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西門子PLC模塊6ES7321-1FH00-4AA2
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產(chǎn)品概況
1.1 引言
自動化領(lǐng)域的當前發(fā)展主流趨勢是基于PLC集成的解決方案。在實現(xiàn)若干復(fù)雜工藝功能和運動控制的應(yīng)用中,基于PLC的機電一體化1)解決方案得到了迅速的推廣,它既能為用戶提供更加靈活和更加效能的機械設(shè)備,也能大大地節(jié)約制造成本。因此,機電一體化的理念正逐漸地貫徹到越來越多的項目規(guī)劃和產(chǎn)品設(shè)計中。
在機電一體化方案中,注重運動控制的工藝功能在自動化系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。西門子的Technology CPU(或稱T CPU)實現(xiàn)了在一個SIMATIC CPU中集成工藝和運動控制功能,它不僅可*地執(zhí)行開環(huán)控制和運動控制的任務(wù),而且能*集成在SIMATIC產(chǎn)品家族和TIA(Totally Integrated Automation,全集成自動化)環(huán)境之中。
作為新的SINAMICS驅(qū)動家族的一員,SINAMICS S120是滿足機器和工廠框架中高性能要求的模塊化驅(qū)動系統(tǒng)。S120提供了高性能的單軸和多軸驅(qū)動,憑借其擴展性和靈活性,可廣泛應(yīng)用在眾多行業(yè)。
1)機電一體化(Mechatronics),結(jié)合了機械工程、計算機技術(shù)和電子技術(shù)的綜合性學(xué)科,常用于制造業(yè)的設(shè)計和開發(fā)工作。西門子PLC模塊6ES7321-1FH00-4AA2
1.2 Technology CPU產(chǎn)品介紹
目前西門子提供了三款T CPU(如圖1)供用戶選擇:315T-2DP、317T-2DP和317TF-2DP。CPU 315T-2DP/CPU 317T-2DP應(yīng)用在運動控制和標準控制相結(jié)合的典型應(yīng)用中;CPU317TF-2DP除了包含了以上兩款產(chǎn)品的所有功能,還提供了額外的故障安全功能,可應(yīng)用在標準控制、運動控制和安全相關(guān)控制相結(jié)合的綜合應(yīng)用之中。
圖1 T CPU產(chǎn)品家族
T CPU包括以下部分:
系統(tǒng)提供預(yù)編程的符合PLCopen認證的功能塊簡化了用戶的編程工作。STEP 7選件包S7-Technology可用于對所有的工藝功能進行編程和調(diào)試。
T CPU可同時處理多達32個(對于315T-2DP)或64個(對于317T(F)-2DP)工藝對象。
更多T CPU產(chǎn)品信息請參考支持中心提供的相關(guān)網(wǎng)頁。
1.3 SINAMICS S120產(chǎn)品介紹
Sinamics S120 是西門子公司推出的全新的集 V/F、矢量控制及伺服控制于一體的驅(qū)動控制系統(tǒng),它不僅能控制普通的三相異步電動機,還能控制同步電機、扭矩電機及直線電機。其強大的定位功能將實現(xiàn)進給軸的、相對定位。內(nèi)部集成的 DCC(驅(qū)動控制圖表)功能,用 PLC 的 CFC 編程語言來實現(xiàn)邏輯、運算及簡單的工藝等功能。
S120分為兩種,AC/AC(單軸驅(qū)動器)和DC/AC(多軸驅(qū)動器)。
更多S120產(chǎn)品信息請參考支持中心提供的相關(guān)網(wǎng)頁。
2. 準備
2.1 環(huán)境要求
2.1.1 本文檔所述實例基于以下硬件環(huán)境:
? PS307 5A 6ES7307-1EA00-0AA0
? CPU 317TF-2DP 6ES7317-6TF14-0AB0
? SIMATIC MMC 8M 6ES7953-8LP11-0AA0
? SIMATIC Field PG M3 6ES7715-1BB23-0AA1
? PROFIBUS電纜
? 其他S7 300模塊(如果有,如DI、DO等)
? S120 Training Case 6ZB2480-0BA0,
