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西門子6AG4112-2DA10-2AA0 西門子6AG4112-2DA10-2AA0
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工控產(chǎn)品的更新?lián)Q代是必然的，尤其近幾年隨著信息技術(shù)和電子產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,，工控業(yè)的發(fā)展變化可以用日新月異來(lái)形容,；作為一名工控行業(yè)的工程師，面臨這么快的發(fā)展和產(chǎn)品升級(jí)速度,，壓力也增大很多,，我們公司周期長(zhǎng)的基建項(xiàng)目，可能等做下一個(gè)項(xiàng)目時(shí)用到的產(chǎn)品已經(jīng)升級(jí)了,。
記得2000年前后,，我們選型、設(shè)計(jì),、調(diào)試用的工控產(chǎn)品,，可以連續(xù)幾年不用重新選型,，現(xiàn)在就不同了，工作中會(huì)頻繁遇到選用新產(chǎn)品,、新型號(hào)的事,，大大增加了我們*次使用新產(chǎn)品的經(jīng)歷。
2014年*次在項(xiàng)目中使用6RA80的經(jīng)歷頗多,，也是我近些年眾多*次用新產(chǎn)品中印象深刻的一次,，從集團(tuán)和公司層面來(lái)說(shuō)，國(guó)外項(xiàng)目是不容許出任何問(wèn)題的,，另外,，*次選用西門子新的6RA80直流調(diào)速器在等離子行業(yè)中的應(yīng)用，本身也存在一定的風(fēng)險(xiǎn),，當(dāng)時(shí)感到壓力很大,。
首先調(diào)試的是S7200和6RA80的自由口通訊，大家會(huì)說(shuō)6RA80了還用USS,，豈不是白白浪費(fèi)了高性能的PROFINET和PROFIBUS功能,！確實(shí)如此，200PLC和6RA80的通訊只能用USS,，200CPU程序中未使用現(xiàn)成的USS庫(kù)指令,，我想通過(guò)自由口發(fā)送和接收USS報(bào)文，達(dá)到USS通訊的目的,，使用發(fā)送和接收指令,，可以自己組態(tài)PZD，PKW的數(shù)據(jù)內(nèi)容和通訊字長(zhǎng),，另外,，選用S7 200/S7 400還是選用DCS直接通訊，方案設(shè)計(jì)還要經(jīng)過(guò)業(yè)主和設(shè)計(jì)院同意,，其中不乏業(yè)主等原因,。
利用200PLC的XMT、RCV指令編寫(xiě)通訊程序,，按照USS報(bào)文格式組織發(fā)給6RA80的報(bào)文,、做BCC效驗(yàn)，CPU處理接收的報(bào)文,、做BCC效驗(yàn),，這部分工作還算順利。接下來(lái)設(shè)置6RA80的通訊參數(shù),、接線,、進(jìn)行通訊調(diào)試時(shí)，整整調(diào)試了兩天都沒(méi)正常，其間電話咨詢技術(shù)支持的工程師,，把我的問(wèn)題和現(xiàn)場(chǎng)接線情況,、參數(shù)設(shè)置情況、PLC收發(fā)報(bào)文的格式等和工程師一一做了詳盡的交流,，在此對(duì)技術(shù)工程師再次表示感謝,！
在下載了《SINAMICS_DCM_communicate_with_S7_200_by_USS》手冊(cè)，詳細(xì)地看了幾遍,，接線,、設(shè)置6RA80通訊參數(shù)、200PLC通訊程序都和手冊(cè)*,，為啥就是無(wú)法正常通訊呢,？接下來(lái)就是在現(xiàn)場(chǎng)折騰、接線無(wú)非就兩根,，顛倒一下非常容易,；接下來(lái)頻繁修改6RA80與通訊相關(guān)的參數(shù)，按手冊(cè)的要求設(shè)置不好使,，如下圖：
幾經(jīng)折騰,，終于找到問(wèn)題,，是參數(shù)P8839的原因：該參數(shù)出廠默認(rèn)根據(jù)CBE20通訊卡自動(dòng)選擇通訊接口1F1/1F2：如果沒(méi)有插入該通訊板,，則內(nèi)部通訊接口 (PROFIBUS/USS) 通過(guò) IF1 通訊；如果插入了 CBE20,，則通過(guò) IF1 進(jìn)行 PROFINET CBE20 通訊,，通過(guò) IF2 進(jìn)行 PROFIBUS/USS 通訊，原因是我調(diào)速器上配置了CBE20,，錯(cuò)誤的認(rèn)為使用IF1接口與USS之間進(jìn)行通訊,，其實(shí)是使用的1F2接口。
這個(gè)故事說(shuō)明了我自身存在的幾個(gè)問(wèn)題：
一是面對(duì)新產(chǎn)品,、自己*次使用時(shí)擔(dān)心出現(xiàn)其他問(wèn)題,，不敢大膽嘗試，過(guò)于受手冊(cè)約束,；
