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上海晉營自動化科技有限公司
:喬 靜
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SIMOTION IT:用于輕松訪問控制數據和機器數據的三種技術
SIMOTION IT:通過 Internet 實現服務和診斷
通過采用標準 IT 協議(如 HTTP),SIMOTION 控制器可以使用集成的以太網或 PROFINET 接口與其他設備進行通信。借助 SIMOTION IT 中集成的網絡功能,機器制造商和用戶無需使用額外的工程工具即可輕松對生產機器進行調試、診斷和維修。
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SIMOTION IT提供了三種不同技術:
SIMOTION IT DIAG 和 SIMOTION IT OPC XML-DA 均在 SIMOTION 控制器上建立一個通信服務器。通過工業以太網/PROFINET,客戶端 PC 可訪問 SIMOTION 控制器中的數據,以便實現診斷或維修目的或者進行可視化。電 話:(同號)
SIMOTION IT 虛擬機在 SIMOTION 控制器上建立一個 Java 運行環境。這意味著可以在 SIMOTION 控制器中執行 Java 應用程序。因此,您可以開發自定義程序,以執行調試、維修和預防性維護。
SIMOTION IT 許可
對于 V4.2 和更高版本的 SIMOTION Kernel,僅需要購買一個許可證來支持 SIMOTION IT 虛擬機。在此情況下,SIMOTION IT 功能 IT DIAG 和 OPC XML-DA 都包含在 SIMOTION 控制器的標準固件中,因此不需要使用許可證。
注:
對于版本早于 V4.2 的 SIMOTION Kernel 版本,仍需要購買 SIMOTION IT 功能 DIAG 和 OPC XML-DA 的許可證。必須根據相關軟件選件來獲得許可證。對于 SIMOTION Kernel V4.2 或更低版本,SIMOTION IT 虛擬機許可證可繼續充當 SIMOTION IT DIAG、OPC XML-DA 和虛擬機的組合許可證。
SIMOTION IT DIAG (web server)
SIMOTION控制器帶有一個集成于其運行系統內的網絡服務器。使用 SIMOTION IT DIAG 執行各種應用時,SIMOTION 控制器中存儲的一系列預定義網頁,提供了以下信息和功能:
- 設備信息
有關設備的固件版本、硬件組件和工藝對象的詳細信息 - 診斷
有關設備資源的信息,例如:CPU 負載、內存使用率、任務持續時間和運行狀態、診斷緩沖區、擴展診斷緩沖區和工藝對象報警、軸概覽、監控表和運行狀態跟蹤
SIMOTION D 的診斷頁面還顯示集成 SINAMICS 驅動系統的驅動報警、驅動診斷緩沖和參數。 - 運行狀態跟蹤
單擊鼠標即可將記錄的數據加載到 PC。用于的 Web 跟蹤查看器 (Web Trace Viewer) 提供了用于評估所記錄數據的廣泛選項:圖形顯示,具有縮放和兩用測量光標。
SIMOTION D 以直接下載的形式來提供 Web 跟蹤查看器。Web 跟蹤查看器與 Windows XP 和 Windows 7 32/64 位 Professional 或 Ultimate 兼容。 - 系統跟蹤
同 SCOUT 一樣,可對系統中的不同控制器啟動分布式跟蹤。 - 訪問設備文件系統
可使用 Internet 瀏覽器存儲和訪問 SIMOTION 控制器文件系統中特定目錄中任意數量的文件。因此,可以將文檔和維修說明直接存儲在控制器中。 - 項目更新和固件更新
可使用專門的網頁來更新 SIMOTION 項目以及 SIMOTION 控制器的固件。 - 訪問保護