圖2 S120 Training Case
包括:
(1)CU320 6SL3040-0MA00-0AA1
(2)非調(diào)節(jié)型電源模塊5kW 6SL3130-6AE15-0AA0
(3)雙電機模塊3A 6SL3120-2TE13-0AA0
(4)同步電機(1FK7022-5AK71-1AG3),通過SMC20(6SL3055-0AA00-5BA1)接增量型編碼器(2048,Sin/Cos,1Vpp)
(5)同步電機(1FK7022-5AK71-1LG3),通過DRIVE-CLIQ接值編碼器(512 ppr,EnDat)
(6)CompactFlash Card 6SL3054-0CG01-1AA0
2.1.2 本文檔所述實例基于以下軟件環(huán)境:
? Window XP SP3
? STEP 7 V5.5 SP2
? S7 Technology V4.2 SP1
? S7 Distributed Safety V5.4 SP52)
2)如需使用故障安全功能,則需要此軟件。
2.2 任務(wù)
2.2.1 組態(tài)實例
圖3 系統(tǒng)連接圖
2.2.2 任務(wù)
使用HW Config和S7T Config組態(tài)軸,然后借助STEP 7用戶程序操作該軸。要完成該任務(wù)請遵循以下步驟:
步驟 | 內(nèi)容 |
1 | 接線 |
2 | 在HW Config中對CPU 317TF-2DP進行組態(tài) |
3 | 更改MPI/DP接口的傳輸速率并將組態(tài)數(shù)據(jù)下載到CPU中 |
4 | 組態(tài)DP(DRIVE) |
5 | 激活生成工藝系統(tǒng)數(shù)據(jù) |
6 | 使用HW Config對驅(qū)動器進行組態(tài) |
7 | 組態(tài)通過PG/PC接口訪問驅(qū)動器 |
8 | 將硬件組態(tài)下載到目標硬件中 |
9 | 使用S7T Config組態(tài)SINAMICS驅(qū)動器 |
10 | 使用S7T Config組態(tài)軸工藝對象 |
11 | 創(chuàng)建工藝DB |
12 | 使用STEP 7用戶程序控制軸 |
13 | 試運行 |
表1 操作步驟列表
2.2.3 使用站向?qū)?br />如果在步驟 1 之后,借助站點向?qū)Ы⒘?T 站點,則可以一步式執(zhí)行步驟 2 到 5 ,然后接著執(zhí)行步驟 6 。
3. 步驟
3.1 步驟1:接線
3.1.1 T CPU接線
請參考手冊S7-300 S7-300 CPU 數(shù)據(jù): CPU 315T-2 DP 接線。
請嚴格按照手冊要求接線,注意安全。
3.1.2 PROFIBUS接線
用PROFIBUS電纜連接CU320到CPU 317TF-2DP的DP(DRIVE)接口,并將CU320的 PROFIBUS 地址設(shè)置為4 。可按照如下方式直接通過硬件DIP開關(guān)設(shè)置CU320的PROFIBUS 地址:
圖 4 CU320 PROFIBUS地址設(shè)置
3.2 可選:借助向?qū)椭?T 站點
組態(tài)CPU 31xT(F)時使用站向?qū)Э梢砸徊绞綀?zhí)行多步操作。若選擇該功能,可直接跳轉(zhuǎn)到步驟6。
操作步驟:
序號 | 操作 |
1 | 在SIMATIC Manager中建立一個新的項目 |
2 | 選擇“插入”(Insert) >“站”(Station) >“SIMATIC T 站”(SIMATIC T Station) 菜單命令。
也可右擊項目名,選擇“插入新對象” (Insert New Object) >>“SIMATIC T 站”(SIMATIC T Station)
結(jié)果:“創(chuàng)建T站”對話框打開。 |
3 | 在“創(chuàng)建T站”對話框中設(shè)置以下參數(shù): “CPU 型號”(CPU type): CPU317TF-2 DP “生成工藝系統(tǒng)數(shù)據(jù)”(Generate Technology System Data) 選項激活 “MPI/DP”:“新建”(New),類型 MPI,傳輸速度 1.5 Mbps “PG/PC”:未使用
點“OK”確認,STEP 7開始創(chuàng)建S7 300站,創(chuàng)建結(jié)束出現(xiàn)以下提示
