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High-Speed Boolean Processor FM 352-5
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High-Speed Boolean Processor FM 352-5
Ultra schnelle Verarbeitung 1 µsec Zykluszeit
Entwickelt für Applikationen Mit höchsten Anforderungen
an Verarbeitungsgeschwindigkeit Mit höchsten Anforderungen
an kürzeste Reaktionszeiten Bei denen Jitterfreiheit benötigt wird Bei denen gewöhnliche S7-CPU
zu langsam sind
Einsetzbar in S7-300, ET 200MTypische Applikationen Fertigungsprozesse mit höchstem
Durchsatz Qualitätssicherung Werkzeug-/Maschinenschutz
High-Speed Boolean Processor FM 352-5
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Highlights
Höchste Geschwindigkeit und großer Speicher Kürzeste Reaktionszeit, 1 µs Speicherplatz, ca. 800 Binärverknüpfungen realisierbar Datensicherung auf kostengünstiger Micro Memory Card
für Baugruppentausch ohne PG
Einfache und schnelle Kommunikation 16 Byte Datenschnittstelle (z.B. für Prozesswertvorgaben)
Einfachste Programmierung Durch Verwendung von STEP 7 KOP/FUP Keine neue Programmiersprache erforderlich
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Highlights
Umfangreiche Funktionen UND, ODER, XOR, Schiebe-, Rotieroperationen Zeiten, Zähler, Vergleicher Pulsgenerator, Frequenzmessung, Periodendauermessung Teiler, Schieberegister, FIFO, LIFO Mathematische Funktionen: ADD, SUB, MULT, DIV, ABS Für 16-Bit und 32-Bit Werte
Integrierte Peripherie 12 schnelle Eingänge 8 schnelle Ausgänge Inkrementalgeber 5 V (RS 422), 24 V (HTL) Geber Absolut SSI (Master, Mithören)
Standalone Betrieb möglich Ohne übergeordnete CPU
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Hardware
Hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit dank einesFPGA*-Prozessors
Anpassung an die Applikation durch Programmierung
Onboard Ressourcen zur Umgehung des Flaschenhalses “Systembus” 12 DI/24 V
Eingangsverzögerung einstellbar (0 - 1600 µs)
Standard Eingänge 8 DO/24 V/0.5 A
P-schaltend oder M-schaltend
1 Wegmessgeber anschließbar für positionsabhängige Aktionen Inkrementalgeber 5 V(RS 422)/24 V (HTL) SSI Geber
* field programmable gate array
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Systemintegration
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Programmierung und Systemeinbindung
FM 352-5 Programmierung Unter Verwendung des Standard STEP 7 KOP-, FUP-Editors Unter Verwendung einer Untermenge des S7-300 Befehlssatzes:
Binary logic operations, comparator, timer, counter, move Shift register, pulse width modulator, binary divider Math-Functions: Add, Sub, Mult, Div, Abs
S7-CPUs können zum Testen des Programms benutzt werden Programm wird in einer Micro Memory Card abgespeichert.
Schnittstelle zur Mastersteuerung Schnelle 16 Byte Datenschnittstelle Zu S7-CPU/PROFIBUS Master
(z.B. zum Schreiben/Lesen von Variablen)
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Technische Features
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Zykluszeit 1 µs
Verknüpfungen ca. 800 (bei reiner Bitverküpfung)
Datenschnittstelle 16 Byte Peripherieadressraum (14 Byte Daten, 2 Byte Status)
Digitale Eingänge 9 + 3 (wenn kein 24 V Inkremental-geber verwendet wird)
Digitale Ausgänge 8 DI, 24 V, 0,5 A
Alarme 8 Prozessalarme (OB40),Diagnosealarm (OB82)
Geber 1 Inkrementalgeber 24 V, 5 V oder 1 Absolut/SSI (Master, Mithören)
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Befehlssatz
Logische Operationen Und, Oder, XOR, Schiebe, Rotiere Flip-Flop, Flankenerkennung, Inverter
Zeiten, Zähler, Binärteiler, Vergleicher
Mathematische Funktionen Addieren, Subtrahieren, Dividieren, Multiplizieren, Absolut
Register Schieberegister, FIFO, LIFO
Pulsgenerator
Messfunktionen Periodendauermessung, Frequenzmessung
Formatumwandlung Bit – Wort - Doppelwort
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Applikationen
Anwendungen mit hoher Reaktionsgeschwindigkeit Z.B. bei der Automatisierung von Maschinen mit hohen Taktraten
(Zigarettenfertigung, Verpackungsindustrie, usw.)
Anwendungen mit höchster Jitterfreiheit
Anwendungen, die mit einer Standard-SPS aus Performance- Gründen nicht mehr zu realisieren sind.
