Micro Application Example · Micro Automation Set 1 Beitrags-ID 21063595 V2.0 16.07.2008 6/54 ... 1 ws bl rt sw Stecker des Geberkabels Kontaktseite (nicht Lötseite) 1 2 PROFIBUS-Kabel

Micro Application Example

Geregeltes Positionieren mit Standardantrieben

Micro Automation Set 1

Inhaltsverzeichnis

Micro Automation Set 1 Beitrags-ID 21063595

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Hinweis Die Micro Automation Sets sind unverbindlich und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit hinsichtlich Konfiguration und Ausstattung sowie jeglicher Even-tualitäten. Die Micro Automation Sets stellen keine kundenspezifische Lösun-gen dar, sondern sollen lediglich Hilfestellung bieten bei typischen Aufgaben-stellungen. Sie sind für den sachgemäßen Betrieb der beschriebenen Produkte selbst verantwortlich. Diese Micro Automation Sets entheben Sie nicht der Ver-pflichtung zu sicherem Umgang bei Anwendung, Installation, Betrieb und War-tung. Durch Nutzung dieser Micro Automation Sets erkennen Sie an, dass Sie-mens über die beschriebene Haftungsregelung hinaus nicht für etwaige Schä-den haftbar gemacht werden kann. Wir behalten uns das Recht vor, Änderun-gen an diesen Micro Automation Sets jederzeit ohne Ankündigung durchzufüh-ren. Bei Abweichungen zwischen den Vorschlägen in diesen Micro Automation Sets und anderen Siemens Publikationen, wie z.B. Katalogen, hat der Inhalt der anderen Dokumentation Vorrang.

Gewährleistung, Haftung und Support Für die in diesem Dokument enthaltenen Informationen übernehmen wir keine Gewähr.

Unsere Haftung, gleich aus welchem Rechtsgrund, für durch die Verwendung der in diesem Micro Automation Set beschriebenen Beispiele, Hinweise, Pro-gramme, Projektierungs- und Leistungsdaten usw. verursachte Schäden ist ausgeschlossen, soweit nicht z.B. nach dem Produkthaftungsgesetz in Fällen des Vorsatzes, der grober Fahrlässigkeit, wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit, wegen einer Übernahme der Garantie für die Beschaffenheit einer Sache, wegen des arglistigen Verschweigens eines Man-gels oder wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten zwingend gehaftet wird. Der Schadensersatz wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten ist jedoch auf den vertragstypischen, vorhersehbaren Schaden begrenzt, soweit nicht Vorsatz oder grobe Fahrlässigkeit vorliegt oder wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit zwingend gehaftet wird. Eine Ände-rung der Beweislast zu Ihrem Nachteil ist hiermit nicht verbunden

Copyright© 2008 Siemens IA und DT. Weitergabe oder Vervielfältigung dieser Micro Automation Sets oder Auszüge daraus sind nicht gestattet, soweit nicht ausdrücklich von Siemens IA und DT zugestanden.

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Vorwort Micro Automation Sets sind funktionsfähige und getestete Automati-sierungskonfigurationen auf Basis von IA/DT-Standardprodukten für die einfache, schnelle und kostengünstige Realisierung von Automatisierungs-aufgaben in der Kleinautomation. Jedes der vorliegenden Micro Automation Sets deckt dabei eine häufig vorkommende Teilaufgabe einer typischen Kundenproblemstellung des unteren Leistungsbereichs ab.

Für diese Teilaufgaben finden Sie mit Hilfe der Sets Antworten darauf, wel-che Produkte benötigt werden und wie diese miteinander funktionieren.

Um die diesem Set zugrunde liegende Funktionalität zu realisieren, können aber je nach Anlagenerfordernissen auch eine Reihe anderer Kompo-nenten (z.B. andere CPUs, Stromversorgungen, etc.) eingesetzt werden. Diese Komponenten entnehmen Sie bitte den entsprechenden Katalogen von SIEMENS IA und DT. Die Micro Automation Sets finden Sie auch unter dem folgendem Link:

http://www.siemens.de/microset

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Inhaltsverzeichnis......................................................................................................... 4

1 Einsatzbereiche und Nutzen.......................................................................... 5 1.1 Automatisierungsaufgabe ................................................................................. 5 1.2 Automatisierungslösung Set 1 .......................................................................... 6 1.3 Einsatzbereiche ................................................................................................ 8 1.4 Nutzen .............................................................................................................. 8

2 Aufbau ............................................................................................................. 9

3 Hard- und Softwarekomponenten ............................................................... 11

4 Funktionsprinzip........................................................................................... 13 4.1 Einführung in das Positionieren ...................................................................... 13 4.2 Bausteinbibliotheken zum Verfahren von Linear- und Rundachsen............... 19 4.3 Konfigurieren des Frequenzumrichters G110................................................. 23 4.4 Optimieren des Positioniervorgangs............................................................... 25 4.4.1 Optimierung bezüglich des Trägheitsmoments .............................................. 25 4.4.2 Optimierung des Verfahrprofils ....................................................................... 27

5 Konfigurieren der Startup Software............................................................ 29 5.1 Vorbemerkung ................................................................................................ 29 5.2 Download des Startup Codes ......................................................................... 29 5.3 Konfigurieren der Steuerung CPU 224XP ...................................................... 30 5.4 Vorbereiten der Archivierungsfunktion............................................................ 34 5.5 Laden des Touchpanels TP 177micro ............................................................ 35 5.6 Parametrieren des Frequenzumrichters G110 ............................................... 36

6 Live-Demo ..................................................................................................... 38 6.1 Einrichten der Drahtspulen ............................................................................. 40 6.2 Einfädeln des Drahtes .................................................................................... 41 6.3 Automatikbetrieb............................................................................................. 42 6.3.1 Fertigung von 10 Drahtstangen à 2m ............................................................. 42 6.3.2 Vorzeitiges Beenden des Produktionsvorgangs ............................................. 43 6.4 Drahtstangen von variabler Länge schneiden (Handbetrieb) ......................... 44 6.5 Unmittelbares Stoppen der Vorschubbewegung ............................................ 45 6.5.1 Stoppen mit dem Stopptaster des TP 177micro ............................................. 47 6.5.2 Stoppen mit dem Hardware-Stopptaster (Nothalt).......................................... 48 6.6 Data Logging .................................................................................................. 49 6.7 Optimieren des Positionierungsprozesses ..................................................... 50

7 Technische Daten ......................................................................................... 53

Einsatzbereiche und Nutzen


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1 Einsatzbereiche und Nutzen

1.1 Automatisierungsaufgabe

Eine Drahtschneidemaschine soll Drahtstangen mit kundenspezifischer Länge und Anzahl produzieren.

Nach dem Bestücken der Maschine mit der gewünschten Drahtrolle, deren Typ und verfügbare Kapazität spannungssicher verwaltet werden soll, spult die Positionierachse die gewünschte Länge von der Drahtrolle ab und durchtrennt den Draht. Dieser Vorgang wiederholt sich entsprechend der zusammen mit einer Produktions-ID eingegebenen Anzahl.

Nach Abschluss des Produktionsjobs sind alle spezifischen Produktionsda-ten spannungsresistent zu puffern, um sie einmal täglich von einem PC auszulesen und dort im Rahmen einer Qualitätssicherung zu archivieren.

Nach dem Einfädeln des Drahts vor Produktionsbeginn soll sich dieser vor der Schneidevorrichtung befinden.

Abbildung 1-1

Typ2 Typ3Typ1

SchneidemaschineDrahtrolle



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1.2 Automatisierungslösung Set 1

Mit Hilfe des Touchpanels TP177micro lassen sich alle für die Produktion relevanten Materialdaten der zur Verfügung stehenden Drahtrollen als Re-zeptur im spannungsresistenten Speichermodul der S7-200 CPU 224XP ablegen. Unter der Bezeichnung der Drahtrolle werden gespeichert:

• Drahtdicke

• Länge der abzuschneidenden Drahtstücke des betreffenden Auftrags

• Materialkapazität auf der Drahtrolle (Anfangswert)

• Produktionsnummer des Auftrags (Anfangswert)

Vor Produktionsbeginn muss die für die Produktion zu verwendende Draht-rolle über das Touchpanel TP177micro ausgewählt werden.

Während des Drahteinfädelns steuert ein in der S7-200 CPU 224XP ablau-fender Baustein den Frequenzumrichter G110 über die analoge Schnittstel-le so, dass der Draht nach Passieren eines induktiven Sensors zum Still-stand kommt und die Positionierachse damit referenziert ist.

Die verfahrene Strecke der Achse meldet ein HTL-Geber in Form von Pul-sen an die S7-200 CPU 224XP zurück.

Nach Eingabe der Produktions-ID und der Anzahl der zu produzierenden Drahtstücke über das Touchpanel TP177micro veranlasst ein in der S7-200 CPU 224XP ablaufender Baustein den Frequenzumrichter die Positionier-achse um die gewünschte Läge des Drahtes zu verfahren. Über ein digita-les Ausgangssignal steuert die S7-200 CPU 224XP anschließend eine Schneidevorrichtung, die das Abtrennen des Drahtes zur Folge hat.

Dieser Vorgang wird entsprechend der eingegeben Anzahl wiederholt. Nach Abschluss des Auftrags oder dessen vorzeitigem Abbruch werden die folgenden Produktionsparameter im spannungsresistenten Speichermodul der S7-200 CPU 224XP abgelegt.

• Zeit- und Datumsstempel des Produktionsauftrags

• Durchmesser der Drahtstangen

• Länge der Drahtstücke

• Menge des verbliebenen Restmaterials auf der Rolle

• Eine eindeutige Produktionsnummer für den Auftrag

• Istanzahl der abgeschnittenen Drahtstangen

Die so gepufferte Information lässt sich über eine serielle Kopplung z. B. mit Hilfe eines PC/ PPI-Kabels und dem STEP7 Micro/WIN Tools S7-200 Explorer auslesen und als csv-Datei ablegen.

Bei Auswahl einer neuen Drahtrolle über das Touchpanels TP177micro wird die Restkapazität der bisherigen Rolle, die während der Produktion ständig aktualisiert wurde, in die Rezeptur der betreffenden Materialdaten



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geschrieben. Da die Rezeptur ebenfalls im spannungsresistenten Spei-chermodul der S7-200 CPU 224XP hinterlegt wird, steht die Restkapazität der alten Drahtrolle bei deren Wiederverwendung in der Schneideapparatur erneut zur Verfügung.

Unterschreitet die Restkapazität der Drahtrolle ein gewisses Maß, erfolgt eine Warnung am Touchpanel TP 177micro. Reicht ferner die Drahtmenge für den geplanten Auftrag nicht aus, wird die eingegebene Anzahl der Drahtstangen auf die mögliche reduziert und dieser Sachverhalt ebenfalls über das TP gemeldet.

