SIMOTIOND435实例.docx
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SIMOTIOND435实例
SIMOTION项目实战—D435Beginner
1概述
本文档通过一个实际项目来介绍SIMOTION项目组态、配置和编程的过程。
在SIMOTIONSCOUT软件的安装包里提供了一个供初学者学习的项目"D435_BEGINNER",该项目位于软件光盘路径...\Utilities_Applications\src\Examples\ExampleForBeginners文件夹内,该项目提供了完整的项目文件和介绍文档,该项目可以在SIMOTIOND435演示设备上模拟运行。
图1项目实战图示
该项目要实现的功能是将生产线上的空盒子吹出生产线,其工作过程如下：
按下起动按钮后,盒子在传送带上从上游运输到下游,如果在运输途中被检测出是空的,那么载有喷嘴的吹出器会跟随空盒子运动,建立同步以后在指定的位置打开喷嘴将空盒子吹出传送带,然后吹出器重新返回等待位置。
在运行过程中,如果安全门被打开,那么生产线立即停止,在安全门关上以后,又自动恢复运行。
复位起动按钮后,生产线停止。
该项目中使用的运动控制功能有：
•齿轮同步Gearing
•凸轮同步Camming
•快速点输出OutputCam
2项目中使用的硬件和软件
2.1项目中使用的硬件
项目使用的硬件基于SIMOTIOND435〔可以转换到其他SIMOTION硬件,具体的产品如下表所示。
编号
名称
数量
订货号/备注
1
SIMOTIOND435
1
6AU1435-0AA00-0AA1
2
CF卡
1
6AU1400-2PA01-0AA0
3
SIMOTION多轴授权包
1
6AU1820-0AA43-0AB0
4
端子板TB30
1
6SL3055-0AA00-2TA0
5
智能型电源模块SLM5KW
1
6SL3130-6AE15-0AB0
6
双轴电机模块DMM2×1.6KW
1
6SL3120-2TE13-0AA3
7
传送带电机
1
1FK7022-5AK71-0LG0
8
吹出器电机
1
1FK7022-5AK71-0AG0
9
起动按钮
1
数字量输入,常开点
10
安全门
1
数字量输入,常闭点
11
空盒子传感器
1
数字量输入,常开点
12
吹出器喷嘴阀门
1
数字量输出
13
连接电缆
若干
动力电缆、信号电缆等
表1本项目所使用的硬件列表
2.2项目中使用的软件
编号
名称
版本
1
WindowsXP
SP3,Professional
2
STEP7
V5.5SP2HF1
3
SIMOTIONSCOUT
V4.3SP1HF3
4
WinCCFlexible
2008SP2Upd12
5
SIMOTIOND435Firmware
表2本项目所使用的软件列表
3项目配置
SIMOTIONSCOUT项目的基本配置步骤如下：
1.配置驱动器
2.配置工艺对象TO
3.编写程序并分配执行系统
4.连接HMI设备
3.1配置驱动器
本项目中有两台电机,由双轴电机模块驱动,可以参考下载中心应用文档编号A0309〔视频教程来完成驱动器配置文档名称《SIMOTIOND435调试入门》,其下载网址如下：
:
//ad.siemens/download/searchResult.aspx?
searchText=A0309
配置完成以后,可以将驱动重命名为conveyor和eject,项目如下图所示：
图2项目配置
配置完成以后,重新进行对SIMOTION和SINAMICS进行下载并保存数据〔CopyRAMtoROM。
此时本项目中SINAMICS_Integrated的基本配置已结束,接下来的工作需要在SIMOTIOND435中继续配置。
3.2配置工艺对象TO
SIMOTION运行系统摒弃了传统的面向各种功能的执行方式,采用了更为先进的面向对象的方式,而每一个对象即为各种不同类型的TO〔TechnologyObject,工艺对象。
这些TO被用于工艺和运动控制,每个TO都集成了特定的功能,例如,一个轴TO包含了与驱动的通讯功能、测量值的处理功能、位置控制功能。
在组态的时候这些TO被创建并进行参数化之后,便可以在SIMOTION系统的内核中运行了,在用户程序中编写合适的命令就能够使用TO的各种功能。
除了轴TO以外,外部编码器、同步操作、CAM曲线等等都可以配置成一个TO。
每个TO都独立地处理各自的任务,同时输出相应的状态信息,如下图所示。
图3SIMOTION中TO示意图
本项目中有两个实轴Conveyorbelt和Ejector,分别对应SINAMICS_Integrated中的两个驱动conveyor和eject。
另外,为了提高系统可靠性,我们引入一个虚轴作为整个系统的主轴MasterAxis,Conveyorbelt轴与MasterAxis轴作齿轮同步,Ejector轴与Conveyorbelt轴作凸轮同步,凸轮曲线需要根据工艺绘制。
快速点输出〔CamOutputTO根据Ejector轴的位置控制吹出器的喷嘴。
所以本项目中使用的TO有：
•轴TO：
MasterAxis、Conveyorbelt、Ejector
•齿轮同步TO：
Conveyorbelt与MasterAxis之间的齿轮同步
•凸轮TO：
Ejctor与Conveyorbelt之间的位置凸轮曲线