結(jié)果:在項目中建立了包含CPU 317TF-2DP的SIMATIC 300站。 |
4 | 如步驟2中所述,打開硬件組態(tài)并插入其他模塊(如DI、DO等)并進行相關(guān)設(shè)置。 |
5 | 如步驟3中所述,將硬件組態(tài)下載到CPU中。 |
6 | 之后可直接跳轉(zhuǎn)到步驟6繼續(xù)以下操作。 |
3.3 步驟2:在HW Config中對CPU 317TF-2DP進行組態(tài)
操作步驟:
序號 | 操作 |
1 | 在 SIMATIC 管理器中創(chuàng)建新的項目(例如“TCPUS120 ( 4579 KB ) ”)并添加一個 SIMATIC 300 站點。 |
2 | 通過選擇“SIMATIC 300”站點并雙擊“Hardware”(硬件)打開 HW Config。 |
3 | 打開“Hardware Catalog”(硬件目錄)并在“Profile”(配置文件)下拉列表中選擇“SIMATIC Technology-CPU”硬件配置文件。
|
4 | 在 HW Config 的站窗口中通過拖放插入一個裝配導(dǎo)軌。 |
5 | 將“PS 307 5A”電源模塊拖放到裝配導(dǎo)軌上。 |
6 | 通過拖放將 T CPU 添加到裝配導(dǎo)軌。
隨后會彈出一個消息框,點“OK”確認
|
7 | 隨后彈出PROFIBUS接口DP(DRIVE)的屬性對話框,點“OK”確認默認設(shè)置
|
8 | 在S7 300站中添加其他模塊(如果有) |
3.4 步驟3:更改MPI/DP接口的傳輸速率并將組態(tài)數(shù)據(jù)下載到CPU中
操作步驟
序號 | 操作 |
1 | 在裝配導(dǎo)軌中,雙擊“MPI/DP”以在 HW Config 中打開MPI/DP 接口 (X1)。 |
2 | 單擊“屬性”(Properties) 按鈕。
|
3 | 在彈出的對話框中,點擊“新建”創(chuàng)建一個新的MPI子網(wǎng)
|
4 | 在隨后彈出的對話框中的“網(wǎng)絡(luò)設(shè)置”標簽下,設(shè)置傳輸速率為“1.5 Mbps”。
|
5 | 單擊“OK”(確定),確認所有打開的對話框。 |
6 | 選擇SIMATIC管理器的“選項”>“設(shè)置PG/PC接口”菜單命令,選擇MPI方式連接。 |
7 | 選擇“PLC”>“下載”菜單命令,并在 CPU 的 STOP 模式中傳送組態(tài)。
|
8 | 在彈出的對話框“選擇節(jié)點地址”中,選擇CPU并點“OK”確認。
|
3.5 步驟4:組態(tài)DP(DRIVE)
操作步驟
序號 | 操作 |
1 | 在安裝導(dǎo)軌中,雙擊“DP(驅(qū)動器)”(DP(DRIVE))以打開 HW Config 中的“屬性 - DP(驅(qū)動器)”(Properties - DP(DRIVE)) 對話框。 |
2 | 單擊“Properties”(屬性)按鈕。
|
3 | 輸入 PROFIBUS 地址“2”。 |
4 | 單擊“New”(新建)以創(chuàng)建新 PROFIBUS 子網(wǎng)。 |
5 | 在“網(wǎng)絡(luò)設(shè)置”(Network settings) 選項卡中,設(shè)置PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)的傳輸率。 輸入傳輸率 12 Mbps。保持子網(wǎng)的“DP”配置文件設(shè)置。
|
6 | 單擊“OK”(確定),確認 HW Config 的所有打開的對話框。 |
3.6 步驟5:激活生成工藝系統(tǒng)數(shù)據(jù)
操作步驟
序號 | 操作 |
1 | 雙擊裝配導(dǎo)軌上的“Technology” |
2 | 選擇“Technology system data”(工藝系統(tǒng)數(shù)據(jù))標簽,然后設(shè)置“Generate technology system data”(生成工藝系統(tǒng)數(shù)據(jù))復(fù)選框。 單擊“OK”確認。
如果不產(chǎn)生工藝系統(tǒng)數(shù)據(jù),Technology CPU只能作為標準S7 300 CPU使用。 |