Abbildung 1-2

6

485

321

s

HzHz12345678910

ON123

PFMJ

OG

s SIMATIC PANEL

TOU

CH

TP 177 micro S7-200 CPU 224XP

SINAMICS G110 mit BOP Asynchronmotor mit HTL-Geber

LOGO! Power SIMATIC PXI Induktiver Sensor

1 2 3

4

5

6

7 Öffner

7s

WINDOWS-basiertes System

8



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1.3 Einsatzbereiche

Das Micro Automation Set eignet sich besonders für industrielle Anwen-dungen, bei denen Gegenstände positioniert werden müssen. Die Produkt-kombination in Verbindung mit der Software- Bibliothek ermöglicht eine kostengünstige Positionierlösung, z.B. in folgenden Applikationen:

• Schneidemaschinen, z.B. für Rohre

• Förderbänder

• Zuführeinrichtungen

• Hebebühnen

• Drehtische

• Materialaufzüge

1.4 Nutzen

• Einfache Lösung für die Positionierung einer Linearachse (horizontal oder vertikal), bzw. einer Rundachse.

• Deutlich reduzierter Engineering Aufwand durch Bereitstellung einer Befehlsbibliothek für STEP 7-Micro/WIN.

• Durch Einsatz eines besonders robusten Regelalgorithmus ist selbst bei starken Lastschwankungen eine manuelle Optimierung der Positionsre-gelung nicht notwendig.

• Realisierung der Antriebsaufgabe ohne umfangreiches Regelungstech-nik- Know How. Die Positionsregelung wird von der SIMATIC S7-200 übernommen.

• Engineering und Inbetriebnahme der S7-200 und des Positionsreglers mit nur einem Softwaretool: STEP 7-Micro/WIN.

• Kostengünstige und leistungsfähige Lösung mit SINAMICS G110.

• Die S7-200 kann zusätzlich zu ihrer Regelungsaufgabe auch noch viel-fältige Automatisierungsaufgaben lösen.

• Visualisieren und Steuern des Prozesses über das Touch Panel TP 177micro.

Aufbau


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2 Aufbau

Verdrahtungsplan Abbildung 2-1

L1NPE

L1 L2 L3

U1V1W1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2M 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 M L+

1M 1L+ 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 2M 2L+ 0.5 0.6 0.7 1.0 1.1 PE M L+M I V M +A +B

L+M

L+M

2

3

1

ws bl rt sw

Stecker des GeberkabelsKontaktseite (nicht Lötseite)

1

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PR

OFI

BU

S-K

abel

PC

/PP

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USB

/PPI

-Kab

el

WINDOWS-basiertes System für Projektierung und Datenarchivierung

AB K

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H

M

GFE

D

CL

SIMATIC S7-200 - Eingänge: Der Drehimpulsgeber ist über das konfektionierte Geberkabel mit dem schnellen Zähler HSC4 verbunden, der die Eingänge E0.3 und E0.4 ver-wendet. Der D-Sub-Stecker des Geberkabels wurde entfernt.

Die Signalleitung des Induktivsensors ist an E0.6 angeschlossen.

Für den AUS-Taster wurde E0.0 verwendet.

SIMATIC S7-200 - Ausgänge: Der Umrichter mit Analogeingang erhält seinen Frequenzsollwert über den analogen Spannungsausgang der Steuerung (Klemmen M, V). Es ist ein geschirmtes Kabel zu verwenden. Am Umrichter ist das Analogsignal an Klemme 9 und die zugehörige analoge Bezugsmasse an Klemme 10 der Signalschnittstelle aufgelegt. Analoge Bezugsmasse und die Masse der 24V-Versorgung sind am Umrichter gebrückt (Klemmen 7, 10).

Aufbau


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Der Befehl „Motor starten“ liegt am Digitalausgang A1.0 der Steuerung an. Er ist mit Klemme 3 der Signalschnittstelle des Umrichters verbunden.

Das Signal „Drehrichtungsumkehr“ liegt am Digitalausgang A1.1 der Steue-rung an. Es ist mit Klemme 4 der Signalschnittstelle des Umrichters ver-bunden.

Frequenzumrichter SINAMICS G110 Primärseitig ist der Frequenzumrichter einphasig an das 230V-Netz ange-schlossen.

Sekundärseitig ist der in Dreieckschaltung betriebene Asynchronmotor an-geschlossen.

ACHTUNG Beachten Sie, dass die Phasenlage der Geberimpulse A und B mit der Phasenlage L1, L2 und L3 der Motorversorgung korreliert. Ist kein korrektes Positionieren möglich, kann durch Vertauschen der Geberspuren oder von zwei Motorphasen ggf. Abhilfe geschaf-fen werden. Läuft der Motor nicht in die gewünschte Richtung, sind Geberspu-ren und zwei Motorphasen zu vertauschen.

24V Versorgung Die DC 24V Energieversorgung der Geräte stellt eine LOGO! Power 1,3A zur Verfügung.

Absicherung Die Absicherung erfolgt durch eine FI/LS-Schutzeinrichtung Typ A.

Hard- und Softwarekomponenten


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3 Hard- und Softwarekomponenten

Produkte Tabelle 3-1

Komponente Anz. MLFB/Bestellnummer Hinweis

FI/LS-SCHUTZEINRICHTUNG

1 5SU1154-7KK06

LOGO! Power 24V/1,3A 1 6EP1331-1SH02 SIMATIC S7-200 (CPU 224XP)

1 6ES7214-2BD23-0XB0

Touch Panel TP 177micro 1 6AV6640-0CA11-0AX0 SINAMICS G110, Frequen-zumrichter

6SL3211-0AB12-5UA1

SINAMICS G110, Frequen-zumrichter mit integriertem EMV-Filter

1 6SL3211-0AB12-5BA1 alternativ

Niederspannungs-Asynchronmotor

1 1LA7070-4AB10-Z H57 Motor mit Drehimpulsgeber,1024 Impulse pro Umdrehung

Geberkabel für Drehimpulsgeber

1 6SX7002-0AN30-1AC0 D-Sub-Stecker entfernen!

SIMATIC PXI350 INDUKTIV SENSOR 40X40MM

1 3RG4141-3AB01

Drucktaster rot, 1Ö 1 3SB3203-0AA21 SPEICHERMODUL MC 291, 256 KBYTE

1 6ES7291-8GH23-0XA0

Zubehör Tabelle 3-2

Komponente Anz. MLFB/Bestellnummer Hinweis

Basic Operator Panel (BOP) für SINAMICS G110

1 6SL3255-0AA00-4BA1

Hard- und Softwarekomponenten


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Projektierungssoftware/-tools Tabelle 3-3

Komponente Anz. MLFB/Bestellnummer Hinweis WinCC flexible micro 1 6AV6610-0AA01-2CA8 Step 7 Micro/Win 1 6ES7810-2CC03-0YX0 PC/PPI-Kabel

6ES7901-3CB30-0XA0

USB/PPI-Kabel 1

6ES7901-3DB30-0XA0

alternativ; auch zum Laden des TP177 micro verwendbar

SINAMICS MICROMASTER SIZER

1 6SL3070-0AA00-0AG0 optional

Funktionsprinzip


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4 Funktionsprinzip

4.1 Einführung in das Positionieren

Was bedeutet „Geregeltes Positionieren“? Im Kontext dieser Applikation können die folgenden Definitionen gegeben werden:

Beim „Positionieren“ fährt eine elektrisch angetriebene Komponente eines Geräts oder einer Anlage mittels einer linearen oder rotatorischen Bewe-gung einen definierten Ortspunkt oder Winkel an oder die Komponente wird um den Weg Δs bzw. um den Winkel Δφ verfahren.

Beim „geregelten Positionieren“ erfolgt die Bewegung in einem geschlos-senen Regelkreis, in dem der Weg und die Geschwindigkeit (Motordreh-zahl) die Regelgrößen darstellen. Die Störgrößen sind differierende Last-momente.

Die SIMATIC S7-200 übergibt dem Frequenzumrichter die Stellgröße „Ge-schwindigkeit“ in Form einer Analogspannung, die der Frequenzumrichter entsprechend seiner parametrierten f/U-Kennlinie als Sollfrequenz interpre-tiert. Unter Berücksichtigung des vom Lastmoment abhängigen Schlupfs des Asynchronmotors stellt sich somit eine bestimmte Drehzahl ein. Ent-sprechend dieser legt die zu positionierende Komponente mehr oder weni-ger viele Weg- oder Winkelinkremente zurück. Diese werden vom Drehim-pulsgeber, der direkt auf der Motorwelle sitzt, erfasst und der Steuerung über deren schnelle Zähleingänge zugeführt.

Ein Regelalgorithmus, der die Geberimpulse zählt, berechnet daraus und unter Einbeziehung der Sollvorgaben „Position“, „Positioniergeschwindig-keit“ und „Beschleunigung (Drehmoment)“ die notwendige Stellgröße „Ge-schwindigkeit“. Somit entsteht ein Geschwindigkeitsprofil, dessen Abarbei-tung letztendlich zu einer punktgenauen Positionierung führt. Abbildung 4-1

Regler Regelstrecke

Frequenzumrichter, AsynchronmotorPosition

GeschwindigkeitBeschleunigung (Moment)

Analogwert0 – 10V

StellwertFührungsgröße

LastmomentStörgröße

Regelgröße

PositionGeschwindigkeit

Geberimpulse

Steuerung mitMicroPos-Bausteinen

Worin besteht der Unterschied zwischen absolutem und relativem Positionieren? Beim absoluten Positionieren geben Sie direkt die Zielposition an, die an-gefahren werden soll. Beim relativen Positionieren geben Sie eine Stre-ckenlänge ein, um die verfahren werden soll.

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Um absolut positionieren zu können, müssen Sie vorher einmalig den Null-punkt Ihres Verfahrwegs (Referenzpunkt) festlegen. Dabei wird der Zähler, mit dem die Impulse des Drehimpulsgebers gezählt werden, mit der Positi-on der physikalischen Achse abgeglichen, sprich, an einem definierten Ortspunkt auf einen definierten Wert (vorzugsweise 0) gesetzt. Zum relati-ven Positionieren ist kein Referenzieren notwendig. Abbildung 4-2: Beispiel absolutes/relatives Positionieren

0

-100

-200 100

200

-300 30

0

400

500

Verfahrbereich (mm)

Referenzposition

ZielpositionQuellposition(nicht relevant)

Absolutes Positionieren

Zielposition

+600 mm

Quellposition

Relatives Positionieren

Worin besteht der Unterschied zwischen einer Linear- und Rundachse? • Linearachse:

Vorzugsweise eignet sich die Linearachse für lineare Bewegungen in horizontaler oder vertikaler Ebene. Bei dem während des Positionierens zurückgelegten Weges gehen die Bausteine von der Dimension „Län-ge“ aus. Je nach Geschwindigkeits- oder Größenverhältnissen bezieht der Anwender die betreffenden Parameter (Position, Geschwindigkeit, etc.) z. B. auf mm, cm oder inch.

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Einen wichtigen Parameter bei der Linearachse stellt der Zusammen-hang zwischen der physikalischen Größe „zurückgelegter Weg“ und ei-ner Motor- bzw. Drehimpulsgeberumdrehung dar. Der Parameter be-rücksichtigt somit Getriebe, Riemen, Spindeln etc., die letztendlich die rotatorische in eine lineare Bewegung umwandeln. Abbildung 4-3: Beispiel Linearachse, zurückgelegter Weg

eine Umdrehung = 1024 Geberimpulse

40 mm

Kleinste erfassbare Verfahrstrecke = 40 mm / 1024 ≈ 0,039 mm

Bei der Linearachse kommt die Bibliothek Map_Ind_Lin zur Verwen-dung. Alle Bausteine haben im Namen „Lin_“ als Präfix.

