西门子模块6AV2123-2GB03-0AX0

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SIMOTION应用的任务结构

技术功能包的运行层级

可以面向具体对象来设置运动控制工艺对象的执行周期。

工艺对象在执行层 SERVO 周期和 IPO 周期或 IPO2 周期内执行，这些周期与 PROFIBUS 或 PROFINET 周期同步。

• IPO/IPO2 循环中的指令评估和运动控制

• SERVO 周期内的位置和整定值控制

SIMOTION D435‑2 DP/PN、D445­2 DP/PN 和 D455‑2 DP/PN 控制单元具有一个附加运行层（SERVOFast，IPOFast）。

通过这个附加的运行层，可更地利用控制器性能。根据所需的动态性能，电气和/或液可在一个慢速总线系统和一个快速总线系统间分布。

例如，可以用需要较少资源的毫秒级周期时间对电气定位驱动器进行控制，同时，可以用较高的动态响应和较短周期时间对液压机的压力控制轴进行控制。

通过运行层（SERVOFast，IPOFast），还可实现快速的 I/O 处理，例如，结合使用高速 PROFINET I/O 模块时。

执行系统的其它特性

• 操作状态- 运行、停止、用户停止（Stop User程序，用于测试和调试）

• 输入/输出的过程图象，按BackgroundTask、SynchronousTasks 和 TimerInterruptTasks分开。

• 调试功能，例如

• 变量的控制和监视

• 程序状态的显示

• 断点和单步

• 追踪功能

• 新SCOUT版本可实现安全更新

SIMOTION 运动控制工艺包

运动控制基本工艺功能无需许可证即可使用。而使用运动控制工艺包的扩展功能则需要许可证。

运动控制工艺包包含非常全面的功能，提供了开放而又灵活的应用编程方式，确保您还可以在将来实施各种运动控制应用。

将运动控制功能与强大的 PLC 功能结合使用，可缩短机器响应时间，从而实现快速机器循环，并且由于获得可重复的机器行为，可以提高产品质量。

“速度控制轴"工艺对象

• 可在程序中定义速度设定值（针对伺服和量驱动）

• 另外，可定义累积转矩设定值和转矩限值，例如，用于对带有张力控制的卷绕机驱动器进行控制

• 访问驱动的状态字和控制字
  可对 PROFIdrive 单元的释放顺序进行具体的控制（例如，对于制动信号）。

• 读写驱动参数

• 支持可执行安全相关运动监控功能的 SINAMICS 变频器，例如，这些功能包括： 安全限制转速 (SLS)、安全转速监控器 (SSM)、安全限制加速度 (SLA) 和安全方向 (SDI)、安全相关位置监控（如安全限制位置 (SLP)、安全 CAM (SCA) 和安全位置传输 (SP)）或安全停止功能（如安全转矩关闭 (STO)、安全停止 1 (SS1)、安全停止 2 (SS2) 和安全运行停止 (SOS)）。
  这种支持的目的是防止驱动器的停止反应，其中 SIMOTION 使用应用程序来调节驱动器，例如驱动器。在允许的速度限制范围内（通过 SLS）或停止（例如通过 SOS）驱动器。
  SINAMICS 安全集成功能的激活和禁用以及它们的状态将在轴上加以指示，并带有特定工艺报警和系统变量。

有关 SINAMICS 安全集成功能的详细信息，请参见“安全集成"部分。

外部编码器工艺对象

外部编码器可用于检测轴的实际位置值（基于 PROFINET/PROFIBUS，对于 C240 为内置组件，对于驱动器为第二个编码器）。

凸轮和凸轮路径工艺对象

• 生成与位置相关的切换信号

• 凸轮数和凸轮轨迹取决于可用的系统资源

• 每个凸轮轨迹在一个输出上多可以有 32 个凸轮

提供以下凸轮类型：

• 跳闸凸轮

• 位置-位置凸轮

• 位置-时间凸轮

• 接通时间长的位置-时间凸轮

• 计数器凸轮

• 输出的时间设置，时间输出凸轮

凸轮状态可通过以下内容输出：

• 内部变量

• 标准数字量输出（SIMATIC ET 200SP，SIMATIC ET 200MP 等）

• SIMOTION C、D 的内置输出以及 TM15，ET 200SP 和 ET 200MP TM Timer DIDQ 上的凸轮输出（可满足 µs 范围内的高精度要求）

• 输出可反转

以下值可作为凸轮切换边沿的参考点：

• 真实轴和虚拟轴的设定值

• 真实轴和外部编码器的实际值

可用的功能如下：

• 可通过参数设定滞值和有效方向

• 可单独激活和停用时间（停滞时间补偿）

• 一次性和周期性凸轮路径输出

• 凸轮轨迹的可设定参数的启动/停止模式（立即、下一轨迹循环等）

• 单个凸轮的状态（激活/撤消）可读

• 也可直接将凸轮轨迹上的各单个输出凸轮定义为有效/无效

测量输入技术对象

测量输入可分配给定位和同步轴、外部编码器或虚拟轴，并可在测量时提供轴位置。

可用的功能如下：

• 一次性测量

• 循环测量（每个伺服/IPO 周期两个边沿，与 ET 200SP 和 ET 200MP TM Timer DIDQ 或 SIMOTION C240、D4x5-2 上的测量输入相结合）

• 在虚拟轴上执行测量（与 TM15、ET 200SP 和 ET 200MP TM Timer DIDQ、D4xx-2、CX32-2、CUxx 或 C240 上的测量输入相结合）

• 一个轴上可以有多个有缘测量输入，或者一个测量输入可用于多个轴（与 TM15、ET 200SP 和 ET 200MP TM Timer DIDQ、D4xx-2、CX32-2、CUxx 或 C240 上的测量输入相结合）

