西門(mén)子6AU1240-1AA00-0AA0

上海盟疆自動(dòng)化（shimu）優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品; PLC 、屏,、變頻器,、電纜及通訊卡,、數(shù)控,、網(wǎng)絡(luò)接頭,、伺服驅(qū)動(dòng),、 凡在公司采購(gòu)西門(mén)子產(chǎn)品,，均可質(zhì)保
一年，假一罰十,，以客戶(hù)的需求為宗旨 , 以誠(chéng)為本 , 精益求精是專(zhuān)業(yè)從事西門(mén)子工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品銷(xiāo)售和集成的優(yōu)良企業(yè),。

西門(mén)子6AU1240-1AA00-0AA0

 

6AU1240-1AA00-0AA0 SIMOTION C240 可編程 運(yùn)動(dòng)控制器 用于 PROFIBUS、模擬和 步進(jìn)驅(qū)動(dòng) 機(jī)載外圍設(shè)備 18DI/8DO （需要 SIMOTION V4.0 HF2）

 

 

 

說(shuō)明

有一系列從入門(mén)級(jí)CPU直到高性能CPU，用于配置控制器,。所有CPU控制大量結(jié)構(gòu);多個(gè)CPU可以在一個(gè)多值計(jì)算配置中一起工作以提高性能,。由于CPU的高處理速度和確定性的響應(yīng)時(shí)間，可縮短機(jī)器的循環(huán)周期,。

不同的CPU具有不同性能,，例如，工作存儲(chǔ)器,，地址范圍,，連接數(shù)量和執(zhí)行時(shí)間。十款款標(biāo)準(zhǔn)的CPU,，集成PROFIBUS,、PROFINET 總線(xiàn)接口。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

應(yīng)用

• S7-400尤其適合于加工工業(yè)中的數(shù)據(jù)密集型任務(wù),。高處理速度和確定性的響應(yīng)時(shí)間,，縮短高速機(jī)械制造業(yè)設(shè)備控制的循環(huán)周期。

• S7 - 400好用于整體協(xié)調(diào)各種設(shè)備,，控制低級(jí)別的系統(tǒng),。這是由高速通訊能力和集成接口來(lái)保證的。

• 在S7- 400的許多器件也可用于環(huán)境條件下的SIPLUS版本,。

S7-400 的成功應(yīng)用如下：

• 汽車(chē)工業(yè)

• 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備制造包括定制的機(jī)械設(shè)備制造

• 倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)

• 建筑工程

• 鋼鐵行業(yè)

• 發(fā)電和配電

• 造紙和印刷業(yè)

• 木工

• 紡織業(yè)

• 醫(yī)藥制品

• 食品和飲料行業(yè)

• 處理工程,，例如水和廢水處理設(shè)施

• 化工和石化

 

 

 

效益

• 由于采用各種級(jí)別的CPU，S7-400可以靈活擴(kuò)展升級(jí),；I/O能力幾乎是無(wú)限的,。

• 強(qiáng)大的CPU允許集成新的功能，無(wú)需額外硬件投資,，例如處理質(zhì)量數(shù)據(jù),，用戶(hù)友好的診斷，到更高層次的MES解決方案或通過(guò)總線(xiàn)系統(tǒng)的高速通訊,。

• 可以以模塊化的方式構(gòu)建S7 - 400,，有各種用于集中配置和分布式結(jié)構(gòu)的模塊，以實(shí)現(xiàn)處理備件方面的低成本,。

• 在操作過(guò)程中可以修改S7- 400 的分布式I/O配置（在運(yùn)行中配置）,。另外在工作時(shí)還可以刪除和插入信號(hào)模塊（熱插拔）。這使得很容易擴(kuò)展系統(tǒng)或出現(xiàn)故障時(shí)替換模塊,。

• 項(xiàng)目的完整數(shù)據(jù)存儲(chǔ)包括CPU上的符號(hào)和注釋?zhuān)?jiǎn)化了服務(wù)和維護(hù)過(guò)程,。

• 可以將安全技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化集成到一個(gè)單一的S7- 400控制器，可以通過(guò)S7- 400的冗余結(jié)構(gòu)增加設(shè)備的可用性,。

• S7- 400的許多器件也可用于外部環(huán)境條件SIPLUS版本,，例如：擴(kuò)展溫度范圍（-25+60°C）和在惡劣環(huán)境/冷凝條件下使用。