• Rundachse: Die Rundachse - auch „Moduloachse“ genannt – bezeichnet eine Posi-tionierart, bei der sich eine rotatorische Bewegung nach jeweils einem kompletten Bewegungsablauf wiederholt. Dieser Tatsache Rechnung tragend wird der Positionswert der abtriebsseitigen, bewegten Kompo-nente in Winkelgraden 0 ≤ φ < 360,0°angegeben und nach jeder „Um-drehung“ auf 0 zurückgesetzt.

Zur eindeutigen Erfassung der absoluten Position besitzt die Rundach-se zusätzlich einen Rundenzähler, der bei jedem Verfahren der Achse - unabhängig davon, ob absolut oder relativ positioniert wird oder ob die Rundachse im Tippbetrieb bewegt wird - mitgeführt wird. Ohne Refe-renzierung wird der Rundenzähler beim Neustart der Steuerung auf 0 gesetzt. Mit Referenzierung wird der Rundenzähler auf einen Wert ge-setzt, der dem vorgegebenen Referenzwinkel entspricht.

Wenn Sie also beispielsweise beim Referenzieren für den physikali-schen Ortspunkt x0 einen Winkel von +740° vorgeben, so hat der Run-denzähler in x0 den Wert +2.

Einen wichtigen Parameter bei der Rundachse stellt der Zusammen-hang zwischen der physikalischen Größe „zurückgelegter Winkel“ und einer Motor- bzw. Drehimpulsgeberumdrehung dar. Der Parameter be-rücksichtigt somit Getriebe, Riemen, Spindeln etc., die letztendlich die Übersetzung ausmachen.

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Abbildung 4-4: Beispiel Rundachse, zurückgelegter Winkel

eine Motorumdrehung = 1024 Geberimpulse

Kleinster erfassbarer Drehwinkel = 28° / 1024 ≈ 1′ 38″

φ = 28°

Bei einer Rundachse sind die folgenden Spezifika zu berücksichtigen:

– absolutes Positionieren mit vorgegebener Drehrichtung Die Zielposition muss abtriebsseitig mit maximal einer „Umdrehung“ (φ < 360,0°) erreichbar sein. Größere Winkelvorgaben führen zum Abbruch des Auftrags. Negative Winkelvorgaben sind ebenfalls nicht zulässig. Die Drehrichtung ist durch einen – gegenüber der Li-nearachse zusätzlichen – Richtungsparameter vorzugeben.

Abbildung 4-5: Beispiel Rundachse, absolutes Positionieren

ReferenzpositionQuellposition

Zielposition

Positionieren auf 270° in negative Richtung

0°

ReferenzpositionQuellposition

Zielposition

Positionieren auf 270° in positive Richtung

0°

– absolutes Positionieren auf kürzestem Weg Die Positionierung erfolgt wie in obigem Fall. Die Software berech-

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net den kürzesten Weg zum Ziel und wählt dementsprechend die Drehrichtung.

– Relatives Positionieren Es sind sowohl Winkelvorgaben > 360,0° als auch negative Winkel möglich. Abbildung 4-6: Beispiel Rundachse, relatives Positionieren

Quellposition

Zielposition

Positionieren um 630° in positiver Richtung

Bei der Rundachse kommt die Bibliothek Map_Ind_Rot zur Verwen-dung. Alle Bausteine haben im Namen „Rot_“ als Präfix.

Was versteht man unter einem Verfahrprofil? Verfahrprofile beschreiben –je nach verfolgtem Zweck – diverse Kenngrö-ßen (Weg, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Moment, Leistung etc.), die einen gewünschten Bewegungsablauf beschreiben. Auf der Abszisse ist dabei meist die Zeit oder der Weg aufgetragen

Bei einem Positioniervorgang mittels der MAP-Ind-Bausteine gilt:

• Es wird immer aus dem Stand beschleunigt und bis zum Stillstand ab-gebremst.

• Beschleunigungs- und Bremsrampe sind gleich steil.

• Steuergröße für die geforderte Beschleunigung/Verzögerung ist das Moment.

Funktionsprinzip


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Abbildung 4-7: Verfahrprofil

Ges

chw

indi

gkei

t

Zeit

Weg

Zeit

vorwärts/aufwärts

rückwärts/abwärts

Mom

ent

Zeit

Horizontalachse

Vertikalachse

generatorischer Betrieb

Zur Systemoptimierung bieten die beiden Bibliotheken „MAP_Ind_...“ einen Baustein „…_Com_Monitor“, mit dem wahlweise die Abhängigkeit M(t), v(t) und s(t) in Form von Fahrprofilen in STEP 7 MicroWin dargestellt wer-den können.

Worin besteht der Unterschied zwischen einer Horizontal- und Vertikalachse? Während bei der „Horizontalachse“ für eine zu bewegende Masse lediglich die Beschleunigungs-/Brems- und Reibungskräfte parallel zur Bewegungs-richtung berücksichtigt werden müssen, kommt bei der Vertikalachse die Schwerkraft der zu bewegenden Masse hinzu. Diese erfordert vom Um-richter die Bereitstellung eines größeren Drehmoments, um die gleichen Beschleunigungs-/Bremsmomente wie bei der Horizontalachse zu errei-chen. In Abbildung 4-7 sind für identische Beschleunigungen die Momen-tenverläufe der Horizontal- und Vertikalachse qualitativ dargestellt.

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Unter welchen Umständen wird der Motor zum Generator? Der Motor wird immer dann zum Generator, wenn im System gespeicherte Energie abgebaut werden soll. Zu erwähnen seien hier die…

• Lageenergie (aufgrund einer hängenden Last)

• kinetische Energie (aufgrund sich bewegender Massen)

Energie, die beim Absenken einer Last oder beim Abbremsen eines Schwungrads frei wird und den Motor von der mechanischen Seite her an-treiben würde, muss vom Umrichter als Verlustleistung abgebaut werden. Kleinere Leistungen werden vom Umrichter ohne zusätzliche Maßnahmen verkraftet. Bei größeren Leistungen sind Bremswiderstände erforderlich oder es muss für eine Netzrückspeisung gesorgt werden. In Abbildung 4-7 sind die Zeitintervalle, in denen generatorischer Betrieb herrscht, einge-zeichnet. Die schraffierten Flächen unter den Momentenverläufen sind pro-portional zur abzubauenden Energie.

4.2 Bausteinbibliotheken zum Verfahren von Linear- und Rundachsen

Überblick über die verfügbaren Positionierbausteine Abbildung 4-8

Lin_Init_horizontal

Lin_Init_vertical

Lin_MoveJog

Lin_Home

Lin_MoveAbs

Lin_MoveRel

Lin_StopMotion

Rot_Init

Rot_MoveJog

Rot_Home

Rot_MoveAbs

Rot_MoveRel

Rot_StopMotion

Lin_Com_Monitor Rot_Com_Monitor

Lin_Control Rot_Control

Bibliothek MAP_Ind_Linfür Linearachse

Bibliothek MAP_Ind_Rotfür Rundachse

Eine detaillierte Bausteinbeschreibung finden Sie in der ebenfalls im Micro Automation Set 1 enthaltenen Bibliotheksbeschreibung. Für die vorliegende Applikation wird die Bibliothek MAP_Ind_Lin für Linearachsen verwendet. Ihre Bausteine werden nachfolgend kurz erläutert.

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Aufgabe des Bausteins „Lin_Init_horizontal“ Die vorliegende Applikation beschreibt einen horizontalen Materialtrans-port. Deswegen wird hier der „Lin_Init_horizontal“ verwendet. Der Initialisie-rungsbaustein vereint jene Ein- und Ausgabeparameter, die sich gleichsam auf alle weiteren Bausteine der Bibliothek beziehen und vom Regelalgo-rithmus der Positionierung verwendet werden. Ferner erfolgt hier die Nor-mierung der anwenderspezifischen Größeneinheiten.

Hauptsächlich werden in „Lin_Init_horizontal“ die Motorkenndaten, absolute Obergrenzen für Geschwindigkeit und Drehmoment1 und der Überset-zungsfaktor eingegeben, der angibt, welcher Vorschub der Linearbewe-gung einer Motorumdrehung entspricht.

„Lin_Init_horizontal“ muss einmal durchlaufen werden, bevor die restlichen Bausteine, die zyklisch aufzurufen sind, das erste Mal bearbeitet werden. Triggern Sie „Lin_Init_horizontal“ mit SM0.1.

Aufgabe des Bausteins „Lin_MoveJog“ Mit dem Baustein „Lin_MoveJog“ realisieren Sie einen Handbetrieb. Der Baustein besitzt zwei Biteingänge für den Tippbetrieb („JogPos“ und „JogNeg“). Beschleunigungs-/Bremsmoment und eine Grenzgeschwindig-keit können am Baustein parametriert werden.

Aufgabe des Bausteins „Lin_Home“ Um absolut positionieren zu können, muss der Verfahrweg im Raum mit dem Positionszähler der Steuerung synchronisiert werden. Das erreichen Sie dadurch, dass Sie einem definierten Punkt Ihres Verfahrwegs (= Refe-renzpunkt) einen konkreten Wert zuweisen. Dies geschieht zur Laufzeit des Automatisierungsprogramms. „Lin_Home“ bietet zwei Varianten des Refe-renzieren:

• Suchen des Referenzpunkts Zum Suchen wird der Motor mit Bausteinparameter „Execute“=1 und er-forderlicher Drehrichtung (Parameter „Direction“ = ±1) gestartet. Wird die sich bewegende Komponente am anwenderdefinierten Referenz-punkt von einem Sensor („RPS“-Signal) erkannt, so wird mit diesem Er-eignis der aktuellen Position ein bestimmter Referenzwert („Ho-me_Position“) zugewiesen. Die Erkennung des Sensors erfolgt über dessen positive oder negative Flanke. Der Sensor kann z. B. ein induk-tiver Näherungsschalter oder eine Lichtschranke sein. Ihr Anwender-programm ist so zu gestalten, dass der Sensor beim Referenzieren im-mer aus der selben Richtung angefahren wird, um dessen Erfassungs-breite zu eliminieren.

Im vorliegenden Applikationsbeispiel „Drahtschneidemaschine“ erfolgt das Referenzieren beim Einfädeln bzw. vor dem ersten Schneidvorgang

1 Obige Obergrenzen werden im Betrieb auch dann nicht überschritten, wenn in den Baustei-nen, die eine Bewegung initiieren, höhere Werte parametriert sind.

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gemäß nachstehender Grafik. Als Positionswert der Referenzposition wird der Abstand „Näherungsschalter – Schneidmechanismus“ (mit ne-gativem Vorzeichen) eingetragen. Somit ist die aktuelle Drahtposition = 0 mm, wenn die Drahtspitze exakt am Schneidmechanismus anliegt.

