两个学科,一个设备

2020年4月27日

集成了故障安全运动控制系统,多轴驱动控制,强大的通信接口和技术I/ o在一个设备节省了宝贵的控制柜空间,并促进了特别具有挑战性的机器概念的实现,效率极高,包括模块化和最佳的可扩展性。

机床上的控制柜。在这方面,控制和驱动技术的节省空间的解决方案是必不可少的。
机床上的控制柜。在这方面,控制和驱动技术的节省空间的解决方案是必不可少的。

今天的生产机器对自动化和驱动技术的要求很高:除了“经典的”控制技术外,它们主要配备了大量高动态的伺服驱动器,这些驱动器必须通过凸轮和齿轮同步操作的方式,以高效的能源与彼此完美同步的方式运行。

作为PLC的典型功能(如逻辑处理)的补充,精细的运动控制功能是至关重要的,如定位、同步和凸轮盘,通过处理运动学的路径插值转换。与位置相关的二进制信号的采集和发出也需要技术I/ o。

灵活的可伸缩的解决方案,允许简单的实现甚至模块化机器的概念,是对市场变化的快速反应所必需的。此外,这包括保护机器和人员的综合安全概念,集成驱动器、I/O和HMI系统的强大通信接口,以及系统网络、MES系统和云服务的集成。

除了经典的plc和基于pc的自动化解决方案,特别是基于驱动的控制平台也建立了自己的生产机器依赖运动控制。许多生产机器的自动化和驱动技术往往不得不凑合在床上狭窄的凹槽-因此,需要特别紧凑和节省空间的控制柜解决方案。

通过Simatic驱动控制器,西门子公司扩大了Simatic S7-1500高级控制器的产品组合,包括基于驱动的版本。新控制器优化了Simatic S7-1500控制系统和Sinamics S120驱动系统的集成。它将运动控制、技术、PLC和安全功能直接集成在模块化和高动态的多轴驱动系统中,无需在控制柜中为控制系统增加任何额外空间。

集成的接口和技术I/ o可用于控制器的所有性能级别。这简化了纯粹基于性能的扩展,并允许高效实现紧凑和模块化的自动化和驱动解决方案。控制器的工程是通过TIA Portal与Simatic step7和Sinamics Startdrive执行的。

驱动控制器的集成驱动控制允许多达6伺服,6矢量或12 V/f驱动器直接在控制器上操作。如果需要额外的驱动器,驱动器数量结构可以通过Sinamics S120控制单元(CU320-2)或Sinamics S210单轴AC/AC转换器通过Profinet进行扩展。通过Profidrive的标准化数据交换也允许集成来自其他制造商的驱动器。

驱动控制器有多个版本,可用于超过100个轴的轴数量结构。随着“跨plc同步操作”功能集成在所有S7-1500技术cpu,凸轮和齿轮同步操作也可以跨所有cpu,确保轴的数量结构几乎是无限的。除了将性能分布到多个cpu,跨plc的同步操作还允许使用“自治功能单元”的模块化自动化概念的简单实现。

为了考虑生产机器的安全方面,对所有动作进行安全监测也是可能的。

安全地提高生产力

智能安全概念不仅旨在保护人员和机器,它们也构成了高机器吞吐量和最小停机时间的基础。

例如,危险区可以由安全灯栅保护,驱动器可以通过应用安全方向(SDI)功能安全操作,其中,如果机器向远离操作者的安全方向移动,操作员就可以进入危险区,从而使用户可以安全地将材料运送到或离开工作区域。

故障安全控制器具有控制系统和集成驱动控制的安全功能必威bet,促进了集成解决方案,也满足了有关人员和机械安全的最苛刻的要求。使用可自由编程的F-CPU,这种安全功能可以灵活地适应个人需求。Startdrive驱动器工程软件的向导式安全验收测试引导用户逐步完成验收过程,并检查安全功能是否已正确参数化,并在各自的应用程序中正确执行。然后可以为文档自动创建符合标准的验收证书。

为了节省空间布局,多轴驱动系统的电源单元可以直接连接,无需任何额外的驱动控制器控制单元(CU)。应用程序可以通过Profinet和跨plc syn灵活伸缩和模块化
为了节省空间布局,多轴驱动系统的电源单元可以直接连接,无需任何额外的驱动控制器控制单元(CU)。应用程序可以通过Profinet和跨plc syn灵活伸缩和模块化

与使用安全继电器的传统布线相比,基于Profinet与Profisafe的有效通信减少了布线所需的时间和精力。

面向未来的通信
最先进的自动化解决方案需要面向未来的通信解决方案。这些需求是具有挑战性的:需要与更高级别的系统交换大量数据,并且需要用最短的终端-终端时间(包括故障安全通信)在场级上对I/O信号进行可重复处理。

在通信方面,运动控制应用代表了一个特殊的挑战:除了为了提高生产率和产品质量而缩短周期外,与驱动系统和I/O系统或机器模块之间的快速确定性数据交换是绝对必要的。

Profinet与等时实时(IRT)在这里被用于驱动控制器。总的来说,有三个Profinet接口和一个Profibus接口可用,从寻址角度来看,允许机器网络与工厂网络分离,同时也允许用户友好的连接MES系统或云服务,例如。除了通过通信接口分布式连接I/ o的选项外,在驱动器控制器上也可以使用特殊的板载I/ o。

运动控制的技术I/ o
运动控制的应用不仅仅局限于轴的实际遍历。它们还包括与运动控制密切相关的技术功能。例如,为了确定产品在传送带上的位置,当边缘在数字输入处上升和/或下降时,测量输入以最大精度记录轴的位置。此外,凸轮输出开关的数字输出根据各自的位置。

这些技术I/ o对产品机器有很高的分配率,然而,它们通常只需要较少的数量。为了使这些应用程序能够尽可能高效地实现(不需要额外的模块),该控制器具有进一步的8个技术I/ o,除了驱动器侧的8个测量输入,其各自的功能可以参数化通道选择性。必威bet

为了保证在µs范围内的最大精度,输入具有可参数化输入滤波器,高速输出具有特殊的输出驱动器,在1µs内开关具有极端的边缘陡度,因此具有可重复性。因此,所能达到的精度基本上只取决于所使用的传感器或执行器。

生产机器需要高性能自动化解决方案和最小的空间需求。为了满足这些要求,Simatic驱动器控制器结合了故障安全技术CPU与多轴驱动器控制,需要非常小的空间。集成的接口和技术I/ o在所有性能类中都是统一可用的,因此伸缩性特别容易执行,自动化解决方案可以以极高的效率实现。跨plc同步操作还支持模块化机器概念的实现,以及性能分布到多个cpu,特别是广泛的轴数量结构。

在最小的空间内提供最大的功能,驱动控制器是一个具有全面运动控制功能的生产机器的高效实现的有吸引力的替代方案。

驱动控制器嵌入到完全集成自动化中,因此受益于西门子公司的整体数字化解决方案。


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