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Applikationsbeispiel Geschwindigkeitsmessung
Aufgabenstellung Über zwei Lichtschranken soll die Geschwindigkeit von Fahrzeugen bis
300 km/h ermittelt werden Genauigkeit < 0.1 % (< 5 µsec)
Lichttaster1Lichttaster 2
0.5 m
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Lösung der Applikation Geschwindigkeitsmessung
Realisierung der Geschwindigkeitsmessung Erzeugung einer internen Grundfrequenz von 500 KHz Mit Erkennung des Lichttasters 1 wird ein Zähler mit der erzeugten
Grundfrequenz getriggert Mit Erkennung des Lichttasters 2 wird der Zähler wieder gestoppt Der Zählwert kann von der CPU gelesen werden und in die
Geschwindigkeit umgerechnet werden
Lichttaster1Lichttaster 2
0.5 m
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ApplikationsbeispielTeile härten
Längenmessung der Teile (gut/schlecht 0.1mm) Kantenerfassung und Start des Härte-
programmes nach erreichen der Offsetposition
Positionsabhängige Vorgabe der Mikrowellenfrequenz (10–50 KHz)
Aufgabenstellung
Position
Freq. Härteprofil
GeberBandlauf60m/min
Mikrowelle
Lichttaster
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Lösung der ApplikationTeile härten
1. Längenmessung der Teile (gut/schlecht 0.1mm) Erfassen des Start- und Endwertes der Teile Berechnung der Differenz Länge
2. Kantenerfassung und Start des Härteprogramms nach Erreichen der Offsetposition
Erfassen des Startwertes der Teile Vergleich auf „Istwert > Kantenposition + Offsetposition“
3. Positionsabhängige Vorgabe der Mikrowellenfrequenz Vergleich der Schaltpositionen Direkte Ausgabe der Frequenzen über die integralen Funktion
„PULSGENERATOR“
Position
Freq.
Härteprofil
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Arbeitsweise der FM 352-5
Herzstück der FM 352-5 ist ein FPGA (Field Programmable Gate Array)
FPGA
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Was ist ein FPGA?
Logikzellen
& &
<1
&
Eingänge
Ausgänge
<1
<1
Ein FPGA (Field Programmable Gate Array) besteht im wesentlichen aus einer Anzahl von Eingängen, Ausgängen und Slices (Logikzellen)
Diesen Logikzellen kann durch Programmierung eine Funktion (UND, ODER, S/R, etc.) zugeordnet werden
Durch Verschaltung dieser Logikzellen,Funktionen können dann komplexe Funktionalitäten realisiert werden
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Was ist ein FPGA?
& &
<1
&
Eingänge
Ausgänge
Logikzellen
<1
<1
Letztendlich liegt das Programm als Hardwarestruktur in Form von verschalteten Logikzellen auf dem FPGA
Durch diese Hardwarestruktur werden alle Programmteile parallel abgearbeitet.
Dadurch sind sehr schnelle und konstante Reaktionszeiten erreichbar
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Vergleich FPGA mit SPS Programmbearbeitung
& &
<1
&
Eingänge
Ausgänge
<1
<1
1 µs
FPGAparallele Bearbeitung sequenzielle Bearbeitung
Netzwerk 1
Netzwerk 2
SPS
1 ms
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Konfigurationsmöglichkeiten
PROFIBUS DP V0
P-Bus
(CPU314 und höher) (IM153-1 und höher)
Zentral mitS7-300 CPU
Stand-alone
Dezentral über IM 153 als Normslave an beliebigen PROFIBUS-Master
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Programm-Entwicklungs-Konfiguration
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Konfigurationssoftware
Parametrierung der BaugruppeAufruf des Programmeditors Das FM-Programm wird in
einem Funktionsbausteinabgelegt
Liefert Rahmen für FM 352-5Programme Zur einfachen und
sicheren Programm-entwicklung
Liefert Schnittstellen-FB zum einfachen und sicheren Datenaustausch mit Master-CPUGeneriert ZielcodeWird in STEP 7 integriertLiefert einfachen Fahrplan für die Programmentwicklung
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Erzeugen und Testen von Programmen
Verwendung von Standard STEP 7 für Programmerstellung
STEP 7 Editor (KOP, FUP)zum Editieren des FM 352-5Programms
Umfassender Befehlssatz And, Or, S/R, Timer, Counter,
Compare, XOr, Move, Divider, PWM, Shift Register, Add, Sub, Mult, Div, Abs
Datentypen:BIT, INT, DINT
STEP 7 Online Funktionen zum Vortesten des Programms durch Simulation
Alle “STEP 7 CPUs” als Simulations-Equipment verwendbar (S7-300, S7-400, WinAC)
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Parametrieren und Daten speichern
Parametrierung Einfaches Einstellen des
Baugruppenverhaltens durch die in der HW-Konfiguration integrierten Projektierungs-software
Download der FM-Daten durch „Indirektes Laden“ auf Micro
Memory Card über die S7-CPU(MPI, DP)
oder „Direktes Laden“ auf Micro Memory Card (mit PG)
FMProgramm
MMC (>= 128 KB, < 4 MB)
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Migration der S5-IP265 –Unterschiede FM 352-5
FM 352-5 ist mehr als fünf mal so schnell
Bietet zusätzlich 4DI mehr
Programmcode kann mehr als fünf mal so umfangreich sein
Keine Laufzeitunterschiede durch „Multiphase Clocking“
Auch SSI-Geber anschließbar
Bietet ein breiteres Interface zur Master-CPU (16 Byte DI/DO)
Simulation über reale S7-CPU oder S7-PLCSIM möglich
Kann im „Standalone Betrieb“ eingesetzt werden
80 mm breit
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Bestellinformationen
Produktkomponenten FM 352-5, Zubehör: Baugruppe:
Ausgänge m-schaltend 6ES7352-5AH00-0AE0 Ausgänge p-schaltend 6ES7352-5AH10-0AE0
Projektierpaket mit Handbuch und SoftwareIm Lieferumfang der Baugruppe enthalten
Micro Memory Card (immer erforderlich) Ab 128 KB z.B. 6ES7953-8LG00-0AA0
Frontstecker 40-polig z.B. 6ES7392-1AM00-0AA0
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