Abbildung 4-9: Referenzpunktsuche

Drahtspule Schneidmechanismus

Näherungsschalter fürdie Drahterkennung

Erfassungsbreite

v(t)

s(t)

Referenzpunkt

RPS-Signal aktiv

Start Referenzfahrt(wenn bereits eingefädelt war)

Start Referenzfahrt(wenn noch nicht eingefädelt ist)

Ende Referenzfahrt

1)

Der Versatz zum Referenzpunkt am Ende der Referenzfahrt ist dem System bekannt und wirdbei der nächsten Positionierung (erster Drahtschnitt nach dem Referenzieren) berücksichtigt.

1)

• Setzen des Referenzpunkts. Beim Setzen steht der Motor. Der Bausteinparameter „Direction“ ist mit 0 vorzugeben. Erkennt der Baustein bei „Execute“=1 am Eingangspa-rameter „RPS“ eine positive Flanke, so wird die aktuelle Position auf ei-nen parametrierbaren Referenzwert („Home_Position“) gesetzt. Im vorliegenden Applikationsbeispiel „Drahtschneidemaschine“ erfolgt ein Setzen des Referenzpunkts auf den Wert 0 immer dann, wenn nach einem erfolgten Drahtschnitt die Drahtspitze exakt am Schneidmecha-nismus anliegt.

Beschleunigungs-/Bremsmoment und eine Grenzgeschwindigkeit können bei der Referenzpunktsuche am Baustein parametriert werden.

Aufgabe des Bausteins „Lin_MoveAbs“ Initiiert durch eine positive Flanke am Eingangsparameter „Execute“ startet der Motor von der aktuellen Position, um den per Eingangsparameter „Po-sition“ vorgegebenen Endpunkt geregelt anzufahren. Voraussetzung für ei-ne absolute Positionierung ist das vorherige Referenzieren mit Baustein „Lin_Home“.

Beschleunigungs-/Bremsmoment und eine Grenzgeschwindigkeit können am Baustein parametriert werden.

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Aufgabe des Bausteins „Lin_MoveRel“ Initiiert durch eine positive Flanke am Eingangsparameter „Execute“ startet der Motor an der aktuellen Position, um jenen Punkt geregelt anzufahren, dessen Entfernung vom Ausgangspunkt durch den Eingangsparameter „Distance“ vorgegeben ist. Das vorherige Referenzieren mit Baustein „Lin_Home“ ist hier nicht erforderlich.

Beschleunigungs-/Bremsmoment und eine Grenzgeschwindigkeit können am Baustein parametriert werden.

Aufgabe des Bausteins „Lin_StopMotion“ Um eine gerade laufende Bewegung – unabhängig, von welchem MAP-Ind-Baustein sie ausgelöst wurde - zu stoppen, wird „Lin_StopMotion“ verwendet. Der Baustein bietet zwei Stoppvarianten:

• Stoppen über den Umrichter-Digitaleingang „AUS3“. Die Steilheit der Bremsrampe wird im Rahmen der Umrichterparamet-rierung eingestellt. Ausgelöst wird der Stopp durch eine positive Flanke am Eingangsparameter „Execute_Off3“.

• Stoppen über den Baustein „Lin_StopMotion“. Diese Variante findet in der vorliegenden Applikation Verwendung. Die Steilheit der Bremsrampe wird durch den Eingangsparameter „Decel_Torque_Ramp“ des Bausteins eingestellt. Ausgelöst wird der Stopp durch eine positive Flanke am Eingangsparameter „Execute_Ramp“.

Beide Stoppvarianten können nicht nur alternativ, sondern auch gemein-sam innerhalb eines Programms genutzt werden.

Der Baustein überwacht die Bremszeiten (getrennte Überwachung beider Stoppvarianten). Die Obergrenzen sind parametrierbar. Bei Nichteinhaltung wird Ausgangsbitparameter „Time_Exceeded“ gesetzt.

Aufgabe des Bausteins „Lin_Control“ • Der Baustein informiert den Anwender in einem Statuswort über aktuel-

le Systemzustände und Wertüberschreitungen:

– Motor steht

– maximales Moment erreicht

– Achse nicht synchronisiert

– Überlauf Impulszähler

– Richtungskonflikt (Drehimpulsgeber ↔ Motorphasenlage)

– Schleppabstand überschritten

– System nicht initialisiert

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• Im Ausgangsparameter „Act_Position“ steht dem Anwender der Wert der aktuellen Position zur Verfügung.

• Ein Bitausgang „Brake“ führt immer dann eine logische „1“, wenn der Motor aus Sicht der MAP-Ind-Bausteine gestoppt ist. Damit kann z. B. eine Haltebremse oder die Impulsfreigabe für den Umrichter angesteu-ert werden.

Aufgabe des Bausteins „Lin_ComMonitor“ Der Baustein „Lin_ComMonitor“ unterstützt den Anwender in der Inbetrieb-nahmephase bei der Optimierung des dynamischen Verhaltens. Der Bau-stein zeichnet wahlweise (parametrierbar)

• Moment

• Geschwindigkeit

• Position

in Echtzeit auf, um deren Zeitverläufe anschließend in der STEP7 Mic-ro/Win Trendanzeige darstellen zu können.

Eine positive Flanke am Bit-Eingangsparameter „Start“ startet die Auf-zeichnung. Wo die Daten abgelegt werden sollen, wird dem Baustein über den Eingangsparameter „pTableStart“ mittels eines Zeigers mitgeteilt. Der Baustein zeichnet 249 REAL-Werte im 8ms-Raster auf. In der Trendanzei-ge betrachten Sie anschließend den Ausgangsparameter „Out“ des Bau-steins.

Hinweis Eine Parameterbeschreibung der MAP-Ind-Bausteine finden Sie nicht nur in der Bibliotheksbeschreibung, die zu diesem Micro Automation Set gehört, sondern in STEP7 Micro/WIN auch direkt als Kommentar im betreffenden geschützten MicoPos-Baustein.

4.3 Konfigurieren des Frequenzumrichters G110

Parametrierschritte Aufgrund der Universalität der SINAMICS Frequenzumrichter erfordert die Anpassung an einen bestimmten Anwendungsfall eine Parametrierung des Umrichters. Erleichtert wird die Einstellprozedur durch die Tatsache, dass viele Anwendungen mit der Werksvoreinstellung betrieben werden kön-nen, sofern vorher eine sog. Schnellinbetriebnahme durchgeführt wurde. Sollte sich Ihr verwendeter Umrichter nicht mehr im Auslieferungszustand befinden, kann er problemlos auf die Werksvoreinstellungen rückgesetzt werden. Ist die Schnellinbetriebnahme eingestellt, sind im Verlauf des Pa-rametriervorgangs nur jene Parameter anwählbar, deren Anpassung unbe-dingt notwendig ist. Um speziell den Anforderungen dieser Applikation ge-recht zu werden, sind nach Rücksetzen auf Werksvoreinstellungen und nach der Schnellinbetriebnahme noch applikationsspezifische Paramet-rierungen durchzuführen. Zum Schluss führen Sie eine Sicherung der

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Werte ins EEPROM des Umrichters aus und speichern ggf. die gesamte Parametrierung ins BOP. Somit können Sie die Parameter bei Bedarf je-derzeit erneut in den Umrichter laden ohne sie nochmals eingeben zu müs-sen oder Sie können die Parameter auf andere identische Umrichter über-tragen.

Für die Umrichterparametrierung empfiehlt sich also folgende Vorgehens-weise: Tabelle 4-1

Nr. Arbeitsschritt

1. Rücksetzen auf Werksvoreinstellungen (falls nicht Auslieferungszu-stand).

2. Schnellinbetriebnahme durchführen. 3. Applikationsspezifische Parametrierungen durchzuführen. 4. Parameter ins EEPROM des Umrichters speichern. 5. Parametersatz zwecks Wiederverwendung ins BOP übertragen.

Parameter ändern Alle obigen Schritte stellen lediglich Sequenzen von Parametereinstellun-gen dar. Deren Durchführung ist beispielsweise mit dem Basic Operator Panel (BOP) möglich, das einfach auf den Umrichter gesteckt2 wird. Abbildung 4-10

Zum Ändern eines Parameters über das BOP gehen Sie wie folgt vor:

2 Das Stecken des BOP ist in jedem Betriebszustand des Umrichters möglich.

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Nr. Bedienschritt Hinweis

1. Schalten Sie in den Parametriermodus.

2. Wählen Sie den zu ändernden Parameter aus.

3. Zeigen Sie den Parameterwert an.

4. Ändern Sie den Parameterwert.

Wenn Sie FN drücken, können Sie jede Dekade einzeln ändern.

5. Übernehmen Sie den Wert.

Diese Bedienhandlun-gen sind für jeden Parameter durchzu-führen.

6. Wählen Sie die Betriebsanzeige (0000).

7. Verlassen Sie den Parametriermodus.

Dokumente zum SINAMICS G110 Bezüglich des SINAMICS G110 können Sie auf die folgenden Dokumente zurückgreifen: Tabelle 4-2

Dokument Beitrags-ID

Getting Started Guide 21696936 Betriebsanleitung 22102965 Parameterliste 20977026

4.4 Optimieren des Positioniervorgangs

4.4.1 Optimierung bezüglich des Trägheitsmoments

Bezogen auf alle MAP-Ind-Bausteine läßt sich der Parameter Inertia (Trägheitsmoment), der für die Dynamik des Systems mitbestimmend ist und sich dem Anwender nicht wie alle anderen Eingangswerte aus Motor-katalogen bzw. mechanischen Systemanforderungen einfach erschließt, entweder berechnen oder empirisch ermitteln. Die Berechnung des Träg-heitsmoments des gesamten bewegten Systemanteils, das der Baustein Lin_Init_horizontal als Eingangsparameter benötigt, ist schwierig. Nachfol-gend wird ein Weg zum empirischen Ermitteln des Trägheitsmoments be-schrieben.

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Startwert für das Trägheitsmoment Die Praxis hat gezeigt, dass die 10-fache Massenträgheit des Motors einen guten Startwert darstellt. Tragen Sie diesen vor der Inbetriebsetzung für den Parameter Inertia am Baustein Lin_Init_horizontal ein. Die Massen-trägheit des Motor entnehmen Sie ebenfalls dem Motorenkatalog. Für den Motor aus Tabelle 3-1 ergibt sich demnach ein Wert von 0,00052 kgm2.

Optimierungsprozess mit Hilfe des Bausteins „Lin_ComMonitor“ Zur Beurteilung des dynamischen Verhaltens Ihres Systems eignen sich wahlweise die Graphen der Trendverläufe v(t) und s(t). Betrachten Sie hierbei insbesondere das Ende eines Positioniervorgangs. Bei optimal ein-gestelltem Trägheitsmoment (Abbildung 4-12) sollte es weder zu ausge-prägtem Überschwingen (Abbildung 4-11), noch zu einem „Ausschleichen“ (Abbildung 4-13) der betreffenden Kurve kommen. Abbildung 4-11

v(t)

s(t)

Überschwingen!

Überschwingen!