二是新產(chǎn)品的手冊(cè)和調(diào)試說(shuō)明,，尤其是中文版的資料，也是在逐步完善中,，有些特殊功能可能描寫(xiě)的不是特別詳盡,，這時(shí)候需要我們自己反復(fù)查找產(chǎn)品手冊(cè)，必要時(shí)下載英文版的手冊(cè)作對(duì)照,；
三是需要拓寬思路,，在明確手冊(cè)上描述的功能的基礎(chǔ)上多做試驗(yàn)。
1.1 基本概念
插補(bǔ)的概念源于數(shù)控機(jī)床。在數(shù)控機(jī)床中,，刀具不能嚴(yán)格地按照要求加工的曲線(直線)運(yùn)動(dòng),，只能用折線軌跡逼近所要加工的曲線。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)依照一定方法確定刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的過(guò)程,，叫做插補(bǔ),。也可以說(shuō)，已知曲線上的某些數(shù)據(jù),，按照某種算法計(jì)算已知點(diǎn)之間的中間點(diǎn)的方法,，或者稱為“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”。插補(bǔ)的動(dòng)作過(guò)程：在每個(gè)插補(bǔ)周期（極短時(shí)間,，一般為毫秒級(jí)）內(nèi),，根據(jù)指令、進(jìn)給速度計(jì)算出一個(gè)微小直線段的數(shù)據(jù),，刀具沿著微小直線段運(yùn)動(dòng),，經(jīng)過(guò)若干個(gè)插補(bǔ)周期后，刀具從起點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn),，完成輪廓的加工,。
路徑運(yùn)動(dòng)初來(lái)自于機(jī)器人和CNC領(lǐng)域，用機(jī)器人編程語(yǔ)言或G-Code編程,。它是指在多維空間中,，通過(guò)一組軸的協(xié)作動(dòng)作，各軸之間無(wú)主從之分,，它們按照設(shè)定的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性,，實(shí)現(xiàn)路徑對(duì)象從起點(diǎn)到終點(diǎn)的的路徑軌跡運(yùn)動(dòng)。
路徑插補(bǔ)產(chǎn)生路徑的運(yùn)行軌跡,，計(jì)算插補(bǔ)周期內(nèi)的路徑插補(bǔ)點(diǎn),，并通過(guò)機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換獲得對(duì)應(yīng)插補(bǔ)周期內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)的各路徑軸設(shè)定值。
隸屬于機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的單獨(dú)軸在S7 technology中被為路徑軸,，路徑軸通過(guò)路徑對(duì)象執(zhí)行路徑運(yùn)動(dòng),。參考圖1 路徑軸與路徑對(duì)象。
圖1 路徑軸與路徑對(duì)象
1.2 S7-Technology 路徑功能特點(diǎn)
S7-Technology 路徑插補(bǔ)功能概述：
> 從S7-Technology V4.2開(kāi)始
> 允許進(jìn)行3軸插補(bǔ)操作
> 路徑插補(bǔ)可以通過(guò)直線,、圓弧,、多項(xiàng)式表示實(shí)現(xiàn)
> Move Path命令可以組成連續(xù)運(yùn)動(dòng)
> 支持多種機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
> 可以與外部位置值同步，實(shí)現(xiàn)傳送帶跟蹤功能
S7-Technology 路徑插補(bǔ)的技術(shù)特點(diǎn)：
> 所有的路徑軸都相互同步移動(dòng)
> 所有的路徑軸都同時(shí)到達(dá)目標(biāo)位置
> 路徑軌跡的移動(dòng),，將會(huì)始終是以一個(gè)固定的合成速度進(jìn)行 (如果動(dòng)態(tài)
特性限制沒(méi)有被超越)
> 低速度性能的軸,，決定了整個(gè)軌跡的高動(dòng)態(tài)特性
路徑差補(bǔ)可以執(zhí)行多3軸之間的2D或者3D的線性、圓弧或者多項(xiàng)式插補(bǔ),，路徑差補(bǔ)工藝對(duì)象(TO) ,，適用于機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)控制范疇,，一個(gè)共同的系統(tǒng)中，可以存在多個(gè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)控制結(jié)構(gòu),。同步于路徑軸的“同步軸”,，仍然可以實(shí)現(xiàn)同步控制，例如,，旋轉(zhuǎn),，凸輪開(kāi)關(guān)，測(cè)量功能,。通過(guò)圖形化編輯器,，可以簡(jiǎn)便地設(shè)置機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)控制系統(tǒng)的參數(shù)；通過(guò)動(dòng)態(tài)特性輪廓窗口,，可以輕松定義路徑的動(dòng)態(tài)特性,；通過(guò)軌跡點(diǎn)表格，可以輕松定義路徑差補(bǔ),，計(jì)劃目的地路徑,。另外還可以定義保護(hù)防撞區(qū)域和實(shí)現(xiàn)傳送帶位置的精確跟蹤。