SIMOTION IT 具備豐富的安全功能,例如,安全等級、用戶管理和訪問保護等。可單獨采用所有協議 (HTTP/HTTPS/FTP/net)。 - 特定用戶的網頁
用戶可創建自定義網頁并將其保存在 SIMOTION 控制器中。“Server side includes”用于訪問這些網頁中的 SIMOTION 變量。這是一個的 HTML 語法擴展,用于將所選變量的值插入到網頁中。 針對過程優化的能源利用
節能型現代化系統所消耗的能源通常僅相當于液壓機在相關階段所需的能量。在“空閑時間”內,將會取得zui大節能效果:伺服傳動泵幾乎處于靜止狀態,僅消耗極低的能量,而常規解決方案中的泵需要以較低輸出 (15 - 20 %) 繼續運轉。
我們的解決方案可滿足液壓應用的具體要求。同時,該產品線還包括額定功率為 10、20、30 和 60 kW 的交鑰匙系統。安裝連好線并接通電源 – 就這樣簡單!使用方便,價格合理。伺服泵的一個吸引人的輔助效果是,它可顯著降低噪音。
基于標準組件實現靈活性
該伺服泵解決方案包含以下標準組件:
- SINAMICS S120
- SIMOTICS Servomotoren
- SD 卡,含“DCC”控制軟件
借助于這些組件,可在zui細微之處滿足液壓應用的具體要求。我們的產品線中包含預組態的“交鑰匙”解決方案,交付后可隨時連接使用,適合 10、20、30 和 60 kW 額定功率。
伺服泵示意圖
可以對 SIMOTION 變量進行讀寫訪問。Java 腳本或程序和 AJAX 可用于執行 web 頁面中的當前運行和顯示功能,使用 Internet 瀏覽器可在客戶 PC 上執行該 web 頁面。該功能受到現在 Java 腳本庫支持。
SIMOTION IT DIAG 的標準頁面與 SIMATIC 控制器頁面采用相同的設計。維修概覽和監控表可同時在單獨的窗口中打開。
可使用當前所有的 Web 技術工具 (HTML4/HTML5) 來創建用戶頁面。
SIMOTION IT OPC XML-DA
SIMOTION 控制器在運行系統中集成了一個 OPC XML-DA 服務器。OPC XML-DA 是 OPC 基金會定義的接口,它基于標準的 IT 協議 HTTP。客戶端發出的數據請求以 XML 格式編碼,然后通過 HTTP 協議傳送給 SIMOTION。這些數據由集成的 OPC XML DA 服務器加以分析,然后按照相同路徑將應答傳送給客戶端。
因此,在不限操作系統的任何客戶端系統上,可以采用不同的編程語言(C#、Visual Basic、Java、JavaScript)創建 HMI 應用程序。
該應用程序使用 SIMOTION 變量的符號名稱,因此與 SIMOTION SCOUT 數據庫僅存在松散的符號相關性。無需進行符號導出,類似于在 SIMATIC NET OPC DA 服務器上執行的基于 Windows 的流程。這可確保客戶端應用程序版本和 SIMOTION 項目版本不會出現*性問題。
OPC XML-DA 服務器提供下列功能,以訪問 SIMOTION 控制器的數據:
- 對 SIMOTION 變量進行讀寫訪問
- 訪問診斷緩沖區、擴展的診斷緩沖區和工藝報警對象
- 通過 SIMOTION 變量實現的符號瀏覽功能
- 使用“訂閱”功能智能化輪詢變量
- 必要時可以設置訪問保護(采用密碼)。
SIMOTION IT OPC XML DA 直接集成在 SIMOTION Kernel 中。功能的響應方式符合 OPC 基金會“OPC XML-DA 規范版本 1.01”的規定。
注:
SIMOTION 提供了兩種通過 OPC 實現的不同訪問方法。一種是上文介紹的通過 OPC XML-DA 訪問,一種是通過 OPC DA 進行訪問。OPC DA 要求客戶端 PC 上裝有 SIMATIC NET 軟件包,詳細信息,請參見“OPC 服務器”部分。
關于 OPC 的詳細信息,請訪問:
http://www.opcfoundation。。org.