Abbildung 4-12

v(t)

s(t)

optimaler Verlauf

optimaler Verlauf

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Abbildung 4-13

v(t)

s(t)

Ausschleichen!

Ausschleichen!

Der Zeitverlauf v(t) eignet sich auch zur Kontrolle bzw. Optimierung der Geschwindigkeit. Er zeigt, ob die am betreffenden Baustein parametrierte Geschwindigkeit auch tatsächlich erreicht wird.

4.4.2 Optimierung des Verfahrprofils

Das Verfahrprofil wird wesentlich durch die technologische Anwendung und eine energetische Optimierung festgelegt. Bestimmende Faktoren sind hier

• die Zeit, in der der Positioniervorgang abgeschlossen werden muss,

• Beschleunigung und Bremsverzögerung, deren Obergrenzen von der Leistungsfähigkeit des Motors, der Mechanik der Anwendung und dem Prozess selbst bestimmt werden und

• der Energiebedarf der Anwendung.

Das Verfahrprofil lässt sich an den Anwendungsfall wie folgt anpassen: Abbildung 4-14

t

v(t)

Steigung wird bestimmt durch... • Bemessungsdrehmoment des Motors• Bausteinparameter Accel_Torque bzw. Torque_Limit (0...200%)

Maximalgeschwindigkeit wird bestimmt durch...• Bausteinparameter Velocity_Limit (Längeneinheit/s)

Die absolute Maximalgeschwindigkeit der linear bewegten Komponente hängt letztendlich ab von der auf die Motorfrequenz bezogene Bemes-

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sungsdrehzahl. Da der 4-pol Motor dieser Applikation mit max. 100 Hz vom Umrichter angesteuert werden kann, beträgt seine höchste Drehzahl 2700 min-1. Diese – umgerechnet auf die Linearbewegung der Anwendung – ergibt die Maximalgeschwindigkeit, die mit dem Parameter Velocity_Limit begrenzt werden kann.

Die Bausteinparameter Accel_Torque bzw. Torque_Limit zur Begrenzung des Motormoments werden als Prozentwerte des Bemessungsdrehmo-ments angegeben. Bei einem 4-pol Motor kann mit einem Moment von bis zu 200% gefahren werden.

Das folgende Bildbeispiel zeigt vier mögliche Fahrprofile, die alle über die selbe Distanz positionieren, d. h. die Integrale über die Kurven v(t) vom Bewegungsstart- bis zum Bewegungsstopppunkt sind identisch. Reibungs-verluste sind vernachlässigt.

Abbildung 4-15: Verschiedene Fahrprofile für die selbe Positionierung

t

t

t

v(t), M(t)

v(t), M(t) v(t), M(t)

t

v(t), M(t)

M = 200%

vmax(bei 100Hz)

vmax/2

M = 100%

vmax/2

vmax/2

M = 50%

• grünes Profil – maximale Ausnutzung des Motors – geringste Positionierzeit – größter Energieverbrauch

• gelbes, blaues und rotes Profil – Motor nicht voll ausgenutzt – Positionierzeiten verlängern sich von gelb nach rot – Energieverbrauch entspricht der Hälfte des grünen Profils

Konfigurieren der Startup Software


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5 Konfigurieren der Startup Software

5.1 Vorbemerkung

Zum Startup bieten wir Ihnen Softwarebeispiele mit Testcode und Testpa-rametern als Download an. Die Softwarebeispiele unterstützen Sie bei den ersten Schritten und Tests mit Ihren Micro Automation Sets. Sie ermögli-chen einen schnellen Test der Hardware- und Softwareschnittstellen zwi-schen den in den Micro Automation Sets beschriebenen Produkten.

Die Softwarebeispiele sind immer den im Set verwendeten Komponenten zugeordnet und zeigen deren prinzipielles Zusammenspiel. Sie stellen aber selbst keine realen Anwendungen im Sinne einer technologischen Prob-lemlösung mit definierbaren Eigenschaften dar.

Hinweis An dieser Stelle wird davon ausgegangen, dass auf Ihrem Erstellsystem (PG, PC, Laptop) die notwendige Projektierungssoftware entsprechend Tabelle 3-3 installiert ist und Sie im grundlegenden Umgang mit dieser vertraut sind.

Die Hardware gemäß Tabelle 3-1 ist montiert, entsprechend Abbildung 2-1 verdrahtet und die Spannungsversorgung aller beteiligten Komponenten ist sichergestellt.

5.2 Download des Startup Codes

Das Softwarebeispiel finden Sie auf der HTML-Seite, von der Sie dieses Dokument geladen haben. Tabelle 5-1

Nr. Dateiname Inhalt

1 Set1_s7-200_V1d0_en.zip STEP 7-Micro/WIN Projekt für die Drahtschneidemaschine (Datei ….mwp)

2 Set1_WinCCflex_Visu_V1d0_en.zip WinCC flexible Projekt für das TP (Dateien ….hmi und ….LDF).

3 map_ind_V1.19.zip Bibliotheken der Antriebsbaustei-ne für Linear- und Drehwinkelposi-tionierungen (Dateien map_ind_lin.mwl und map_ind_rot.mwl)

Hinweis Die Bibliothek map_ind_rot.mwl wird im Softwarebeispiel nicht verwen-det. Sie wird nur der Vollständigkeit halber zum Download mit angeboten.



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5.3 Konfigurieren der Steuerung CPU 224XP

Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Steuerungskonfiguration Tabelle 5-2

Nr. Aktion Anmerkung

1. Verbinden Sie einen freien COM-Port bzw. einen USB-Anschluss des Erstell-systems mit Port 0 der S7-200 Steuerung Verwenden Sie hierfür das PC/PPI- bzw. USB/PPI-Kabel. Verwenden Sie beim PC/PPI-Kabel die folgenden Schalterstellungen:

PC/PPI- bzw. USB/PPI-Kabel

Erstellsystem

2. In der „PG/PC Schnittstelle“ unter „Start>Einstellungen>Systemsteuerung“ sind folgende Einstellungen vorzuneh-men: • Zugangspunkt der Applikation:

Micro/WIN PC/PPI Kabel(PPI) • Übertragungsgeschwindigkeit:

19,2 Kbit/s • Lokaler Anschluss: COM oder USB

(je nach Kabel) • Advanced PPI deaktiviert Multi Master Netzwerk deaktiviert

Anstatt über die Systemsteuerung kann die Schnittstelle auch aus STEP 7 Micro/WIN heraus über „PG/PC-Schnittstelle einstellen“ ausge-wählt werden.

3. Starten Sie STEP 7 Micro/WIN und öffnen Sie die mwp-Projektdatei.

4. Sollten Sie einen von der Tabelle 3 1 abweichenden Motortyp verwenden, müssen Sie die Eingangsparameter des Bausteins Lin_Init_horizontal (= Motor-nenndaten) anpassen. Der Baustein befindet sich in Netzwerk 1 des Unter-programms MicroPOS.

5. Kontrollieren Sie, ob die Werte der im

Datenbereich „USER“ deklarierten Parameter mit der Mechanik Ihrer Drahtschneidemaschine kompatibel sind.

Eine Erläuterung des Datenbereichs „USER“ finden Sie in der nachfolgenden Tabelle (Tabelle 5-3).

1 2 3 4 5 6 7 8 0 0 0 0 1 0 0 0



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6. Übertragen Sie das Projekt über „Datei>Laden in CPU“ oder über das entsprechende Symbol in die S7-200 Steuerung. Stellen Sie im Übertragungsdialog sicher, dass die • Programmbausteine, • Datenbausteine, • Systemdaten und • Rezepte übertragen werden.

7. Setzen Sie die S7-200 Steuerung über „Zielsystem>RUN“ oder über das entsprechende Symbol in den Betriebs-zustand „RUN“.

8. • Klicken Sie mit der rechten Maustaste im Operationsbaum auf “Bibliotheken” und öffnen Sie den Dialog zum Er-gänzen/Löschen von Bibliotheken.

• Ergänzen Sie die Bibliothek mit den Antriebsbausteinen für die Linearposi-tionierung. Folgen Sie hierbei den Erläuterungen im entsprechenden Fenster.

Das Ergänzen der Bibliothek ist nur dann erforderlich, wenn Sie selbst das Anwenderprogramm durch Bibliotheks-bausteine ergänzen möchten, die bislang im Programmcode nicht enthalten sind. Im vorliegenden Beispiel sind dies z.B. die Bausteine „Lin_Init_vertical“ oder „Lin_MoveAbs“.

Parameter der Drahtschneidemaschine Alle technologischen Parameter der Drahtschneidemaschine sind einer-seits im Datenbaustein USER deklariert und andererseits für IBS-Zwecke auch in der Statustabelle „Parameters“ vorhanden. Kontrollieren Sie vor der Erstinbetriebnahme, ob die Werte – insbesondere Geschwindigkeiten und Drehmomente – zu Ihrer Mechanik passen. Im Folgenden sind die Parame-ter erläutert.



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Tabelle 5-3

Parameter Erläuterungen

Technologische Parameter dist_BERO_cutter: VW32 Abstand zwischen Näherungsschalter und Schneideme-

chanismus (mm). Der Näherungsschalter ist zwischen Antriebsrollen und Schneidemechanismus anzubringen. dist_BERO_cutter ist als negativer Wert einzugeben.

dist_BERO_cutter

Schneidemechanismus(cutter)

induktiver Näherungsschalter

absolute Position 0+ -

cutter_down_time: VW34 Gibt an, wie lange der Schneidemechanismus in der

Schnittposition verharrt (Wert x 10ms). Der Schneidemechanismus kennt zwei logische Zustände: • Ruheposition (oben, Ansteuerung mit FALSE) • Schnittposition (unten, Ansteuerung mit TRUE)

cut_delay: VW40 Erst nach dieser Verzögerung wird im Automatikbetrieb mit dem Vorschub der nächsten Drahtstange begonnen (Wert x 10ms). Damit soll verhindert werden, dass der Vorschub schon wieder startet, bevor der Schneidemechanismus wieder in der Ruheposition ist. Der Schneidemechanismus hat keine Endlagenerkennung.

Sonstige Parameter coil: VW114 Voreingestellte Spule (1-4), mit deren Rezepturdaten nach

einem Datenbausteintransfer zur Steuerung gearbeitet wird.

minimum: VD76 Am TP wird eine Warnung ausgegeben, wenn die Restkapazität der Spule geringer als dieser Grenzwert wird (m).

Geschwindigkeitsparameter V_Ref: VD1004 Geschwindigkeit bei der Referenzfahrt (mm/s) Jog_slow: VD1008 Geschwindigkeit bei langsamem Tippbetrieb (mm/s) Jog_fast: VD1012 Geschwindigkeit bei schnellem Tippbetrieb (mm/s)



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Parameter Erläuterungen V_Pos: VD1016 Geschwindigkeit beim Positionieren (mm/s)

Drehmomentparameter3 T_Ref: VD1028 Beschleunigungs-/Bremsmoment bei der Referenzfahrt (%) Torque_Jog_slow: VD1032 Beschleunigungs-/Bremsmoment bei langsamem Tippbe-

trieb (%) Torque_Jog_fast: VD1036 Beschleunigungs-/Bremsmoment bei schnellem Tippbe-

trieb (%) T_Pos: VD1040 Beschleunigungs-/Bremsmoment beim Positionieren (%) T_Stop: VD1048 Bremsmoment beim Stoppen mittels Stopptaste am TP

bzw. Hardware-Stopptaster während einer Referenzfahrt oder während eines Positioniervorgangs (%).