•凸轮同步TO：
Ejector与Conveyorbelt之间的凸轮同步
•快速点输出TO：
Valve,由Ejector的位置决定喷嘴的通断
3.2.1轴TO的配置
在创建轴TO的过程中,需要指定轴的名称、类型、工艺、单位、连接的驱动、编码器等信息。
根据工艺要求,需要配置的三个轴的属性如下表所示。
名称Name
类型Type
工艺Technology
连接的驱动Drive
MasterAxis
虚轴,旋转轴
位置轴
无
Conveyorbelt
实轴,旋转轴
跟随轴
Conveyor
Ejector
实轴,直线轴
跟随轴
Eject
表3本项目中轴TO的属性
1.创建虚主轴MasterAxis,步骤如下。
AXES,双击insertaxis可以插入一个轴。
在弹出的窗口中配置轴的名称为MasterAxis,工艺为Positioning〔即为位置轴。
◊ 在离线情况下,在SCOUT软件中依次打开D435
图4插入轴
点击OK进入下一步,选择轴的类型为旋转轴Rotary、虚轴Virtual,单位采用默认值。
图5选择轴类型
点击Next进入最后一步,这里可以看到所有配置的摘要信息,点击Finish结束配置。
图6轴配置完成
2.创建实轴Conveyorbelt,步骤如下。
AXES,双击insertaxis可以插入一个轴。
在弹出的窗口中配置轴的名称为Conveyorbelt,工艺为Synchronousoperation〔即为跟随轴。
◊ 在离线情况下,在SCOUT软件中依次打开D435
图7插入同步轴
点击OK进入下一步,选择轴的类型为旋转轴Rotary,电气轴Electrical,模式为标准轴Standard,单位采用默认单位。
图8选择轴类型
点击Next进入下一步,选择需要连接的驱动为SINAMICS_Integrated中的conveyor。
图9选择轴的驱动
点击Next进入下一步,编码器的数据会自动识别出来,默认选择使用的编码器为驱动器的Encoder_1,该编码器为绝对值编码器。
图10选择轴的编码器
点击Next进入最后一步,这里可以看到所有配置的摘要信息,点击Finish结束配置。
图11结束轴配置
打开ConveyorBelt轴得机械配置部分进行模态轴的组态：
图12组态轴参数
设置该轴为模态轴：
图13配置模态轴
3.创建实轴Ejector,注意修改轴的类型为直线轴,回零方式修改为编码器零脉冲〔Encoderzeromarkonly,Conveyorbelt使用的是绝对值编码器,所以无需设定回零模式。
图14配置Ejector轴的回零
步骤与Conveyorbelt基本相同,这里不再赘述。
保存并且编译下载后,可以使用控制面板对实轴进行测试。
3.2.2齿轮同步TO的配置
在轴TO配置完成以后,需要配置跟随轴Conveyorbelt与主轴MasterAxis的互联,在SCOUT软件中,依次打开D435AXESConveyorbeltConveyorbelt_SYNCHRONOUS_OPERATION,双击其中的Interconnections,在右侧窗口选择使用虚主轴MasterAxis的设定值Setpoint。
图15同步配置
3.2.3凸轮TO的配置
在配置Ejector轴与Conveyorbelt轴之间的凸轮同步操作之前,需要先定义凸轮曲线。
根据工艺要求,如果检测到有空盒子,那么Ejector轴开始跟随传送带移动,在1mm处建立同步以后,喷嘴打开吹出吹盒子,然后在4mm处关闭喷嘴,同时Ejector轴开始返回初始位置。
这个操作过程中,Ejector轴与Conveyorbelt轴的位置关系可以用下面的曲线<横纵坐标显示为位置>来描述。
图16凸轮曲线
•第1段：
建立同步过程中
•第2段：
已建立同步
•第3段：
返回初始位置
可以使用凸轮绘制工具CamTool来绘制这条曲线,CamTool软件需要预先安装好。
在SCOUT软件中,依次打开D435CAMS,双击InsertcamwithCamTool即可打开编辑器,输入CAM曲线的名称为CAM_Ejector。
如果没有安装CamTool软件,也可以通过描点法插入这条CAM曲线,本文档以CamTool为例进行说明。
图17创建CAM曲线
在编辑窗口插入两个插补点和一个线段。
点击工具栏上的插补点工具,在起点和终点附近插入两个插补点,使用直线工具在两个插补点之间插入一条直线。
图18创建CAM曲线
在画出雏形以后,使用工具栏上的箭头工具,设定插入的各个对象的参数。
双击第一个插补点,在弹出的属性窗口中指定其参数为x=0,y=0。
同理可以设定直线段和第二个插补点的参数,如下图所示。
图19设定插入各个对象的参数
在参数修改完成以后,曲线如图20所示：
图20完成后的CAM曲线
最后指定坐标的范围,在工作区的右键菜单中选择TargetDeviceParameters,在Scaling选项卡中设置主轴范围为360,从轴范围为10,如下图所示。
这样,就将Ejector轴与Conveyorbelt轴的位置对应了起来,在Conveyor轴到36º〔0.1时,Ejector轴到达1mm〔0.1位置,此时即已建立同步,同理在4mm〔0.4位置处开始解除同步,并返回初始位置。
图21指定坐标的范围
3.2.4
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