SIMOTION IT 虛擬機
SIMOTION 控制器的運行系統中集成了 Java 運行環境(虛擬機)。此功能的使用將通過“SIMOTION IT DIAG”許可證進行許可。
在安裝 SIMOTION IT 虛擬機的 SIMOTION 控制器上,可以執行 Java 應用程序。可使用戶能夠自行開發用于調試、服務及預防性維護的程序和方案。
這些程序可以采用目前市場上提供的標準開發工具創建,例如:Eclipse 或 NetBeans。創建完畢后,便可以將其通過在線方式下載到 SIMOTION 控制器中。與 SIMOTION SCOUT 沒有任何關系。
SIMOTION 控制器上的所有 Java 應用程序都在非同步任務中運行,而不是在實時任務中運行。
Java 環境通過特殊的系統函數向 SIMOTION 運行系統提供了一個接口 (API)。可用的功能如下:
- 對 SIMOTION 變量進行讀寫訪問
- 對非易失性存儲器 (NVRAM) 進行讀寫訪問
- 使用系統功能(工藝對象的功能)
- 使用設備中的標準 Java 類別(文件訪問、網絡功能、字符串功能等)
- 創建小服務程序 - 小服務程序適用于執行控制器與特定 Web 應用程序之間的用戶特定交互。
- 概述
SIMOTION SCOUT:自動化任務的統一視圖
SIMOTION SCOUT – 用于運動控制應用的全套工程配置系統
SIMOTION 運動控制系統提供了豐富的預編程功能,您可在此基礎上分配參數以及進行二次開發,從而實現自定義功能。
為了自動化任務的有效實施,您需要一個支持所有必要工程配置步驟且便于使用的工具:SIMOTION SCOUT
SCOUT 是機械工程設計領域的通用自動化環境。它可以對 PLC 和運動控制功能要求*的復雜生產機器進行工程設計。
SCOUT 集成在 STEP 7 中,其變種 SCOUT TIA 集成在 TIA 博途中,因此,也被集成在 SIMATIC 環境中,以確保全集成自動化(TIA)的功能完整性。
SCOUT 具有
- 集成的面向功能的自動化任務視圖,同時
- 使用起來也非常方便。
支持的 SIMOTION 應用范圍從簡單的參數可調的速度控制式單軸應用到復雜的機械耦合式可編程多軸機器應用。
因此,SCOUT 根據具體的任務顯示不同的視圖,并且可通過附加工具進行擴展(例如,用于創建凸輪圖形的工具)。
SIMOTION SCOUT – 用于工程設計、測試和診斷的工具
SCOUT 支持運動控制應用構建過程中的所有必要步驟:配置、參數設置、編程、測試和診斷。
在調試和維護時,集成的測試與診斷功能十分有用。
SCOUT 的圖形菜單系統支持用戶執行多項重要任務,例如:
- 創建硬件和網絡配置
- 創建、配置和設置工藝對象的參數,例如軸、測量輸入、凸輪輸出、凸輪軌跡和凸輪。
SIMOTION SCOUT – 支持文本式和可視化編程
在 SCOUT 中,可使用以下編程語言編寫 SIMOTION 應用:
- 結構化文本(符合 IEC 61131)
- LAD(梯形圖)和 FBD(功能塊圖)
- MCC(運動控制圖):可視化“流程圖語言”,可輕松描述和編程生產機器的運動順序
- DCC(驅動控制圖): 開環和閉環控制功能的圖形化組態(SCOUT TIA 沒有該功能)
CamTool 可選包(凸輪編輯器)
CamTool 可選包可擴展 SCOUT 的功能,它具有一個創建和優化凸輪的強大圖形化工具。SCOUT 中標配有一個創建凸輪的簡易編輯器。
CamTool 選件包*集成在 SCOUT 用戶界面中。
驅動控制圖 (DCC) 可選包
借助驅動控制圖 (DCC),可輕松通過圖形化方式配置基于驅動系統的開環和閉環控制功能。 可通過拖放操作從一個標準函數塊庫中選擇多實例函數塊,以圖形方式進行連接,并進行參數化。 SCOUT 可以清晰地顯示其控制結構(SCOUT TIA 沒有該功能)
機器要求
起絨布折疊機或交叉折疊機布置在梳棉機和針織機之間的無紡布紡織機中。在應用中,每個單位面積內從梳理機出來的纖維織網很少具有每個單位面積的必要物料。因此,交叉折疊機在網層之間鋪設的層數應符合特定應用的要求。
要解決的任務是實現單位面積上重量恒定的同時,對恒速輸入的網進行間歇地堆疊。將材料傳輸到供料輸送帶和覆蓋輸送帶之間的實際鋪設位置。兩個拖板在垂直于機軸的輸送帶上以之字形將網堆成層。
較低的一個拖板的運動決定了產品的寬度,較高的一個拖板起一個材料緩沖器的作用,以補償供料輸送帶與堆層拖板間的速度差。