Parameter für den Initiierungsbaustein Lin_Init_horizontal Torque_Limit: VD1100 Maximal erlaubtes Beschleunigungs-/Bremsmoment (%).

Die Drehmoment-Parameterwerte der anderen Antriebs-bausteine müssen immer kleiner/gleich diesem Wert sein. Der betreffende Antriebsbaustein meldet ansonsten einen Fehler.

Velocity_Limit: VD1108 Maximal erlaubte Geschwindigkeit (mm/s). Die Geschwin-digkeitsparameterwerte der anderen Antriebsbausteine müssen immer kleiner/gleich diesem Wert sein. Der betref-fende Antriebsbaustein meldet ansonsten einen Fehler.

s_per_rev: VD1112 Hier ist der Vorschub einzutragen, den der Draht pro Motorumdrehung macht (mm/U). Für eine Positionierge-nauigkeit < 1mm sollte s_per_rev < 40 mm/U sein.

Inertia: VD1116 Trägheitsmoment; siehe Kapitel 4.4

3 Die prozentuale Angabe des Drehmoments bezieht sich auf das Bemessungsdrehmoment des Motors, das einerseits in dessen Datenblättern aufgeführt ist und das sich die MAP-Ind-Bau-steine aus den weiteren am Baustein „Lin_Init_horizontal“ parametrierten Motor-Bemessungs-daten berechnen. Für das Drehmoment sind Eingaben im Bereich 0…200% möglich.



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5.4 Vorbereiten der Archivierungsfunktion

Tabelle 5-4


1. Verbinden Sie einen freien COM-Port bzw. einen USB-Anschluss des Erstell-systems mit Port 0 der S7-200 Steuerung Verwenden Sie hierfür das PC/PPI- bzw. USB/PPI-Kabel. Verwenden Sie beim PC/PPI-Kabel die folgenden Schalterstellungen:


Erstellsystem

2. Starten Sie unter Windows den S7-200 Explorer über “Start>SIMATIC>S7-200 Explorer” oder durch Doppelklick auf die entsprechende Ikone.

3. Klicken Sie auf die S7-200 CPU und wählen Sie das 256 KByte Speichermodul aus. Klicken Sie im rechten Fenster mit der rechten Maustaste auf „DAT-Konfiguration 0(DAT0)“ und wählen Sie „Verknüpfung erstellen“ aus. (Die Option „Datei bei Laden aus CPU öffnen“ muss deaktiviert sein)

4. Auf dem Desktop wird nun automatisch

eine Verknüpfung zur „Data-Log“ Datei im 256 KByte Speichermodul erstellt.

5. Erstellen Sie auf dem Desktop einen Link

auf den Micro/WIN Installationspfad (Default: „Laufwerk“: Program Fi-les\Siemens\MicroSystems\Data Logs).

Die protokollierten Daten aus dem Speichermodul werden bei Doppelklick

auf als csv-Datei in den Pfad verschoben.

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5.5 Laden des Touchpanels TP 177micro

Tabelle 5-5


1. Verbinden Sie einen freien COM-Port bzw. einen USB-Anschluss des Erstell-systems mit der RS485-Schnittstelle des TP 177micro. Verwenden Sie hierfür das PC/PPI- bzw. USB/PPI-Kabel. Stellen Sie am PC/PPI-Kabel eine Baudrate von 115200 Bd ein. Dies entspricht den folgenden Schalterstellun-gen:

Erstellsystem


TP 177micro

2. Starten Sie WinCC flexible und öffnen Sie die hmi-Projektdatei.

3. Rufen Sie über „Projekt>Transfer>Transfereinstellungen…“ oder über das entsprechende Symbol den Transferdialog auf.

4. Passen Sie die Transfereinstellungen entsprechend dem verwendeten Kabel an. Wählen Sie bei Verwendung des PC/PPI-Kabels den genutzten COM-Port Ihres Erstellsystems aus und stellen Sie eine Baudrate von 115200 Bd ein.

5. Schalten Sie das TP 177 Micro in den Transfermodus. Dies geschieht, indem Sie nach der “bootloader”-Sequenz den Button “Transfer” betätigen. Der Download des WinCC flexible Projekts kann gestartet werden, wenn auf dem TP eine Dialogbox mit der Bezeich-nung „Transfer….“ erscheint.

6. Starten Sie den Transfer der Projektdatei

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7. Verbinden Sie die RS485-Schnittstelle des Touchpanels wieder über das PROFIBUS-Kabel mit Port 1 der S7-200 Steuerung.

S7 -224 XP CPUS7 -224 XP CPU TP 177micro

PROFIBUS-Kabel

5.6 Parametrieren des Frequenzumrichters G110

Die Vorgehensweise entnehmen Sie dem Kapitel 4.3. Im Folgenden sind lediglich jene Parameter gelistet, die Sie – bezogen auf das vorliegende Applikationsbeispiel - gegenüber der Werksvoreinstellung verändern müs-sen. Halten Sie sich an die in der nachstehenden Tabelle vorgegebene Pa-rametrierreihenfolge.

Parameteränderungen im SINAMICS G110 Tabelle 5-6:

Parameter

Nr. Wert Anmerkung

Rücksetzen auf Werksvoreinstellungen P0010 30 Inbetriebnahmeparameter: Werkseinstellung P0970 1 Start des Rücksetzens aller Parameter auf Standardwerte

Schnellinbetriebnahme P0003 3 Zugriffsstufe: Experte P0010 1 Inbetriebnahmeparameter: Schnellinbetriebnahme P0305 1,34 Motornennstrom (A) (bei Dreieckschaltung), siehe Typenschild P0307 0,25 Motornennleistung (kW), siehe Typenschild P0308 0,78 Nenn-Leistungsfaktor des Motors (cos φ), siehe Typenschild P0310 50 Motornennfrequenz (Hz) für die spezif. Motordaten, siehe Typenschild P0311 1350 Motornenndrehzahl (min-1), siehe Typenschild P1082 100,00 Maximalfrequenz (Hz) (100Hz f. 4-pol Motor, 50Hz f. 2-pol Motor) P1120 0,00 Hochlaufzeit (wird von der Steuerung bestimmt) P1121 0,00 Rücklaufzeit (wird von der Steuerung bestimmt) P3900 1 Ende Schnellinbetriebnahme (setzt u.a. P0003 zurück auf 1)

Applikationsspezifische Parametrierungen P0003 3 Zugriffsstufe: Experte P0760 200,00 y2-Wert ADC-Skalierung (%) (100% für 2-pol Motoren)



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Parameter

Nr. Wert Anmerkung

P1240 0 Konfiguration des Vdc-Reglers: Vdc-Regler gesperrt Parameter ins EEPROM des Umrichters speichern

P0971 1 Werte vom RAM ins EEPROM laden Parametersatz zwecks Wiederverwendung ins BOP übertragen

P0010 30 Inbetriebnahmeparameter: Werkseinstellung P0802 1 Parametertransfer SINAMICS → BOP P0003 1 Zugriffsstufe: Standard

ACHTUNG Sollten Sie einen von der Tabelle 3-1 abweichenden Motortyp verwen-den, so sind im Rahmen der Schnellinbetriebnahme zusätzlich die Parameter

• P0304 Motornennspannung (V) (bei Dreieckschaltung), siehe Typenschild • P0335 Motorkühlung: 1 = eigenbelüftet, 2 = fremdbelüftet zu berücksichtigen, deren Werte im vorliegenden Applikationsbeispiel durch die Werksvoreinstellung bereits abgedeckt sind und deshalb in obiger Tabelle nicht auftauchen.

Parameterübertragung BOP → SINAMICS G110 Wenn Sie gemäß Tabelle 5-6 den Umrichter-Parametersatz in das BOP übertragen haben, können Sie ihn bei Bedarf sehr einfach erneut vom BOP in den Umrichter laden oder auf andere Umrichter verteilen.

Tabelle 5-7:

Parameter

Nr. Wert Anmerkung

Parametersatz vom BOP in den Frequenzumrichter übertragen P0003 3 Zugriffsstufe: Experte P0010 30 Inbetriebnahmeparameter: Werkseinstellung P0803 1 Parametertransfer BOP → SINAMICS

Parameter ins EEPROM des Umrichters speichern P0971 1 Werte vom RAM ins EEPROM laden P0003 1 Zugriffsstufe: Standard

Live-Demo


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6 Live-Demo

Übersicht Die Funktionen und Features des Micro Automation Set 1 werden zum bes-seren Verständnis in Form einer Beispielapplikation gezeigt.

Der Programmcode kann, wenn die Komponenten wie in Kapitel 5 be-schrieben korrekt konfiguriert sind, ausprobiert werden. Abbildung 6-1: Überblick Live-Demo

Dynamisches Verhalten optimieren

Einrichten der Drahtspulen

Einfädeln des Drahtes

Fertigung von 10 Drahtstangen à 2 m (Automatikbetrieb)

Unmittelbares Stoppen der Vorschubbewegung mit der Stopptaste des TB 177micro

Drahtstangen von variabler Länge schneiden (Handbetrieb)

Unmittelbares Stoppen der Vorschubbewegung mit der Hardware-Stopptaste (z.B. Notaus)

Data Logging

Start

Ende

Grundsätzliches zur Bedienung des TP 177micro Tabelle 6-1

Festlegung Beispiel

Eingabewerte: Ein- bzw. Ein/Ausgabe-Felder sind durch einen weißen Hintergrund gekennzeichnet. Ausgabewerte: Reine Ausgabefelder sind durch einen grauen Hintergrund gekenn-zeichnet.

Ein-/Ausgabefeld

Ausgabefeld

Live-Demo


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Festlegung Beispiel

gegraute Tasten: Tasten mit gegrauter Beschriftung weisen darauf hin, dass die mit der Taste verbundene Aktion aus programmtechnischen Gründen verriegelt ist. So kann beispielsweise nur dann in den Automatikbetrieb geschaltet werden, wenn eingefädelt ist.

nicht gegraut

gegraut

Navigationstasten: Am unteren Bildrand befinden sich die Navigationstasten zum Umschal-ten der Bilder/Betriebszustände. Die Masken sind wie nebenstehend dargestellt strukturiert. Bei Spannungswiederkehr oder Neustart der Steuerung wird in das Bild „Einfädeln verzweigt. Beim aktuell angewählten Bild weisen die Navigationstasten einen schwarzen Hintergrund auf und sind nicht bedienbar.

Einstellungen

Rezepturverwaltung

Einfädeln

automatisch

manuell

Produktion

Automatikbetrieb angewählt Grafik: Eine Grafik in den TP-Bildern zeigt den Bewegungszustand der Drahtschneidemaschine an.

Stillstand

Schnitt

Vorschub aktiv(Die Sektoren innerhalb derRollen rotieren und der Drahtbewegt sich nach vorne.)

