西門子CPU416-2卡件

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上海晉營自動化科技有限公司

 
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西門子S7-400CPU,CPU412,CPU414.CPU416,CPU417
SIMATIC S7-400 提供多種 CPU，以滿足不同的性能要求：
CPU 412-1 和 CPU 412-2:
用于中等性能范圍的小型設備。
CPU 414-2, CPU 414-3, CPU 414-3 PN/DP:
用于具有對編程、處理速度和通訊有額外要求的中型設備。
CPU 416-2, CPU 416-3, CPU 416-3 PN/DP:
滿足性能要求。
CPU 417-4 DP:
滿足zui的性能要求。
CPU 412-3H, CPU 414-4H 和 CPU 417-4H:
用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH
CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP:
用于建立故障安全自動化系統，滿足日益增長的安全需要。

西門子CPU416-2卡件

SIMOTION 面向機械工程應用中的所有任務提供了適宜功能。

實現這些功能的基礎是采用了符合 IEC 61131-3 標準中的機器自動化要求（如監控、順序控制、輸入/輸出處理、計算等）的 PLC。 電 話：（同號）

提供了用于運動控制的可擴展功能：從凸輪控制器到定位、齒輪傳動和凸輪傳動，直至各種搬運運動的 3D 路徑插補。生產機械中常用的工藝功能（如壓力調節器或溫度控制器）對該功能加以補充。

因此，SIMOTION 提供了一種全面而可擴展的功能，擁有生產機器所需的全部功能，PLC 性能從低到高，適用于基本單軸應用到復雜多軸應用。

SIMOTION 應用的軟件結構

SIMOTION Kernel – 基本功能

SIMOTION Kernel 中組合了 SIMOTION 設備的基本功能。

此外，SIMOTION Kernel 還提供了以下方面的高性能功能：

• PLC 功能（符合 IEC 61131-3）
• 程序控制
• 定時器、計數器
• I/O 運行
• 通信

此外，還提供一套支持以下任務的強大運行系統

• 周期性（同步的周期性）任務
• 順序任務
• 時間驅動式任務
• 件驅動式任務

語言范圍符合 IEC 61131?3 標準，并且包含 I/O 管理、過程和機器控制所需的所有 PLC 命令。用于編程的語言包括 LAD（Ladder Diagram，梯形圖）、FBD（Function Block Diagram，功能塊圖）、ST（Structured Text，結構化文本）、MCC（Motion Control Chart，運動控制圖）和傳動控制圖 (DCC)。

SIMOTION Kernel 基本功能可通過加載 SIMOTION 工藝功能包進行擴展。

SIMOTION 工藝功能包

SIMOTION 工藝功能包結合了眾多領域機械工程自動化所需要的軟件功能。它們在配置過程中加載到控制器中，并通過添加系統功能的方式擴展基本功能。在工程期間，可通過 SCOUT 命令庫訪問工藝功能包的功能。

借助工藝功能包可生成工藝對象（例如“定位軸”工藝對象），這些工藝對象以同樣的方式進行設置、配置和參數設定。

運動控制工藝功能包

此工藝功能包包含全面的運動控制功能，提供了開放而又靈活的應用編程方式，確保用戶能夠實施復雜的運動控制應用。

SIMOTION 運動控制工藝功能包具有以下功能：

• 基本運動控制
• 定位–POS
• 同步操作/電子齒輪 – GEAR
• 凸輪 – CAM
• 路徑插補 – PATH
• 輔助工藝功能

該技術功能包中的工藝對象功能可通過附加語言命令和系統變量以及符合 PLCopen 的函數塊來訪問。因此，運動順序的編程較為簡單且集成程度較高。

溫度控制工藝功能包 (TControl)

SIMOTION 溫度控制工藝功能包提供了功能豐富的溫度通道。這些功能同樣通過附加語言命令和系統變量進行訪問。

傳動控制圖 (DCC) 工藝功能包

SIMOTION 傳動控制圖 (DCC) 工藝功能包提供了一個“驅動控制塊”(DCB) 庫。借助這些控制塊，可以在選配的 DCC 編輯器中以圖形化的方式配置開環和閉環控制功能，該編輯器可集成到 SCOUT。SCOUT TIA（TIA Portal 中的 SIMOTION）沒有 DCC。