1.3 機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的選擇
T-CPU 所實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)學(xué),，等同于人們過(guò)去所熟悉機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué),。可以將它們分為如下兩種不同的類型,。參考圖2 在 T-CPU 中集成的機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué),。
圖2 在 T-CPU 中集成的機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)
不同的機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)TCP (Tool Center Point，工具中心點(diǎn)或機(jī)械運(yùn)動(dòng)端點(diǎn))相同的路徑運(yùn)動(dòng)功能,。盡管在某些情況下,，不同的機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)相同的路徑運(yùn)動(dòng),，但是,，如果機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)選擇不合理，將有可能無(wú)法完成的路徑功能,。所以,，必須根據(jù)實(shí)際的工藝需求選擇合適的機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，并在工廠布局中考慮該機(jī)構(gòu)的的合理安裝位置,。參考圖3 不同機(jī)械系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化,。
圖3 不同機(jī)械系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化
2 路徑插補(bǔ)的實(shí)現(xiàn)方法
2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型簡(jiǎn)介
常用的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型請(qǐng)參考圖 4 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。
圖 4 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
下面介紹一些常用的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,。直角坐標(biāo)機(jī)器人 (英文名：Cartesian coordinate robot),，大型的直角坐標(biāo)機(jī)器人也稱桁架機(jī)器人或龍門式機(jī)器人，由多個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度建成空間直角關(guān)系的,、多用途的操作機(jī)器,。工作的行為方式主要是通過(guò)完成沿著X,、Y、Z軸上的線性運(yùn)動(dòng),。因末端操作工具的不同,，直角坐標(biāo)機(jī)器人可以非常方便的用作各種自動(dòng)化設(shè)備，完成如焊接,、搬運(yùn),、上下料、包裝,、碼垛,、拆垛,、檢測(cè),、探傷、分類,、裝配,、貼標(biāo),、噴碼、打碼,、（軟仿型）噴涂等一系列工作,。參考圖5 直角坐標(biāo)機(jī)器人。
圖5 直角坐標(biāo)機(jī)器人
SCARA 機(jī)器人（Selective Compliance Assembly Robot Arm）是一種圓柱坐標(biāo)型的特殊工業(yè)機(jī)器人,。有3個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié),，其軸線相互平行，在平面內(nèi)進(jìn)行定位,，另一個(gè)關(guān)節(jié)是移動(dòng)關(guān)節(jié),，用于完成機(jī)械末端在垂直平面的運(yùn)動(dòng)。SCARA機(jī)器人在x,y方向上具有良好的順從性,、靈活性,，而在Z軸方向具有良好的剛度，此特性特別適合于裝配工作,。SCARA機(jī)器人廣泛應(yīng)用于塑料工業(yè),、汽車工業(yè)、電子產(chǎn)品工業(yè),、藥品工業(yè)和食品工業(yè)等領(lǐng)域,。它的主要職能是搬取零件和裝配工作。 參考圖6 SCARA 機(jī)器人,。