Alte Archivdaten löschen Löschen Sie vor den Szenarien der Live-Demo etwaige alte protokollierte Daten aus dem Speichermodul und alte csv-Protokolldateien.

Live-Demo


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Tabelle 6-2

Nr. Arbeitsschritt Anmerkung

1. Doppelklick auf .

Speichermodul wird ausgelesen und gelöscht.

2. Doppelklick auf .

Verzeichnis der csv-Protokolldateien wird geöffnet.

3. Alle csv-Dateien im Verzeichnis löschen.

Die Protokollierung wurde so projektiert, dass beim Auslesen des 256 kByte Speichermoduls in eine csv-Datei die Protokolldaten im Speichermodul gelöscht werden.

6.1 Einrichten der Drahtspulen

Unter dem Einrichten der Drahtspule versteht man die Definition der Re-zepturdaten der einzelnen Materialtypen und die Auswahl der Spule, mit der aktuell gearbeitet werden soll.

Vorgehensweise Tabelle 6-3


1. Wählen Sie am TP 177micro das Bild „Rezepturverwaltung“.

2. Wählen Sie mit den Pfeiltasten die Drahtspule aus, mit der Sie arbeiten wollen. Es stehen vier Datensätze (Rezepturen) zur Auswahl.

3. Ändern Sie bei Bedarf die Rezepturdaten der angewählten Drahtspule. Stahlstabdurchmesser: Er dient lediglich als Materialkenngröße. Sein Wert geht in keine Berechnung ein. Stahlstablänge: Sie gibt die Länge der Stahlstäbe an, die im Automatikbetrieb bei Wahl der betreffenden Rezeptur geschnitten werden. Restmaterial: Je nach Materialverbrauch reduziert die Steuerung die angezeigte Materialrest-menge automatisch. Sie kann – z. B. bei Spulenwechsel – jederzeit vom Anwender überschrieben werden. Produktionsnummer: Jeder Produktionsauftrag, bestehend aus n Stahlstangen, erhält eine Produktionsnum-mer. Der Anwender trägt hier einen An-fangswert ein, den die Steuerung pro

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Nr. Arbeitsschritt Anmerkung Auftrag automatisch inkrementiert. Der Anfangswert muss > 0 sein, da Produkti-onsnummer 0 für die manuelle Produktion reserviert ist.

4. Ändern Sie bei Bedarf die Materialrest-menge auf der Spule, deren Unterschreiten eine nicht quittierpflichtige Meldung am TP auslöst. Der Grenzwert der Materialrest-menge ist unabhängig von der ausgewähl-ten Drahtspule.

Lesen und Schreiben der Rezepturdaten Bei jeder neuen Anwahl einer Drahtspule wird die Spulenrestkapazität der Vorgängerspule in deren im Speichermodul hinterlegte Rezeptur abgelegt und die Rezepturdaten der neuen Spule vom Speichermodul in die Steue-rung geladen.

Manuelle Änderungen der Rezepturdaten werden beim Verlassen der Re-zepturverwaltung in die Steuerung übernommen und ins Speichermodul geschrieben.

6.2 Einfädeln des Drahtes



1. Wählen Sie am TP 177micro das Bild „Produktion“ + „Einfädeln“.

Der Text „noch nicht eingefädelt !“ blinkt. 2. Betätigen Sie die Starttaste (Förderrollen

laufen an) und führen Sie anschließend das Drahtende zwischen die Förderrollen.

Erreicht das Drahtende den Näherungs-schalter, wird der Vorschub gestoppt. Der Blinktext wechselt in eine Daueranzeige „eingefädelt !“. Ab jetzt wird oben im Bild auch immer der aktuelle Vorschub angezeigt.

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Anzeige des aktuellen Vorschubs Der aktuelle Vorschub bezeichnet den Abstand zwischen der Drahtspitze und dem Schneidemechanismus. Da der Näherungsschalter - bezogen auf die normale Förderrichtung - örtlich vor dem Schneidemechanismus ange-bracht ist, ist der Wert des aktuellen Vorschubs nach Beendigung des Ein-fädelvorgangs negativ und betraglich etwas geringer als der Abstand zwi-schen dem Näherungsschalter und dem Schneidemechanismus. Beim Ablängen der ersten Drahtstange im Automatikbetrieb wird der vom Einfä-deln resultierende, bereits bestehende negative Vorschub berücksichtigt.

Wiederholung des Einfädelvorgangs Soll ein Einfädelvorgang durchgeführt werden, wenn der Näherungsschal-ter bereits vom Draht belegt ist – dies kann z. B. nach Netz aus/ein der Steuerung sein – so laufen beim Drücken der Starttaste die Antriebsrollen rückwärts an. Erkennt der Näherungsschalter dann den Drahtanfang (nega-tive Flanke), wird reversiert und beim erneuten Erkennen der Drahtspitze (positive Flanke) wieder angehalten.

6.3 Automatikbetrieb

6.3.1 Fertigung von 10 Drahtstangen à 2m



1. Gehen Sie in die automatische Produktion und geben Sie bei „Anzahl der Eisenstan-gen“ 10 ein. Starten Sie anschließend die Produktion mit der Starttaste. Als aktueller Vorschub (hier -198 mm) wird immer die Lage der Stahlstabspitze gegen-über der Position des Schneidmechanis-mus angezeigt. Im vorliegenden Fall wird die erste Stahlstange also um 2198 mm vorgeschoben und dann abgeschnitten.

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2. Sobald der Auftrag gestartet ist, wird die Produktionsnummer der Charge angezeigt. Während der Auftragsbearbeitung wird die Anzahl der bereits abgeschnittenen Stahlstangen (Istwert) ständig aktualisiert und angezeigt. Abgeschnitten wird die Stahlstange, wenn der „aktuelle Vorschub“ der geforderten Stangenlänge (hier 2000 mm) entspricht. Mit jedem erneuten Vorschub nach dem Abschneiden wird der Vorschub-Wert auf 0 rückgesetzt. Die Restkapazität auf der Rolle wird nach jedem Schnitt aktualisiert.

Die Vorgänge Vorschub und Schnitt werden in obigem Bild graphisch angedeutet.

3. Nach vollständiger Abarbeitung des Schneideauftrags sind Soll- und Istwert der geschnittenen Stahlstangen gleich (hier =10). Sie beenden den Produktionsauftrag mit der Protokolltaste. Damit werden die Produktionsdaten des Auftrags ins Spei-chermodul geschrieben. Alternativ können Sie die Anzahl der zu schneidenden Stahlstangen nachträglich noch erhöhen, bevor der Auftrag protokol-liert wird. Wenn Sie jetzt z. B. als neuen Sollwert 15 eingeben und den Auftrag er-neut starten, werden zusätzlich 5 weitere Stangen geschnitten. Die Produktionsnum-mer bleibt unverändert.

Nach dem Druck auf die Protokolltaste ist die Steuerung wieder zur Eingabe eines neuen Auftrags bereit.

6.3.2 Vorzeitiges Beenden des Produktionsvorgangs



1. Starten Sie einen Schneideauftrag im Automatikbetrieb gemäß Abschnitt 6.3.1. Wählen Sie dabei die Anzahl der zu schnei-denden Stahlstangen z. B. wieder =10.

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2. Drücken Sie vor der Fertigstellung des Auftrags – z. B. während des Vorschubs der sechsten Stange - die Taste „Ende“.

Die Taste „Ende“ blinkt und signalisiert dadurch den vorzeitigen Abbruch des Auftrags.

Die gerade in Arbeit befindliche Stange wird noch mit der vereinbarten Länge abgelängt. Der Schneideprozess wird unterbrochen.

3. Beenden Sie den Produktionsauftrag mit der Protokolltaste. Damit werden die Pro-duktionsdaten des Auftrags ins Speicher-modul geschrieben. Alternativ können Sie durch erneutes Drücken der „Ende“-Taste den Produkti-onsabbruch annullieren und anschließend den ursprünglichen Auftrag durch Betätigen der Starttaste fortsetzen.

6.4 Drahtstangen von variabler Länge schneiden (Handbetrieb)

Die Applikation bietet neben der automatischen auch eine manuelle Pro-duktion. Hierbei ist der Drahtvorschub durch einen Tippbetrieb (sowohl vorwärts als auch rückwärts) mit zwei Geschwindigkeiten realisiert. Das Abschneiden erfolgt durch einen Taster am TP. Auch beim Handbetrieb muss der Stahldraht „eingefädelt“ sein (Szenario gemäß Abschnitt 6.2). Somit kann der aktuelle Vorschub bzw. die gewünschte Drahtlänge am TP 177micro exakt angezeigt und über das Tippen eingestellt werden.

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1. Gehen Sie in die Betriebsart „Manuelle Produktion“ (nur möglich, wenn vorher „eingefädelt“ wurde).

Der angezeigte „akt. Vorschub“ gibt die Lage der Drahtspitze gegenüber dem Schneidemechanismus an. Befindet sich die Drahtspitze exakt am Schneidwerk-zeug (z. B. unmittelbar nach einem Schnitt), so ist der Vorschub = 0 mm.

2. Um hier ebenfalls eine Stahlstange mit einer Länge von 2000 mm abzuschneiden, verfahren Sie den Draht mit den Tipptasten derart, dass am TP ein „akt. Vorschub“ von 2000 mm angezeigt wird.

Sie können beliebig vor und zurück fah-ren, schnell oder langsam tippen und beliebig oft korrigieren. Ist der „akt. Vorschub“ ≤ 0, befindet sich also kein Draht unter dem Schneidwerk-zeug, kann die „Schnitt“-Taste nicht betätigt werden.

3. Drücken Sie die Taste „Schnitt“. Das Schneidwerkzeug wird solange

angesteuert wie Sie die Taste gedrückt halten.

Nach Beendigung des Schnitts wird am TP das „Restmaterial“ aktualisiert. Der Schnitt wird automatisch protokolliert mit Produktionsnummer 0.

6.5 Unmittelbares Stoppen der Vorschubbewegung

In den Betriebsarten „Einfädeln“ und „Automatische Produktion“ kann eine angestoßene Vorschubbewegung mittels eines…

• Stopp-Buttons am TP 177micro,

• Hardware-Tasters

unmittelbar beendet werden. In beiden Fällen ist das Stoppen durch den Baustein „Lin_StopMotion“ realisiert, dessen Bremsmoment parametrierbar ist. Während nach einem Stoppen über das TP 177micro die ursprüngliche Bewegung über die Starttaste am TP fortgesetzt werden kann, verzweigt das Programm beim Stoppen mittels des HW-Tasters in einen quittierpflich-tigen Fehlerzustand (Meldung „Nothalt“), der nach der Quittierung zwangs-läufig in den Zustand „Einfädeln“ mündet.

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! WARNUNG

Auch bei entsprechender mechanischer, elektrischer und gestalteri-scher Ausführung darf der Hardware-Stopptaster nicht unbedingt als Betätigungselement eines Nothaltkreises genutzt werden. Der HW-Taster greift lediglich in die Steuerungssoftware ein. Durch ihn erfolgt keine Spannungsabschaltung des Motorkreises. Beachten Sie die in Ihrer Anlage anzuwendende Sicherheitsphilosophie.