多功能信息接口 (MIIF) 工藝功能包

SIMOTION MIIF 工藝功能包可充當服務器，支持以符號化方式訪問 SIMOTION 數據并通過以太網將數據提供給客戶端（例如，操作面板）。

SIMOTION I/O 交互功能庫

這些功能庫包含用于集成智能 I/O 和通信模塊的標準功能。它們是 SCOUT 命令庫的組成部分，可非常方便地將模塊（如 FM 350-1/-2、FM 352、CP 340/341、SIWAREX FTA）或識別系統集成到 SIMOTION 用戶程序中。SIMOTION Utilities & Applications 中也提供了編程示例和標準應用。The SIMOTION Utilities & Applications 隨 SCOUT 免費提供。

SIMOTION 用戶程序

在 SIMOTION 用戶程序中，工藝功能包功能、功能庫和 SIMOTION Kernel 的功能統一通過語言命令進行訪問。

因此，SIMOTION 應用程序的結構支持 PLC 功能與運動控制功能和工藝功能的合并。由于這種方式可以避免使用接口并消除停滯時間，因此簡化了運動順序的優化工作（無需 PLC/運動接口）、降低了工程成本并提高了產品質量和機器生產率（機器周期和輸出）。

SIMOTION 應用可通過不同方式編程：

• 使用圖形化編程語言 LAD（梯形圖）、FBD（功能塊圖）和 MCC（運動控制圖），可直觀方便地進行圖形化編程。
• 此外，也可通過文字化方式使用結構化文本 (ST) 進行編程。
• 使用可選傳動控制圖 (DCC) 工藝功能包，可方便地以圖形方式對基于傳動的開環和閉環控制功能進行組態（不適用于 TIA 博途中的 SIMOTION）。

SINAMICS 變頻器的深度集成允許：

• 方便地完成驅動（電源單元和編碼器）的符號分配
• 方便地完成驅動外設（I/O、凸輪、探針）的符號利用
• 自動地比較整個驅動總成相關的全部特性變量
• 提高直至傳動的*性（訪問控制/狀態字和傳動數據、轉矩限值、附加的轉矩設定點）
• 支持采用伺服傳動的高動態應用，基于 DSC（Dynamic Servo Control，動態伺服控制），可實現 125 µs 的位置控制周期
• 支持采用液壓傳動的高動態應用，可實現 250 µs 的位置控制周期和壓力/力控制周期
• 可與傳動和模塊化開環控制實現同步

除電氣傳動外，一個控制器內或者分布在多個控制器中的各液壓傳動都可實現彼此同步。這樣就可以實現集成自動化解決方案，例如在汽車工業中的輸送系統和沖壓生產線中，可在同一個系統中采用電氣傳動（卷繞機、橫向切割機、輥式進給裝置）和液壓傳動（如深拉壓力機）

通過項目 SIMOTION easyProject，可將基本及模塊化機器功能集成到 SCOUT 工程組態項目中。

SIMOTION 等時模式

在 SIMOTION 系統中，所有組件（一個或多個控制模塊、傳動、同步 I/O）都與機器的通信周期（PROFIBUS DP/PROFINET 周期）同步。應用還通過同步應用任務（在伺服與插補器周期中）與此周期同步。因此，等時模式遍布整個機器應用（對于分布式系統也是如此），這樣可帶來大量優勢：

