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可通过技术功能包进行功能扩展

SIMOTION 技术功能包通过附加语言命令扩展了 SIMOTION 设备的基本功能，可方便地适应相应自动化任务。

可加载的技术功能包支持创建工艺对象（例如，定位和同步轴、凸轮路径、外部编码器等），这些工艺对象可通过系统函数和系统变量来访问，以便在各种 SIMOTION 编程语言中使用。

SIMOTION 运动控制工艺包

运动控制基本工艺功能*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 功能结合使用后，将缩短响应时间并获得可再现的机器运行行为，从而优化机器运行周期并提高产品质量。

运动控制基本工艺功能

“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
• SINAMICS 驱动支持功能可以完成与安全相关的运动监控功能（例如，安全运行停止（SOS）、安全限速（SLS）、安全速度监控（SSM）和安全方向）、与安全相关的位置监控功能（例如，安全限位（SLP）和安全位置传输（SP））或者安全停机响应功能（例如，安全转矩断开（STO）、安全停止 1（SS1）、安全停止 2（SS2））。
  该支持功能的目的在于防止驱动导致的停止响应，SIMOTION 采用该应用实现例如不**过容许速度限值的调节功能（SLS）或者关停驱动（例如，采用 SOS）。
  SINAMICS 安全集成扩展功能 STO、SS1、SS2、SOS、SLS、SDI、SLP 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。西门子中国plc编程电缆代理商

有关 SINAMICS 安全集成功能的详细信息，请参见“安全集成”一章。

“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 PROFIBUS/PROFINET，对于 C240 为内置组件，对于驱动器为辅助编码器）。

“凸轮和凸轮轨迹”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较多可以有 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
• 接通时间较长的位置-时间凸轮
• 计数器凸轮
• 输出的精确时间设置，精确时间输出凸轮

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 S7-300、SIMATIC ET 200，...）
• SIMOTION C、D 的内置输出以及 TM15/TM17 高性能型/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）
• 与 TM17 高性能型终端模块相结合，对凸轮轨迹执行边沿触发使能
• 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

“传感器”工艺对象

传感器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：西门子中国plc编程电缆代理商

• 一次性测量
• 循环测量（每个伺服/IPO 周期两个边沿，与 TM17 高性能型/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、TM17 高性能型、ET 200SP 和 ET 200MP TM Timer DIDQ、D4xx-2、CX32-2、0CUxx 或 C240 上的测量输入相结合）
• 一个轴上可以有多个有缘传感器，或者一个传感器可用于多个轴（与 TM15、TM17 高性能型、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

• 包含速度控制轴工艺对象的功能
• 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
    使用数字量设定值输出实现位置控制
    这种情况可使用以下 PROFIBUS DP/PROFINET 协议：驱动技术行规 PROFIdrive 版本 4（等时模式），可使用动态伺服控制 (DSC) 以特定的循环时间（例如 125 μs）实现驱动器的位置控制
    使用模拟量设定值输出实现位置控制
    （C240、ADI 4 和 IM 174 的板载 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 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。
• 位置控制定位：西门子中国plc编程电缆代理商
  可以在无插补环境下，通过*如下值来单独操纵各个轴：
  • 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
• 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）
• 反向阻止（防止输出可导致回撤运动的设定值）
• 通过凸轮定义的轴上的运动曲线：
  • 路径与时间
  • 速度与时间
  • 速度与路径
• 轴的力与压力控制：
  • 直接从位置控制切换为压力控制，或反之
  • 可采用多个压力传感器
  • 压力差测量
• 轴的力和压力限制 :
• 可通过凸轮*的力和压力曲线：
  • 用于闭环控制和限制
  • 力/压力与时间
  • 力/压力与路径
• 运行至固定停止点
  • 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
• 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：
  • 附加，即完成每个运动，轴在两次运动之间停止（精确停止）
  • 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。
• 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：
  • 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
• 补偿和参考点：
  • 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
• 印刷标记校正
• 编码器切换：
  每个轴较多可* 8 个编码器：
  • 每次仅有一个编码器用于位置控制：
  • 可快速执行编码器间的切换（用切换平滑滤波器）。
  • 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。
• 倍率：西门子中国plc编程电缆代理商
  • 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。

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*转换动态性能）。
  以下项目可作为从动轴的主值源或主动轴：
  • 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。
• 上下同步：
  • 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*相对于主动位置的角度位置。
• 可使用不同的同步模式：
  • 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，在精确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）
• 终止同步定位操作
• 全面的同步运行监控功能
• 外部同步：
  通过动态测量打印标记和叠加定位功能等方式，可以更正物料偏差。
• 同步运行期间的同步运动：
  可在同步运行过程中完成定位运动或其他同步运行。
• 支持分布式同步运行，可**出设备限值实现同步运行。
  • PROFIBUS：主动轴对应 PROFIBUS 主站，从动轴对应 PROFIBUS 从站。
  • PROFINET:可针对不同 SIMOTION 控制器切换主动轴。在多台 SIMOTION 控制器之间进行级联式同步运行。
  • 自动补偿停滞时间。
  • 还支持跨项目操作（独立项目）