圖6 SCARA 機(jī)器人
鉸鏈型機(jī)械臂：有很高的自由度,，可以多至5~6軸，適合于幾乎任何軌跡或角度的工作,，可以自由編程,，完成全自動(dòng)化的工作, 提高生產(chǎn)效率,；可以代替很多不適合人力完成、有害身體健康的復(fù)雜工作,，比如,，汽車外殼點(diǎn)焊。參考圖 7 鉸鏈型機(jī)械臂,。
圖7鉸鏈型機(jī)械臂
Delta 3D機(jī)器人：外形酷似一只蜘蛛,，這種*的幾何結(jié)構(gòu)賦予了它們質(zhì)量輕，強(qiáng)度大,，輕便靈活,，節(jié)省空間，高速,，敏捷,；適用于高速分揀。參考圖8 Delta 3D機(jī)器人,。
圖8 Delta 3D機(jī)器人
這是前幾個(gè)月的事了,，一天，我們的技術(shù)接到一個(gè)用戶的電話,，一臺(tái)西門子MM430變頻器有故障,，故障內(nèi)容是變頻器的模擬量輸出沒(méi)有。下圖是西門子變頻器模擬量輸出的接線端子圖,。
到了現(xiàn)場(chǎng)后看到西門子變頻器 12端 13端 連接的是用戶的模擬量表,，斷開(kāi)12端和13端的導(dǎo)線，單獨(dú)測(cè)量端子12和端子13之間的阻值是1歐姆左右,。馬上告知客戶您的12端和13端的模擬量負(fù)載短路了,。仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題。下圖是用戶接在變頻器12端和13端的表,。
它實(shí)際是一塊滿度電流20毫安的純電流表只是把刻度改成了hz,，而且是8塊這種表串接放在不同的地方，它們的總電阻加起來(lái)也就是1歐姆左右,，直接接在變頻器模擬量口,，肯定是短路了模擬量口，經(jīng)檢測(cè)模擬量口已經(jīng)壞了,，變頻器一共有兩路模擬量口，另一個(gè)口,，他們也這樣接過(guò),，所以也壞了。
下圖是用戶的圖紙 表HZ 是在柜門上安裝的,，HZ1-----HZ7 是在室外,。
變頻器維修好后,，我給用戶說(shuō)如果還是這個(gè)接法模擬量口還會(huì)壞，需要改進(jìn),。
1 表的回路中需要串入500歐姆電阻,。
2 多個(gè)電流表串聯(lián)使用是不準(zhǔn)的，雖然可以顯示,，因?yàn)槭嵌啾韮?nèi)阻串聯(lián),，誤差大。
后沒(méi)辦法,，找不到合適的電阻,，找了一個(gè)近600歐姆的電阻串入了表中，雖然不準(zhǔn),，但不會(huì)壞變頻器了,。
經(jīng)常有用戶打電話說(shuō)模擬量輸出口用萬(wàn)用表電流檔為什么量不出電流，只能告訴用戶測(cè)量時(shí)要串入500歐姆電阻,，不然會(huì)壞模擬量口的,。
6GK1 503-0AA00 紅外線鏈接模塊 ILM
6GK1 503-3CA00 PROFIBUS OLM/P12 （1個(gè)RS485接口，兩個(gè)BFOC）
6GK1 503-2CB00 PROFIBUS OLM/G11 （1個(gè)RS485接口,，兩個(gè)BFOC）
6GK1 503-3CB00 PROFIBUS OLM/G12 （1個(gè)RS485接口,，四個(gè)BFOC）
6GK1 503-3CC00 PROFIBUS OLM/G12-1300 （1個(gè)RS486接口，四個(gè)BFOC）
6ES7 181-0AA01-0AA0 BT200 硬件測(cè)試裝置
6ES7 193-8MA00-0AA0 BT200 記錄軟件套裝 Win95/98/NT
6ES7 193-8LA00-0AA0 充電器 BT200 230V
6ES7 193-8LB00-0AA0 充電器 BT200 110V
軟件
6GK1 704-5CW64-3AA0 SOFTNET S7 /2005
6GK1 704-5DW64-3AA0 SOFTNET DP /2005
6GK1 704-5SW64-3AA0 SOFTNET DP Slave /2005
6GK1 713-5DB64-3AA0 DP-5613 /2005 網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序
6GK1 713-5FB64-3AA0 FMS-5613 /2005 網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序
6GK1 713-5CB64-3AA0 S7-5613 /2005 網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序
工業(yè)以太網(wǎng)
網(wǎng)卡及電纜：
6GK1 161-3AA01 CP1613網(wǎng)卡(以太網(wǎng)10M/100M自適應(yīng),PCI總線硬卡）
6GK1 161-2AA00 CP1612網(wǎng)卡(以太網(wǎng)10M/100M自適應(yīng),PCI總線）
6GK1 161-6AA00 CP1616網(wǎng)卡（32位,，33/66M,，4個(gè)接口，PCI總線）