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6.5.1 Stoppen mit dem Stopptaster des TP 177micro



1. Gehen Sie in die Betriebsart „Einfädeln“ (Abschnitt 6.2) oder „Automatische Produktion“ (Abschnitt 6.3).

2. Drücken Sie während des entsprechenden Betriebs die am TP die Taste „Stopp“. a. Reaktion bei laufendem Vorschub:

Der Motor wird unmittelbar mir dem am Baustein „Lin_StopMotion“ parametrier-ten Bremsmoment (Variable T_Stop in der Statustabelle „Parameters“) bis zum Stillstand abgebremst.

Reaktion bei stehendem Vorschub-Motor: Dieser Fall liegt beispielsweise vor, wenn im automatischen Betrieb gerade der Schnitt ausgeführt wird. Die sich im Normalfall anschließende nächste Vorschubbewegung unterbleibt.

3. Setzen Sie den ursprünglichen Vorgang mit der Taste „Start“ fort.

Bei der automatischen Produktion kann mittels der Stopptaste am TP der aktuelle Auftrag nicht abgebrochen werden. Wünschen Sie dessen Abbruch nach dem Ablängen der momentan in Vorschub befindlichen Stange, so ist der Abbruch mit der „Ende“-Taste anzuwählen (diese blinkt dann) und anschließend der Antrieb mit der Starttaste wieder zu starten. Einen sofortigen Abbruch des aktuellen Auftrags und der automatischen Produkti-on erreichen Sie mit dem Hardware-Stopptaster (siehe Abschnitt 6.5.2).

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6.5.2 Stoppen mit dem Hardware-Stopptaster (Nothalt)



1. Gehen Sie in die Betriebsart „Einfädeln“ (Abschnitt 6.2) oder „Automatische Produktion“ (Abschnitt 6.3).

2. Drücken Sie während des entsprechenden Betriebs die HW-Stopptaste. a. Reaktion bei laufendem Vorschub:

Der Motor wird unmittelbar mir dem am Baustein „Lin_StopMotion“ parametrier-ten Bremsmoment (Variable T_Stop in der Statustabelle „Parameters“) bis zum Stillstand abgebremst.

Reaktion bei stehendem Vorschub-Motor: Dieser Fall liegt beispielsweise vor, wenn im automatischen Betrieb gerade der Schnitt ausgeführt wird. Die sich im Normalfall anschließende nächste Vorschubbewegung unterbleibt.

3. Am TP 177micro erscheint eine Nothalt-meldung.

4. Fall Sie anstatt der HW-Stopptaste einen rastenden (Nothalt-)Taster verwendet haben, entriegeln Sie diesen.

5. Quittieren Sie die Meldung am TP.

Quittierung

Nach dem Quittieren verschwindet die Meldung und Sie befinden sich am TP im Bild „Einfädeln“.

6. Führen Sie ein „Einfädeln“ gemäß Abschnitt 6.2 durch.

Protokolldaten Beim Stoppen mit dem Hardware-Stopptaster erfolgt eine Zwangsprotokol-lierung der Auftragsdaten. Alle des betreffenden Auftrags bis zum Stopper-eignis abgeschnittenen Stangen werden berücksichtigt. Kontrollieren Sie diesen Sachverhalt im Rahmen des Data Loggings in Kapitel 6.6.

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6.6 Data Logging

Lesen Sie in regelmäßigen Abständen die Protokolldaten aus dem Spei-chermodul.



1. Doppelklicken Sie auf .

Verzeichnis der csv-Protokolldateien wird geöffnet. Es ist noch keine Datei mit aktuellem Datums-/Zeitstempel im Dateinamen vorhanden.

2. Doppelklicken Sie auf .

Das Speichermodul wird ausgelesen und gelöscht. Die Protokolldaten werden als csv-Datei in obiges Verzeichnis ge-schrieben. Ist dieses geöffnet, kann direkt kontrolliert werden, ob die csv-Datei angelegt wird (kann einige Sekun-den dauern).

Die csv-Protokolldatei birgt einen Datums-/Zeitstempel im Dateinamen: (2) – DAT-Konfiguration 0 (DAT0) – tt.mm.jjjj hh-mm.csv

3. Öffnen Sie die csv-Protokolldatei.

(Beispiel):

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6.7 Optimieren des Positionierungsprozesses

Die Optimierung erfolgt gemäß Kapitel 4.4 durch Begutachtung der Trend-verläufe v(t) und/oder s(t). Die Optimierung wird an einer Positionierung im Automatikbetrieb durchgeführt. Die Trendverläufe werden getriggert mit dem Betätigen der Starttaste im Automatikbetrieb.

Hinweis Im nachfolgend beschriebenen Fall wurde der Motor ohne zusätzliche Fremdträgheitsmomente betrieben.



1. Öffnen Sie die Variablentabelle „Parame-ters“ und wählen für die Optimierung eine möglichst große Positioniergeschwindigkeit (V_Pos=400.0). Stellen Sie die Geschwin-digkeit in der Statustabelle „Parameters“ ein. Beachten Sie, dass der Parameter „V_Pos“ kleiner/gleich dem Parameter „Velocity_Limit“ ist. Beginnen Sie den Optimierungsprozess mit dem zehnfachen Massenträgheitsmoment (Inertia) des Motors. Dieser Wert (10*0,00052=0,0052kgm2.) wurde bereits im VD1116 hinterlegt.

2. Wechseln Sie zur Variablentabelle „Test“ Aktivieren Sie den Lin_Com_Monitor. Geben Sie in „selected_value“ an, was Sie beobachten wollen (2=v(t), 3=s(t)). Schalten Sie den Lin_Com_Monitor mit „Com_Monitor =1“ ein.

3. Wählen Sie in der „Rezepturverwaltung“ für die zur Optimierung verwendete Drahtspule eine Stahlstablänge von 400mm. Damit ist sichergestellt, dass einerseits die vorgegebene Positioniergeschwindigkeit auch erreicht wird und andererseits der gesamte Positioniervorgang kurz genug ist (< 1,992 s), damit er vom Lin_Com_Monitor noch vollständig aufgezeichnet wird.

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4. Voraussetzung zum Aufzeichnen einer Trendkurve ist, dass der Ausgang „Done“ des „Lin_Com_Monitor“-Bausteines den Status „1“ aufweist (Gilt nicht für ersten Aufzeichnungsvorgang).

5. Gehen Sie in die automatische Produktion

und geben Sie bei „Anzahl der Eisenstan-gen“ 1 ein. Starten Sie anschließend die Produktion mit der Starttaste. Die Positio-nierung beginnt und der Lin_Com_Monitor wird getriggert.

6. Gehen Sie in die Statustabelle „Optimizati-on“ und schalten Sie mit

die Trendansicht ein. Mit

können Sie die Aufzeichnung anhalten, um z. B. einen Screenshot anzufertigen.

7. Wechseln Sie zur Statustabelle „Parame-

ters“ und ändern folgende Parameter: • Inertia: 0.00416 kgm2 • M10.0: „1“ (Wird automatisch zurück-

gesetzt)

Damit der geänderte Parameter „Inertia“ am Baustein „Lin_Init_horizontal“ wirksam wird, muss der Init-Baustein 1x durchlau-fen werden. Dies erreichen Sie mit einer pos. Flanke am Merker M10.0. Sie sparen sich damit einen Neustart des Systems mit erneutem Einfädeln.

Live-Demo


V2.0 16.07.2008 52/54

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8. Zum erneuten Verfahren der Achse gehen Sie wie folgt vor: • Taste „Protokoll“ drücken • „Anzahl der Eisenstangen = 1 eingeben• Taste „Start“ drücken Wie im markierten Rahmen ersichtlich, konnte das Überschwingverhalten optimiert werden.

Wiederholen Sie gegebenenfalls die Schritte 7 und 8 mit jeweils geänderter Massenträgheit (Inertia) und nähern Sie sich iterativ dem Optimum.

9.

Hinweis Je geringer die Massenträgheit (Inertia), desto geringer ist auch deren Einfluss auf die Dynamik des Systems. Somit können die Trendverläufe bei Ihrer Anwendung ggf. von den Bildern in dieser Applikation mehr oder weniger stark abweichen.

Technische Daten


V2.0 16.07.2008 53/54

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7 Technische Daten

LOGO! Power 24V 1,3 Tabelle 7-1

Kriterium Technische Daten Zusätzlicher Hinweis

Versorgungsspannung AC 85 bis 264 V Ausgangsspannung DC 24 V (Einstellbereich DC

22,2 bis 26,4 V)

Ausgangsstrom 1,3A Abmessungen (B x H x T) mm 54 x 90 x 55

SIMATIC S7-200 CPU 224XP Tabelle 7-2


Versorgungsspannung DC 20,4 V bis 28,8 V Stromaufnahme 900 mA Ein/-Ausgänge 14DE/10DA + 2AE Anwenderdaten EPROM 16 KByte Abmessungen (B x H x T) mm 140 x 80 x 62

SINAMICS G110 Tabelle 7-3


Versorgungsspannung 1 AC 200-240V ±10% Eingangsfrequenz 47-63 Hz Ausgangsfrequenz 0-650 Hz Ausgangsleistung 0,25kW Bemessungsausgangsstrom 1,7 A Wirkungsgrad 90-94 % Überlastfähigkeit 150 % Abmessungen (H x B x T) mm 150 X 90 X 116

4-Pol Asynchronmotor Tabelle 7-4


Bemessungsleistung 0,25 kW Bemessungsspannung Δ/Y 230/400 V Bemessungsstrom Δ/Y 1,34/0,77 A Bemessungsfrequenz 50 Hz

Technische Daten


V2.0 16.07.2008 54/54

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Bemessungsdrehzahl 1350 min-1 Trägheitsmoment 0,00052 kg m2 Achshöhe 71 mm Gewicht ca. 5 kg

Näherungsschalter Tabelle 7-5


Anzahl der Leiter 3 Leiter Bauform Kubisch 40 mm x 40 mm Anschluss Stecker M12 Bemessungsschaltabstand sn 25 oder 40 mm umschaltbar Betriebsspannung 10-65 V DC Bemessungsbetriebsstrom Ie 300 mA Anzeigen für Schaltzustand,

Versorgungsspannung

Schutzart IP 65

Touchpanel TP 177micro Tabelle 7-6


Versorgungsspannung DC 24 V 20,4…28,8 V Nennstrom 0,24 A Speicher Flash

256 kByte für Anwender nutzbar

erforderl. Projektierungstool WinCC flexible Micro ab V 2004 SP1 Display STN, 4 Blaustufen

5,7 “ 320 x 240 Pixel (B x H)

Schnittstelle RS485 (max. 0,1875 Mbits/s) Maße (B x H) 212 mm x 156 mm Schutzart (vorne/hinten) IP 65/20

Micro Application Example · Micro Automation Set 1 Beitrags-ID 21063595 V2.0 16.07.2008 6/54 ... 1 ws bl rt sw Stecker des Geberkabels Kontaktseite (nicht Lötseite) 1 2 PROFIBUS-Kabel

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