兩個拖板間的運動關系也受到過程參數的影響,如網延長到邊上,也稱為仿形切削。使用不帶附加傳動裝置的伺服電機執行高動態反向運動。
材料橫街部分要求的層數和羊毛強度(按每平方米每克計算)由輸入和輸出間的速率決定。
該機器滿足以下自動化要求:
- 系統響應更高
精確的網邊緣的回轉運動 - 滿足不同材料
對橫向進給曲線靈活性的要求 - 纖維網的
高速無氣流分層
羊毛折疊機的原理
下述的SIMOTION自動化方案具有以下優點:
- 因為采用實時凸輪計算所以節省內存空間
- 靈活的參數調整使得安裝更加快捷和方便
- 用于集成軟件參數過程的可擴展開放式軟件菜單
- 產品改變時,靈活性高,重設時間短
- 配方存儲器使其可以進行大批量地重復生產
- 基于圖形的編程使其具有高度友好的用戶環境
- 因綜合診斷工具和通過SIMOTION SCOUT的對話控制而獲得的透明度
- 使用 SIMOTION 和 SIMATIC S7 可編程邏輯控制器可以輕松地對工藝中涉及的所有機器(例如梳棉機和針織機)進行自動化并將它們網絡連接成一條生產線。
- 與該過程相關的機器數據可在SIMATIC 面板 MP 277 上通過WinCC/ProTool/Pro應用程序的獲取,并能通過OPC接口(工業以太網)提供操作數據管理系統。
自動化解決方案
SINAMICS S120 與 1FK7 高動態伺服電機組合用作驅動系統。SIMOTION 作為開環和閉環控制系統,允許*在在一個單一的系統中執行運動控制、PLC 和技術任務。
即使在使用大量工藝數據的情況下,這也可以實現較短的循環時間。
使用 SCOUT 工程系統(使用凸輪)對單獨循環內的復雜運動順序進行編程。SCOUT 支持圖形編程(運動控制圖表)以及更熟悉的 PLC 功能,如梯形圖邏輯、功能塊圖或高級語言(結構化文本)。
該自動化解決方案的特點:
- 敷設小車的橫向曲線形態的計算和實時調整
- 通過 PROFIBUS 將數據傳輸至驅動器
- 換算跟蹤誤差偏置或在推斷出整個輪廓并在相關的鋪設臺車路線中應用
- 面板可用于可視化和操作,通過觸摸屏或鍵盤操作,可以通過 PROFIBUS 連接到自動化系統
- SIMOTION 和數據采集系統通過 OPC 服務器通訊,憑借瀏覽器質量保證基于 Windows 的系統的數據交換。
使用 SIMOTION D 和 SINAMICS S120 的自動化解決方案示例
下面所描述的 SIMOTION 的自動解決方案具有以下優勢
- 為了實現更加快速的復位時間,可以使用用于開口運動的高分辨率 SIMOTION 凸能替代機械凸輪。
- 集成在 SIMOTION 中的技術功能,特別是電子凸輪,可以輕松、安全地執行過程所需的運動控制。此外,必要時,它們還允許輕松、靈活地修改運動軌跡。
- 可變用戶接口可以根據執行系統快速修改過程參數。可以隨時復制這些數據并按照過程技術進行分配。批次更改不再需要進行手動調節。
- 用于調試、組態和診斷的工具集成在統一的可升級 SCOUT 工程系統中,可減少維修和組態時間。
紡織機的操作原理
設計
自動化解決方案
通過機型,按編織機的技術要求,應用具有靈活性的自動化結構。
具有如下性能特征:
- 操作員控制/可視化/診斷/模式
- 過程控制系統,
- 運動控制和
- 驅動器相關控制
符合過程工程要求。
該方案模型取決于過程數據的預先處理和運動控制過程的實施。
通過SIMOTION C/D/P 實現機床控制:
- 設定點輸入
- 送經和織物卷取控制
- 引緯控制
- 機器監控
- 綜絲控制
操作員控制和監視 (HMI)
基于運行時和組態軟件 SIMATIC WinCC flexible 使用觸摸面板(例如 SIMATIC TP 177B)或多功能面板(例如 SIMATIC MP 277B):
- 過程數據控制,如:
- 速度規格
- 緯線密度預設
- 技術值預設
- 模式管理
- 診斷/遠程診斷
驅動器
通過總線耦合的 SINAMICS S120 動態驅動系統和 1FT7/1FK7 電機實現集成的自動化和驅動結構。
該自動化解決方案的特點:
- 在卷繞和展開過程中的恒定的線拉緊控制、線的正確供應以及在進入緯線時的準確定位都緊密地與過程控制結合在一起,并通過機器周期進行同步處理。SIMOTION D445-1 必須用于此目的。
- 從安裝在主軸上的編碼器獲取實際值的主站,將合適的設定值信號輸出至驅動器和控制系統的從站。
- 通過OPC接口(以太網)的耦合,確保了操作數據的管理和與一模式系統(CAD系統)的接合。