3.7 步驟6:使用HW Config對驅(qū)動器進行組態(tài)
操作步驟
序號 | 操作 |
1 | 在 HW 目錄中,打開樹形結(jié)構(gòu)SIMATIC Technology > PROFIBUS DP(DRIVE) > Drives > SINAMICS > SINAMICS S120,選擇S120 CU320,并拖放到DP(DRIVE)的DP主站系統(tǒng)。
|
2 | 在彈出的對話框中輸入PROFIBUS地址“4”,然后點“OK”確認。
|
3 | 在彈出的對話框中為SINAMICS選擇適當?shù)尿?qū)動器版本,然后單擊“OK”確認。
|
4 | 在彈出的“DP slave property”對話框中,選擇“Isochronous Operation”標簽,設(shè)置“Synchronize drive to equidistant DP cycle”,然后可設(shè)置相關(guān)事件系數(shù),之后點擊“Align”,并點擊“OK”確認。
|
5 | 通過調(diào)用 Station(站)> Save and compile(保存并編譯)命令完成 HW 組態(tài)。 |
3.8 步驟7:組態(tài)通過PG/PC接口訪問驅(qū)動器
操作步驟
序號 | 操作 |
1 | 在 HW Config 中使用 Options(選項)> Configure network(組態(tài)網(wǎng)絡(luò))命令啟動 NetPro 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)工具。 |
2 | 在 HW 目錄中,打開樹形結(jié)構(gòu)Stations(站點)> PG/PC,然后將 PG/PC 站點拖放到“Network View”(網(wǎng)絡(luò)視圖)窗口中。
|
3 選擇新插入的 PG/PC 組件,然后單擊 Edit(編輯)> Object properties...(對象屬性...)打開“Properties – PG/PC”(屬性 — PG/PC)對話框,選擇Interface(接口)標簽。
| |
4 | 單擊“New...”(新建...)按鈕打開“New Interface – Type Selection”(新建接口 — 類型選擇)對話框。 選擇“MPI”,然后單擊“OK”(確定)進行確認。
|
5 | 在“Properties - MPI Interface”(屬性 — MPI 接口)對話框中,選擇地址“1”和“MPI network”(MPI 網(wǎng)絡(luò))。 單擊“OK”(確定),確認輸入。
|
6 | 選擇“Properties – PG/PC”(屬性 — PG/PC)對話框中的“Assignment”(分配)標簽。通過單擊“Assign”(分配)將 PG/PC 中的 MPI 接口參數(shù)分配至已組態(tài)的接口。
|
7 | 單擊“OK”(確定)完成接口分配。
|
8 | 現(xiàn)在已經(jīng)將 PG/PC 插入了 MPI 網(wǎng)絡(luò),并滿足了與 SINAMICS S120控制單元交換數(shù)據(jù)的要求。
|
9 | 通過調(diào)用 Network(網(wǎng)絡(luò))> Save and compile(保存并編譯)命令來完成網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。選擇“Compile and check everything”(編譯并檢查全部),然后單擊“OK”(確定)進行確認。
|
10 | 單擊 File(文件)> Close(關(guān)閉),關(guān)閉輸出窗口。 |
11 | 通過調(diào)用 Network(網(wǎng)絡(luò))> Exit(退出)命令關(guān)閉 NetPro 組態(tài)程序。 |
3.9 步驟8:將硬件組態(tài)下載到目標硬件中
操作步驟
序號 | 操作 |
1 | 切換回 HW Config 通過調(diào)用 PLC > Download...(下載...)命令將硬件組態(tài)下載到 CPU 中。 |
2 | 通過調(diào)用 Station(站)> Exit(退出)命令關(guān)閉 HW Config。 |
3.10 步驟9:使用S7T Config組態(tài)SINAMICS驅(qū)動器