• 終端到終端和終端到軸的響應時間較短
• 機器循環時間更短
• 可通過編程完成同步閉環控制任務
• 基于確定且可再現的機器響應，可實現較高的產品質量

模塊化概念 – 模塊化機器

SIMOTION 支持模塊化機器概念，進而可降低工程和調試成本，具體體現在：

• 通過庫和可重復使用的模塊進行模塊化軟件開發
• 劃分為各個機器模塊，例如，可通過分布式同步操作（通過 PROFIBUS DP 或帶同步實時功能的 PROFINET IO）來鏈接這些機器模塊。基于一個zui大項目，可對項目進行重新組態（例如，使用人機界面）。
• 在組態和運行期間，激活/禁用 DP 從站/PROFINET IO 設備（I/O 組件）和工藝對象（傳動、軸、外部編碼器、探頭和凸輪）。
• 使用項目 SIMOTION easyProject，方便地對項目進行模塊化組態

模塊化的機器設計意味著可取得可擴展的解決方案和大型軸布置。標準化的模塊可輕松適應特定的要求，并可分別進行測試。然后，這些模塊可以方便地組合成不同類型的機器。

通過 PROFIBUS 進行通信

在所有平臺上，可通過 PROFIBUS 獲得通信功能：

• SIMOTION 和/或 SIMATIC 控制器之間的 I/O 通信
• 與編程設備（編程設備功能）的通信
• SIMATIC HMI 設備通信
• 與安裝有 SIMATIC NET OPC 的 PC 進行通信。
  作為前提條件，PC 上應安裝 SIMATIC NET SOFTNET S7 軟件。

基于以太網/PROFINET 的通信

所有平臺均提供以下基于以太網的通信功能：

• SIMOTION 和/或 SIMATIC 控制器之間的 I/O 通信
• 通過 UDP 和 TCP/IP 與 SIMOTION 設備、SIMATIC CPU 和非 Siemens 設備進行通信
• 與編程設備（編程設備功能）的通信
• SIMATIC HMI 設備通信
• 基于 SCADA 系統 WinCC 的通信。
• 與安裝有 SIMATIC NET OPC 的 PC 進行通信。
  作為前提條件，PC 上應安裝 SIMATIC NET SOFTNET S7 軟件。

• SIMOTION IT 虛擬機

  SIMOTION 控制器的運行系統中集成了 Java 運行環境（虛擬機）。此功能的使用將通過“SIMOTION IT DIAG”許可證進行許可。

  在安裝 SIMOTION IT 虛擬機的 SIMOTION 控制器上，可以執行 Java 應用程序。可使用戶能夠自行開發用于調試、服務及預防性維護的程序和方案。

  這些程序可以采用目前市場上提供的標準開發工具創建，例如：Eclipse 或 NetBeans。創建完畢后，便可以將其通過在線方式下載到 SIMOTION 控制器中。與 SIMOTION SCOUT 沒有任何關系。

  SIMOTION 控制器上的所有 Java 應用程序都在非同步任務中運行，而不是在實時任務中運行。

  Java 環境通過特殊的系統函數向 SIMOTION 運行系統提供了一個接口 (API)。可用的功能如下：

• 對 SIMOTION 變量進行讀寫訪問
• 對非易失性存儲器 (NVRAM) 進行讀寫訪問
• 使用系統功能（工藝對象的功能）
• 使用設備中的標準 Java 類別（文件訪問、網絡功能、字符串功能等）
• 創建小服務程序 - 小服務程序適用于執行控制器與特定 Web 應用程序之間的用戶特定交互。
• 概述

• 

  SIMOTION SCOUT：自動化任務的統一視圖

  SIMOTION SCOUT – 用于運動控制應用的全套工程配置系統

  SIMOTION 運動控制系統提供了豐富的預編程功能，您可在此基礎上分配參數以及進行二次開發，從而實現自定義功能。

  為了自動化任務的有效實施，您需要一個支持所有必要工程配置步驟且便于使用的工具：SIMOTION SCOUT

  SCOUT 是機械工程設計領域的通用自動化環境。它可以對 PLC 和運動控制功能要求*的復雜生產機器進行工程設計。

  SCOUT 集成在 STEP 7 中，其變種 SCOUT TIA 集成在 TIA 博途中，因此，也被集成在 SIMATIC 環境中，以確保全集成自動化（TIA）的功能完整性。