6GK1 151-2AA00 CP1512網(wǎng)卡(10M/100M以太網(wǎng),PCMCIA筆記本用)
6GK1 151-5AA00 CP1515網(wǎng)卡(11M無(wú)線以太網(wǎng),PCMCIA筆記本用)
6GK1 611-0TA01-1DV0 MOBIC T8 V1.2
6XV1 850-0AH10 ITP標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)通訊電纜 (米)
6XV1 850-0BT10 ITP標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)電纜 (100米) 9/15
6XV1 850-0BN15 ITP標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)電纜 (15米) 9/15
6XV1 870-3QN10 TP轉(zhuǎn)接軟線RJ45/RJ45,，10米
6XV1 850-0BH20 ITP標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)電纜 (2米) 9/15
6XV1 840-2AH10 FC標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)通訊電纜 (米)
6XV1 850-2LN10 TP轉(zhuǎn)接軟線15/RJ45,，10米
6XV1 850-2GN10 TP轉(zhuǎn)接軟線RJ45/RJ45，10米
6XV1 850-2JN10 TP轉(zhuǎn)接軟線9/RJ45,，10米
6XV1 850-2HN10 TP XP 轉(zhuǎn)接軟線RJ45/RJ45,，10米
6GK1 901-1FC00-0AA0 FC引出插座RJ45
網(wǎng)絡(luò)部件
OSM/ESM
6GK1 105-2AA10 工業(yè)以太網(wǎng)OSM ITP62 (六個(gè)ITP口)
6GK1 105-2AB10 工業(yè)以太網(wǎng)OSM TP62 (六個(gè)RJ45口)
6GK1 105-2AE00 工業(yè)以太網(wǎng)OSM TP22 (二個(gè)RJ45口)
6GK1 105-4AA00 工業(yè)以太網(wǎng)OSM BC08 (八個(gè)BFOC口)
6GK1 105-3AA10 工業(yè)以太網(wǎng)ESM (八個(gè)ITP口)
6GK1 105-3AB10 工業(yè)以太網(wǎng)ESM (八個(gè)RJ45口)
6GK1 105-3AC00 工業(yè)以太網(wǎng)ESM (四個(gè)RJ45口)
OMC/ELS
6GK1 100-2AB00 工業(yè)以太網(wǎng)OMC TP11 (多模光纖)
6GK1 100-2AC00 工業(yè)以太網(wǎng)OMC TP11-LD (單模光纖)
6GK1 102-6AA00 工業(yè)以太網(wǎng)ELS TP40 (二個(gè)RJ45口)
6GK1 102-6AB00 工業(yè)以太網(wǎng)ELS TP40M (二個(gè)RJ45口)
6GK1 102-7AA00 工業(yè)以太網(wǎng)ELS TP80 (八個(gè)RJ45口)
SCALANCE X005入門級(jí)交換機(jī)
6GK5 005-0BA00-1AA3 X005(五個(gè)RJ45口)
6GK5 005-0BA00-1CA3 X005(五個(gè)RJ45口),工作溫度-40至70攝氏度
SCALANCE X100非網(wǎng)管型交換機(jī)
6GK5 104-2BB00-2AA3 X104-2(四個(gè)RJ45口，兩個(gè)BFOC)
6GK5 106-1BB00-2AA3 X106-1(六個(gè)RJ45口,，一個(gè)BFOC)
6GK5 108-0BA00-2AA3 X108(八個(gè)RJ45口)(星型連接）
6GK5 112-2BB00-2AA3 X112-2(12個(gè)RJ45口,，2個(gè)BFOC)
6GK5 116-0BA00-2AA3 X116(16個(gè)RJ45口)(星型連接）
6GK5 124-0BA00-2AA3 X124(24個(gè)RJ45口)(星型連接）
SCALANCE X200網(wǎng)管型交換機(jī)
6GK5 204-2BB00-2AA3 X204-2(四個(gè)RJ45口，兩個(gè)BFOC,，PROFINET)
6GK5 206-1BB10-2AA3 X206-1(六個(gè)RJ45口,，一個(gè)BFOC，PROFINET)
6GK5 208-0BA10-2AA3 X208(八個(gè)RJ45口,PROFINET）
6GK5 208-0HA00-2AA6 X208PRO （八個(gè)RJ45口,，防護(hù)等級(jí)：IP65）
6GK5 216-0BA00-2AA3 X216(16個(gè)RJ45口,PROFINET）
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