CAM--凸轮技术功能

凸轮工艺对象

• 包含同步轴工艺对象的功能
• 凸轮数取决于可用的系统资源
• 每个凸轮的支持点数或区段数取决于可用的系统资源。
• 凸轮函数：
  • 通过支持点表格或者含三角函数的较高 6 次多项式进行定义
  • 可对 VDI 2143 实施的运动规则
  • 支持点/多项式之间的过渡：线性、连续、样条
• 可在运行过程中对凸轮函数进行定标、补偿和切换：
  • 可在运行过程中扩展和补偿凸轮函数的主动轴和从动轴位置。
  • 可在运行过程中定义和切换活动的凸轮函数。
• 非周期性和周期性编辑凸轮
• **和相对曲线同步
• **和相对主值参照
• 同步及不同步（见同步操作技术对象）
• **驰 2 个同步凸轮
• 凸轮可通过 SCOUT 工程系统进行定义和修改，也可在运行期间通过应用程序进行定义和修改。

PATH - 路径插补技术功能

路径插补工艺对象

路径插值技术的主要目的实现搬运运动自动化，该技术具备以下功能：

• 二维和三维线性插值、圆弧插值和多项式插值
• 标准运动学变换
• 与传送带同步（传送带跟踪）西门子中国plc编程电缆代理商
• 跨 3 个移动块进行动态规划
• 路径动力（加速、急拉）可在该路径上*，一般轴限制都适用于沿路径限制
• 2 个移动块间的连续几何运动
• 采用 SIMOTION SCOUT 可以直观地使用插值功能（路径控制面板，用于高效地横向移动路径轴和画面，支持坐标系统校准过程）
• 路径对象可通过以下组件实现互连：
  • 较多 3 个插补路径轴
  • 一个定位轴，用于路径同步运动
  • 一个凸轮，用于设定速度曲线
• 路径凸轮、凸轮轨迹和测量输入的连接，基于用于实现路径同步运动的定位轴
• 可通过定位轴实现笛卡尔路径坐标的互连。可在路径上实施凸轮、凸轮轨迹和测量输入
• 以下组件的运动学变换：
  • 旋转臂
  • SCARA
  • 笛卡儿坐标系（二维/三维）
  • 机械臂（空叉）
  • 圆柱坐标机器人
  • 滚轴筛（二维/三维）
  • 三角筛（二维/三维）
  • 备用变换接口，用于用户的特定运动
• 通过 ST 和 MCC 编程

使用一个预先组态的示例应用程序，可方便地实现具有 JOG 模式的搬运机械手，并可创建运动程序（请参见随 SIMOTION SCOUT 提供的“SIMOTION 实用工具和应用程序”）。

运动控制工艺包中的运动学功能

运动控制工艺包中的运动学功能

有关搬运操作的更多信息，请参见与该领域相关的解决方案。

物料加工机器的插补由 SINUMERIK 机床控制器来实现。（有关 SINUMERIK 控制系统的详细信息，请参见产品目录 NC 62 和 NC 82。）

辅助性工艺功能

“固定齿轮“工艺对象

“固定齿轮”工艺对象可用于实施基于*传动比的固定式同步运行（*同步/去同步）。通过固定传动，可按配置的传动比（齿轮比）将输入变量转换为输出变量。
固定齿轮 TO 使用如下：

• 考虑到主变量中直径。
• *连接即实施固定传动比
• 为速度控制轴进行速度同步
• 作为主值的运动联动机制，从动轴将接合或分离。通过此方式，齿轮将始终与主值同步。示例：纸幅与主值同步运行。