  SCOUT 具有

• 集成的面向功能的自動化任務視圖，同時
• 使用起來也非常方便。

• 支持的 SIMOTION 應用范圍從簡單的參數可調的速度控制式單軸應用到復雜的機械耦合式可編程多軸機器應用。

  因此，SCOUT 根據具體的任務顯示不同的視圖，并且可通過附加工具進行擴展（例如，用于創建凸輪圖形的工具）。

  SIMOTION SCOUT – 用于工程設計、測試和診斷的工具

  SCOUT 支持運動控制應用構建過程中的所有必要步驟：配置、參數設置、編程、測試和診斷。

  在調試和維護時，集成的測試與診斷功能十分有用。

  SCOUT 的圖形菜單系統支持用戶執行多項重要任務，例如：

• 創建硬件和網絡配置
• 創建、配置和設置工藝對象的參數，例如軸、測量輸入、凸輪輸出、凸輪軌跡和凸輪。

• SIMOTION SCOUT – 支持文本式和可視化編程

  在 SCOUT 中，可使用以下編程語言編寫 SIMOTION 應用：

• 結構化文本（符合 IEC 61131）
• LAD（梯形圖）和 FBD（功能塊圖）
• MCC（運動控制圖）：可視化“流程圖語言”，可輕松描述和編程生產機器的運動順序
• DCC（驅動控制圖）： 開環和閉環控制功能的圖形化組態（SCOUT TIA 沒有該功能）

• CamTool 可選包（凸輪編輯器）

  CamTool 可選包可擴展 SCOUT 的功能，它具有一個創建和優化凸輪的強大圖形化工具。SCOUT 中標配有一個創建凸輪的簡易編輯器。

  CamTool 選件包*集成在 SCOUT 用戶界面中。

  驅動控制圖 (DCC) 可選包

  借助驅動控制圖 (DCC)，可輕松通過圖形化方式配置基于驅動系統的開環和閉環控制功能。 可通過拖放操作從一個標準函數塊庫中選擇多實例函數塊，以圖形方式進行連接，并進行參數化。 SCOUT 可以清晰地顯示其控制結構（SCOUT TIA 沒有該功能）

  機器要求

  起絨布折疊機或交叉折疊機布置在梳棉機和針織機之間的無紡布紡織機中。在應用中，每個單位面積內從梳理機出來的纖維織網很少具有每個單位面積的必要物料。因此，交叉折疊機在網層之間鋪設的層數應符合特定應用的要求。

  要解決的任務是實現單位面積上重量恒定的同時，對恒速輸入的網進行間歇地堆疊。將材料傳輸到供料輸送帶和覆蓋輸送帶之間的實際鋪設位置。兩個拖板在垂直于機軸的輸送帶上以之字形將網堆成層。

  較低的一個拖板的運動決定了產品的寬度，較高的一個拖板起一個材料緩沖器的作用，以補償供料輸送帶與堆層拖板間的速度差。

  兩個拖板間的運動關系也受到過程參數的影響，如網延長到邊上，也稱為仿形切削。使用不帶附加傳動裝置的伺服電機執行高動態反向運動。

  材料橫街部分要求的層數和羊毛強度（按每平方米每克計算）由輸入和輸出間的速率決定。

  該機器滿足以下自動化要求：

• 系統響應更高
  精確的網邊緣的回轉運動
• 滿足不同材料
  對橫向進給曲線靈活性的要求
• 纖維網的
  高速無氣流分層

• 

  羊毛折疊機的原理

  下述的SIMOTION自動化方案具有以下優點：

• 因為采用實時凸輪計算所以節省內存空間
• 靈活的參數調整使得安裝更加快捷和方便
• 用于集成軟件參數過程的可擴展開放式軟件菜單
• 產品改變時，靈活性高，重設時間短
• 配方存儲器使其可以進行大批量地重復生產
• 基于圖形的編程使其具有高度友好的用戶環境
• 因綜合診斷工具和通過SIMOTION SCOUT的對話控制而獲得的透明度
• 使用 SIMOTION 和 SIMATIC S7 可編程邏輯控制器可以輕松地對工藝中涉及的所有機器（例如梳棉機和針織機）進行自動化并將它們網絡連接成一條生產線。
• 與該過程相關的機器數據可在SIMATIC 面板 MP 277 上通過WinCC/ProTool/Pro應用程序的獲取，并能通過OPC接口（工業以太網）提供操作數據管理系統。