• 可通过参数设定边沿检测（上升沿、下降沿、两个边沿）

• 动态分辨率范围

POS – 定位工艺功能

定位轴工艺对象

• 包含驱动轴技术对象的功能

• 支持的轴类型：

• 线性轴、旋转轴

• 线性轴和旋转轴的模数轴

• 真实轴和虚拟轴

• 仿真轴

• 针对以下组件的位置控制：

• 电气驱动器
  通过数字量设定点输出进行位置控制
  以下 PROFINET/PROFIBUS DP 协议用于这个目的：驱动技术行规，PROFIdrive，版本 4（等时同步模式）
  使用动态伺服控制（带样条的 DSC 和 DSC），可实现高动态运动；例如，变频器中周期为 125 微秒的位置控制
  通过模拟量设定点输出进行位置控制：
  用于 C240、ADI 4、IM 174 的内置 I/O

• 液压驱动
  采用模拟量输出设定值进行位置控制:
  用于 C240、ADI 4、IM 174 的板载 IO；I/O 范围中的模拟量输出，例如，与 ET 200 高速 I/O 组合使用）
  液压阀的特性参数利用凸轮设定

• 步进电机
  通过步进驱动器脉冲方向输出实现位置控制:
  （C240 和 IM 174 的板载 I/O）
  或者，也可连接带有 PROFINET/PROFIBUS 接口的步进驱动器，但前提是它们支持 PROFIdrive 行规。步进驱动器既可以不带编码器运行，也可以带编码器进行位置控制。

• 轴名

• 位置

• 速度

• 加速度/延迟、加加速度

• 到下一个运动的过渡行为

• 位置控制定位：
  可以在无插补环境下，通过如下值来单独操纵各个轴：

• 由速度控制定位轴的运行

• 监控和限制（静止、定位、动态跟踪误差、静止信号、受控变量、硬件/软件结束位置、编码器频率限值、速度误差、测量系统差异/滑差、动态响应限值）

• 路径与时间

• 速度与时间

• 速度与路径

• 从位置控制运行动态切换到压力控制运行或相反

• 可采用多个压力传感器

• 压力差测量

• 反向阻止（防止输出可导致回撤运动的设定值）

• 用于闭环控制和限制

• 力/压力与时间

• 力/压力与路径

• 达到以下误差限值时停止

• 达到转矩限值时停止

• 达到定义的转矩时停止

• 通过凸轮定义的轴运动曲线：

• 附加，即完成每个运动，轴在两次运动之间停止（停止）

• 连续运动，即在制动开始时向下一个运动过渡。

• 替换，即立即执行所编程的运动。主动命令将中止。

• 轴的力与压力控制：

• 轴的力和压力限制 :

• 主动回至原点（参考点接近功能）/被动回至原点（运行中回至原点）
  o 采用参考凸轮和编码器零标记
  o 只采用外部零标记
  o 只采用编码器零标记
  o BERO 接近开关和硬件限位开关用作反向凸轮
  o 硬件限位开关用作参考凸轮

• 直接回原点/设置原点位置

• 相对直接回原点（按偏移量移动）

• 编码器回原点/编码器校准

• 参考点偏移量

• 反向间隙补偿

• 静态摩擦补偿

• 液压滑动摩擦补偿

• 模拟驱动器漂移补偿

• 可通过凸轮的力和压力曲线：

• 每次仅有一个编码器用于位置控制：

• 可动态完成编码器间的切换（使用一个切换平滑滤波器）。

• 非活动编码器的实际值可通过应用程序读取，用于特定的监视或其他用途。

• 可在当前移动速度和加速度/减速度的基础上在线叠加各种系数。

• 运行至固定停止点：

• 进给功能支持附加的转矩、可调的转矩限制和灵活的转矩限值 B+/B-

• 连续运动的过渡行为：

• 主动运动期间可执行附加运动，例如主动定位运动可与补偿运动同步执行。

• 定位轴并发启动

• 回原点：
  目前支持下列回原点类型：

• 补偿和参考点：

• 印刷标记校正

• 编码器切换：
  每个轴多可 8 个编码器：

• 倍率：

GEAR – 同步操作/电子齿轮工艺功能

同步轴工艺对象

• 包含定位轴工艺对象的功能

• 位置控制轴采用同步速度

• 角度同步，电子齿轮：
  可确保多个轴实现稳定、长时间的角度同步。可小幅调整传动比。

• 和相对齿轮箱同步

• 从动轴偏移

• 主动轴：
  可在主值源之间直接切换主值（必须过渡动态）。
  以下可用作下列轴的引导轴或主控值源：

• 虚拟轴：
  虚拟轴仅存在于控制系统中，因此没有真实的驱动器、电机或编码器。虚拟轴与真实轴一样可通过命令进行控制。运动控制系统将计算插补器的设定值，并将用作同步运行的主值或其他用途。

• 真实轴：
  真实轴是属于 SIMOTION 系统并可通过设定值和实际值连接的主动轴。

• 外部编码器：
  实际值通过外部编码器检测，并在调整后作为主值提供。

• 设定值连接以及带停滞时间补偿的实际值连接。

• 可在运行过程中更改轴的角度位置和电子齿轮传动比。

• 接合/分离：
  例如，可将从动轴停止运行一个周期或者仅运动一个周期，以便卸下故障元件。可通过可编程同步功能，灵活实现此类操作。

• 同步和去同步：

• 在主动轴处于运动或静止状态时，可以将从动轴同步或去同步。

• 可以主值和从轴的同步位置。

• 通过可的主值距离进行同步

• 基于可的动态响应参数进行同步（加加速度限制）

• 位置同步，在位置进行同步和去同步

• 同步位置范围（在同步位置之前、之后和与同步位置对称）

• 可使用不同的同步模式：