“加法器”工艺对象

加法器对象可用于将一个输出矢量与较多四个输出矢量（运动矢量）相加。加法对象可用作以下用途，例如：

• 在主信号路径（例如纸幅的切割寄存器、颜色寄存器等）中增加叠加或补偿

“公式”工艺对象

用于可扩展变量和运动矢量的公式对象。公式对象可以在互连对象中使用，以修改主信号路径的标量变量，如：

• 叠加转矩
• 叠加主速度
• 修改转矩变量 B+、B-
• 启用转矩限值
• 启用转矩

“传感器”工艺对象

传感器对象可用于采集标量测量值。传感器对象从 I/O 读取值，并将实际值作为标准格式输出信号向外提供。

“控制器”工艺对象

控制器对象可用于准备和控制标量变量。
控制器对象可用作标量控制变量的通用 PIDT1 控制器，以及作为 PI 和 P 控制器。

工艺对象的互连

单独的工艺对象可互相连接。例如，辅助性工艺功能可用来在系统层级直接实施其他绕线机应用。

注意：
*许可证即可使用辅助工艺功能。

SIMOTION TControl 工艺包

TControl – 温度控制器工艺功能

温度通道工艺对象

温度工艺包的控制器内核具有一个 DPID 结构。可配置单纯的加热控制器和冷却控制器以及组合的加热/冷却控制器并进行参数设定。

每个温度通道均具有用户自定义功能：

• 每个温度通道均可配置为加热或冷却部分，或者配置为组合的加热/冷却部分。
• 控制器使用 PID 或 DPID 控制算法，或者使用可选控制区域功能。
• 在手动输出模式下，可输出替换值。
• 可单独为每个控制器通道选择运行模式。通过这种方式，可将输出切换为固定值。
  可用的操作模式包括：
  • 运行设定值闭环控制
  • 实际值采集和手动操纵变量值输出
  • 实际值采集和 0 输出
  • 自整定
• 实际值采集和处理
  • 针对每个实际值进行合理性检查，并在相应过滤器实施测量前进行更正
  • 过滤（借助 PT1 元素）
• 操作信号准备和输出
  • 数字量、脉冲长度调制操作信号
  • 通过集成丢失脉冲防止 I/O 周期出现较小脉冲持续时间
  • 手动操作值（用于手动输出模式）
  • 输出值限制
  • 替换值（动态计算）
• 加热控制器自整定
  • 这样可确保系统能够快速启动而不会出现过冲，并且可维持设定值，而不出现持续的系统偏差。
  • 可针对所有所需通道并行使用自整定，从而保证甚至强耦合的温度部分都能实现较佳的参数采集。
• 监视和报警功能
  • 通过定义公差带监视实际值可独立地将内部和外部容差带作为**容差带或相对容差带进行定义。
  • 测量回路监控可提高工厂的运行安全水平
  • 合理性检测
  • 报警功能

可通过应用示例清楚地解释如何使用 TControl 技术功能包。该应用示例介绍了功能扩展、该应用的功能接口和 HMI 的数据接口。它包括在随 SIMOTION SCOUT 提供的“实用工具和应用程序”中。

SIMOTION 驱动控制图 (DCC) 工艺包

驱动控制图工艺功能

借助驱动控制图 (DCC)，可轻松以图形化方式配置开环和闭环控制功能。使用拖拉，从功能块库中选取多背景功能块，并通过图形进行互连和参数设置。控制结构可以清晰呈现。

TIA 博途中的 SIMOTION 9 (SCOUT TIA) 没有 DCC。

功能库中包含大量可供选择的

• 控制、
• 算术和
• 逻辑块以及
• 全面的开环和闭环控制功能。

更多功能：

• 对于二进制信号的连接、评估和采集，可使用所有常用的逻辑功能，例如 AND、XOR、开关延迟、RS 触发器或计数器。
• 对于数字值的监控和评估，还提供了大量的算术功能，例如：
  • 求和
  • 除法器
  • 较大值/较小值评估
• 除自动速度控制器外，还可以轻松配置卷线机、PI 控制、斜坡函数发生器和摆动发生器。

有关驱动控制图 (DCC) 的更多信息，请参见“SIMOTION SCOUT 的可选包”部分。

SIMOTION 多功能信息接口 (MIIF) 工艺包

SIMOTION 工艺包 MIIF（多功能信息接口）可充当服务器，支持以符号化方式访问 SIMOTION 数据并通过以太网将数据提供给客户端（例如，操作面板）。

对 SIMOTION 变量的访问实现了完全的符号化。客户端应用不会受 SIMOTION 应用的任何影响。通信基于 TCP/IP 协议。在一条以太网线路中可以运行多台控制器和 HMI 站点。

服务器在加载到控制器后即处于活动状态。服务器*在应用程序中配置。

通过 MIIF 实现 SIMOTION 数据的符号化访问

服务器允许在 SIMOTION RT 内读写变量。这里支持设备的系统变量、工艺对象的系统变量和 UNIT 全局变量。全局设备变量和 I/O 变量在 OAMIIF V1.0 中不受支持。如果显示/更改这些变量，需要由应用程序进行复制。

服务器采用轮询方式工作。这意味着，在满负荷情况下工作时，系统的响应时间更长。不能保证确定性的行为。

MIIF（多功能信息接口）工艺包与以下 SIMOTION 控制器兼容：

• SIMOTION C240/C240 PN
• SIMOTION P320-4
• SIMOTION D410-2/D4x5-2

SIMOTION 控制器中必须安装 V4.1 SP4 或更高版本的运行软件。