• 自動化解決方案

  SINAMICS S120 與 1FK7 高動態伺服電機組合用作驅動系統。SIMOTION 作為開環和閉環控制系統，允許*在在一個單一的系統中執行運動控制、PLC 和技術任務。

  即使在使用大量工藝數據的情況下，這也可以實現較短的循環時間。

  使用 SCOUT 工程系統（使用凸輪）對單獨循環內的復雜運動順序進行編程。SCOUT 支持圖形編程（運動控制圖表）以及更熟悉的 PLC 功能，如梯形圖邏輯、功能塊圖或高級語言（結構化文本）。

  該自動化解決方案的特點：

• 敷設小車的橫向曲線形態的計算和實時調整
• 通過 PROFIBUS 將數據傳輸至驅動器
• 換算跟蹤誤差偏置或在推斷出整個輪廓并在相關的鋪設臺車路線中應用
• 面板可用于可視化和操作，通過觸摸屏或鍵盤操作，可以通過 PROFIBUS 連接到自動化系統
• SIMOTION 和數據采集系統通過 OPC 服務器通訊，憑借瀏覽器質量保證基于 Windows 的系統的數據交換。

• 

  使用 SIMOTION D 和 SINAMICS S120 的自動化解決方案示例

  下面所描述的 SIMOTION 的自動解決方案具有以下優勢

• 為了實現更加快速的復位時間，可以使用用于開口運動的高分辨率 SIMOTION 凸能替代機械凸輪。
• 集成在 SIMOTION 中的技術功能，特別是電子凸輪，可以輕松、安全地執行過程所需的運動控制。此外，必要時，它們還允許輕松、靈活地修改運動軌跡。
• 可變用戶接口可以根據執行系統快速修改過程參數。可以隨時復制這些數據并按照過程技術進行分配。批次更改不再需要進行手動調節。
• 用于調試、組態和診斷的工具集成在統一的可升級 SCOUT 工程系統中，可減少維修和組態時間。

• 

  紡織機的操作原理

  設計

  自動化解決方案

  通過機型，按編織機的技術要求，應用具有靈活性的自動化結構。

  具有如下性能特征：

• 操作員控制/可視化/診斷/模式
• 過程控制系統，
• 運動控制和
• 驅動器相關控制

• 符合過程工程要求。

  該方案模型取決于過程數據的預先處理和運動控制過程的實施。

  通過SIMOTION C/D/P 實現機床控制：

• 設定點輸入
• 送經和織物卷取控制
• 引緯控制
• 機器監控
• 綜絲控制

• 操作員控制和監視 (HMI)

  基于運行時和組態軟件 SIMATIC WinCC flexible 使用觸摸面板（例如 SIMATIC TP 177B）或多功能面板（例如 SIMATIC MP 277B）：

• 過程數據控制，如：
  • 速度規格
  • 緯線密度預設
  • 技術值預設
• 模式管理
• 診斷/遠程診斷

• 驅動器

  通過總線耦合的 SINAMICS S120 動態驅動系統和 1FT7/1FK7 電機實現集成的自動化和驅動結構。

  該自動化解決方案的特點：

• 在卷繞和展開過程中的恒定的線拉緊控制、線的正確供應以及在進入緯線時的準確定位都緊密地與過程控制結合在一起，并通過機器周期進行同步處理。SIMOTION D445-1 必須用于此目的。
• 從安裝在主軸上的編碼器獲取實際值的主站，將合適的設定值信號輸出至驅動器和控制系統的從站。
• 通過OPC接口（以太網）的耦合，確保了操作數據的管理和與一模式系統（CAD系統）的接合。