狀態（激活/撤消）可讀

• 也可直接將凸輪軌跡上的各單個輸出凸輪定義為有效/無效

測量輸入技術對象

測量輸入可分配給定位和同步軸、外部編碼器或虛擬軸，并可在測量時提供軸位置。

可用的功能如下：

• 一次性測量

• 循環測量（每個伺服/IPO 周期兩個邊沿，與 ET 200SP 和 ET 200MP TM Timer DIDQ 或 SIMOTION C240、D4x5-2 上的測量輸入相結合）

• 在虛擬軸上執行測量（與 TM15、ET 200SP 和 ET 200MP TM Timer DIDQ、D4xx-2、CX32-2、CUxx 或 C240 上的測量輸入相結合）

• 一個軸上可以有多個有緣測量輸入，或者一個測量輸入可用于多個軸（與 TM15、ET 200SP 和 ET 200MP TM Timer DIDQ、D4xx-2、CX32-2、CUxx 或 C240 上的測量輸入相結合）

• 可通過參數設定邊沿檢測（上升沿、下降沿、兩個邊沿）

• 動態分辨率范圍

POS – 定位工藝功能

定位軸工藝對象

• 包含驅動軸技術對象的功能

• 支持的軸類型：

• 線性軸、旋轉軸

• 線性軸和旋轉軸的模數軸

• 真實軸和虛擬軸

• 仿真軸

• 針對以下組件的位置控制：

• 電氣驅動器
  通過數字量設定點輸出進行位置控制
  以下 PROFINET/PROFIBUS DP 協議用于這個目的：驅動技術行規，PROFIdrive，版本 4（等時同步模式）
  使用動態伺服控制（帶樣條的 DSC 和 DSC），可實現高動態運動；例如，變頻器中周期為 125 微秒的位置控制
  通過模擬量設定點輸出進行位置控制：
  用于 C240、ADI 4、IM 174 的內置 I/O

• 液壓驅動
  采用模擬量輸出設定值進行位置控制:
  用于 C240、ADI 4、IM 174 的板載 IO；I/O 范圍中的模擬量輸出，例如，與 ET 200 高速 I/O 組合使用）
  液壓閥的特性參數利用凸輪設定

• 步進電機
  通過步進驅動器脈沖方向輸出實現位置控制:
  （C240 和 IM 174 的板載 I/O）
  或者，也可連接帶有 PROFINET/PROFIBUS 接口的步進驅動器，但前提是它們支持 PROFIdrive 行規。步進驅動器既可以不帶編碼器運行，也可以帶編碼器進行位置控制。

• 軸名

• 位置

• 速度

• 加速度/延遲、加加速度

• 到下一個運動的過渡行為

• 位置控制定位：
  可以在無插補環境下，通過如下值來單獨操縱各個軸：

• 由速度控制定位軸的運行

• 監控和限制（靜止、定位、動態跟蹤誤差、靜止信號、受控變量、硬件/軟件結束位置、編碼器頻率限值、速度誤差、測量系統差異/滑差、動態響應限值）

• 路徑與時間

• 速度與時間

• 速度與路徑

• 從位置控制運行動態切換到壓力控制運行或相反

• 可采用多個壓力傳感器

• 壓力差測量

• 反向阻止（防止輸出可導致回撤運動的設定值）

• 用于閉環控制和限制

• 力/壓力與時間

• 力/壓力與路徑

• 達到以下誤差限值時停止

• 達到轉矩限值時停止

• 達到定義的轉矩時停止

• 通過凸輪定義的軸運動曲線：

• 附加，即完成每個運動，軸在兩次運動之間停止（停止）

• 連續運動，即在制動開始時向下一個運動過渡。

• 替換，即立即執行所編程的運動。主動命令將中止。

• 軸的力與壓力控制：

• 軸的力和壓力限制 :

• 主動回至原點（參考點接近功能）/被動回至原點（運行中回至原點）
  o 采用參考凸輪和編碼器零標記
  o 只采用外部零標記
  o 只采用編碼器零標記
  o BERO 接近開關和硬件限位開關用作反向凸輪
  o 硬件限位開關用作參考凸輪

• 直接回原點/設置原點位置

• 相對直接回原點（按偏移量移動）

• 編碼器回原點/編碼器校準

• 參考點偏移量

• 反向間隙補償

• 靜態摩擦補償

• 液壓滑動摩擦補償

• 模擬驅動器漂移補償

• 可通過凸輪的力和壓力曲線：

• 每次僅有一個編碼器用于位置控制：

• 可動態完成編碼器間的切換（使用一個切換平滑濾波器）。

• 非活動編碼器的實際值可通過應用程序讀取，用于特定的監視或其他用途。

• 可在當前移動速度和加速度/減速度的基礎上在線疊加各種系數。

• 運行至固定停止點：

• 進給功能支持附加的轉矩、可調的轉矩限制和靈活的轉矩限值 B+/B-

• 連續運動的過渡行為：

• 主動運動期間可執行附加運動，例如主動定位運動可與補償運動同步執行。

• 定位軸并發啟動

• 回原點：
  目前支持下列回原點類型：

• 補償和參考點：

• 印刷標記校正

• 編碼器切換：
  每個軸多可 8 個編碼器：

• 倍率：

GEAR – 同步操作/電子齒輪工藝功能

同步軸工藝對象

• 包含定位軸工藝對象的功能

• 位置控制軸采用同步速度

• 角度同步，電子齒輪：
  可確保多個軸實現穩定、長時間的角度同步。可小幅調整傳動比。

• 和相對齒輪箱同步

• 從動軸偏移

• 主動軸：
  可在主值源之間直接切換主值（必須過渡動態）。
  以下可用作下列軸的引導軸或主控值源：

• 虛擬軸：
  虛擬軸僅存在于控制系統中，因此沒有真實的驅動器、電機或編碼器。虛擬軸與真實軸一樣可通過命令進行控制。運動控制系統將計算插補器的設定值，并將用作同步運行的主值或其他用途。

• 真實軸：
  真實軸是屬于 SIMOTION 系統并可通過設定值和實際值連接的主動軸。

• 外部編碼器：
  實際值通過外部編碼器檢測，并在調整后作為主值提供。

• 設定值連接以及帶停滯時間補償的實際值連接。

• 可在運行過程中更改軸的角度位置和電子齒輪傳動比。

• 接合/分離：
  例如，可將從動軸停止運行一個周期或者僅運動一個周期，以便卸下故障元件。可通過可編程同步功能，靈活實現此類操作。

• 同步和去同步：

• 在主動軸處于運動或靜止狀態時，可以將從動軸同步或去同步。

• 可以主值和從軸的同步位置。

• 通過可的主值距離進行同步

• 基于可的動態響應參數進行同步（加加速度限制）

• 位置同步，在位置進行同步和去同步

• 同步位置范圍（在同步位置之前、之后和與同步位置對稱）

• 可使用不同的同步模式：