操作步驟
3.10.1 自動在線組態(tài)驅(qū)動器
序號 | 操作 |
1 | 在 SIMATIC 管理器中,雙擊“Technological Objects”打開 S7T Config。
結(jié)果:“工藝對象管理”(Technology Objects Management) 打開。 如果未組態(tài)任何工藝對象(如該實例所示),系統(tǒng)將自動運行 S7T Config。 |
2 | 通過選擇 Project(項目)> Save and recompile all(全部保存并重新編譯)命令保存當前項目數(shù)據(jù)。 |
3 | 在打開的S7T Config中,選擇 Project(項目)> Connect to selected target system(連接到所選的目標系統(tǒng))命令更改為在線模式。如果未選擇目標系統(tǒng),會彈出以下對話框
選擇Technology和S120_CU320,并將Access point(接入點)設(shè)為S7ONLINE,點“OK”確認。 |
4 | 如果S120中有組態(tài)數(shù)據(jù),則可能會有如下對話框,在這里直接點“Close”關(guān)閉。
|
5 | 在S7T Config左側(cè)的項目樹中選擇S120_CU320,在工具欄中選擇Restore factory settings(恢復(fù)工廠設(shè)置)命令,執(zhí)行對S120的工廠復(fù)位。
|
6 | 在項目瀏覽器中,打開樹形結(jié)構(gòu) SIMATIC 300(1) > Technology(技術(shù))> SINAMICS_S120 > Automatic configuration(自動組態(tài))。通過雙擊“Automatic configuration”(自動組態(tài))打開自動組態(tài)。
|
7 | 在“Automatic Configuration”(自動組態(tài))對話框中點擊“Configure”啟動自動組態(tài)。
|
8 | 保留驅(qū)動對象的默認設(shè)置(“Servo”),點“Create”開始自動組態(tài)。
結(jié)果:兩個驅(qū)動對象自動創(chuàng)建組態(tài)且初始化。組態(tài)數(shù)據(jù)會自動地上載到編程設(shè)備。 |
9 | 自動組態(tài)結(jié)束后,點擊“Go OFFLINE”切換到離線模式。
|
3.10.2 離線組態(tài)不帶完整的DRIVE-CLIQ接口技術(shù)的Servo 03驅(qū)動器
序號 | 操作 |
1 | 在項目瀏覽器中,打開樹形結(jié)構(gòu) SIMATIC 300(1) > Technology > SINAMICS_S120 > Drives > Servo_03 > Configuration。通過雙擊“Configuration”(組態(tài))打開離線驅(qū)動器組態(tài)。
|
2 | 單擊“Configure DDS...”(組態(tài) DDS...)按鈕以啟動組態(tài)。
|
3 | 接受默認設(shè)置并單擊“下一步>”(Next >)。
|
4 | 在功率單元對話框中,確認所有的默認參數(shù)。
|
5 | 該 SINAMICS training case中沒有調(diào)節(jié)型電源模塊。 單擊“OK”,確認彈出的警告。
|
6 | 在“功率單元BICO”對話框中,選擇“Infeed in operation”為“1”,點“Next”進入下一步。
|
7 | 沒有完整 DRIVE-CLIQ 技術(shù)的電機被連接至功率單元的接口端子X2,點“Next”繼續(xù)。
|
8 | 從列表中選擇正確的電機。 要激活備選選項,必須選中“Select standard motor from list”(從列表中選擇標準電機)框。SINAMICS training case中使用的電機是 1FK7022-xAK7x-xxxx。 根據(jù)所提供的文檔或電機類型銘牌(低壓電機 — 藍色齒輪)核對此電機型號。 選擇合適的電機并單擊“下一步 >”(Next >)。 |
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