• S7- 400的高速背板總線(xiàn)確保集中式I/ O模塊的高速通訊。

設(shè)計(jì)和功能

模塊化

S7 - 400的一個(gè)重要特點(diǎn)是它的模塊化,。S7- 400的高速通訊背板總線(xiàn)和允許直接插入CPU集成的DP接口,，允許多條通訊線(xiàn)路的高性能運(yùn)行。例如,，把一根總線(xiàn)用于HMI通訊和編程任務(wù),，一根總線(xiàn)用于高性能運(yùn)動(dòng)控制，一根總線(xiàn)用于普通I / O現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通訊,。
此外，也可以實(shí)現(xiàn)另外連接到MES-/ERP系統(tǒng)或通過(guò)SIMATIC IT連接到互聯(lián)網(wǎng)的需要,。根據(jù)任務(wù)情況,，可對(duì)S7 – 400進(jìn)行集中擴(kuò)展或分布式配置。附加設(shè)備和接口模塊也可集中用于此目的,。在CPU中集成的PROFIBUS或PROFINET接口上也可實(shí)現(xiàn)分布式擴(kuò)展,。如果需要，也可以使用通訊處理器（CP）,。

設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)一個(gè)S7 - 400系統(tǒng)基本上包括機(jī)架,，電源，和中央處理單元,。它可以以一個(gè)模塊化的方式安裝和擴(kuò)展,。所有的模塊都可以自由地放置在左側(cè)插入的電源旁邊。S7- 400具有無(wú)風(fēng)扇的堅(jiān)固設(shè)計(jì),。信號(hào)模塊可以熱插拔,。一個(gè)多層面的模塊范圍可用于中央擴(kuò)展以及具有ET200的分布式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單配置。
在集中式擴(kuò)展中,，額外安裝機(jī)架直接連接到中央控制器,。

除了標(biāo)準(zhǔn)的安裝機(jī)架，也提供9槽和18槽鋁合金安裝機(jī)架,。這些鋁機(jī)架可以很高地耐受不利環(huán)境條件,，緊固耐用，重量輕25％左右,。

多值計(jì)算

多值計(jì)算,，也就是在一個(gè)S7- 400中央控制器中的幾個(gè)CPU的同時(shí)操作，為用戶(hù)提供不同的益處：

• 可通過(guò)多值計(jì)算共享的S7 - 400的整體性能,。例如,，在技術(shù)復(fù)雜的任務(wù)中，如開(kāi)環(huán)控制,，可以將計(jì)算機(jī)或通訊分割和分配給不同的CPU每個(gè)CPU分配給自己的,，用于此目的本地輸入/輸出。

• 有些任務(wù)也可以從每個(gè)多值計(jì)算方式中斷開(kāi)，一個(gè)CPU處理關(guān)鍵時(shí)間的處理任務(wù),，另一個(gè)處理非關(guān)鍵時(shí)間的任務(wù),。

在多值計(jì)算操作中，所有的CPU的運(yùn)行行為像一個(gè)CPU,，也就是說(shuō),，當(dāng)一個(gè)CPU進(jìn)入STOP狀態(tài)，其他的也停止,。幾個(gè)CPU的動(dòng)作可以通過(guò)同步指令選擇性地協(xié)調(diào)調(diào)用,。此外，CPU之間的數(shù)據(jù)交換通過(guò)高速的全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊機(jī)制,。

數(shù)據(jù)/程序存儲(chǔ)器

從精細(xì)分級(jí)的各種CPU中選擇合適的CPU取決于集成工作存儲(chǔ)區(qū)的大小,。集成裝載存儲(chǔ)器（RAM）足以滿(mǎn)足中小型企業(yè)方案。對(duì)于大型程序,，通過(guò)插入RAM或FEPROM存儲(chǔ)卡增大裝載內(nèi)存（64 KB到64 MB）,。

特殊功能

S7- 400 CPU有一些非常有用的特殊功能：

• 從工程工作站通過(guò)網(wǎng)絡(luò)更新固件實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單和快速的升級(jí)

• 通過(guò)一個(gè)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)額外的寫(xiě)保護(hù)（例如沒(méi)有從PC器件下載到CPU）

• 通過(guò)讀取存儲(chǔ)卡的序列號(hào)獲得保護(hù)，因此,，保證了程序只與特定的存儲(chǔ)卡一起運(yùn)行

集成的路由功能允許在不同總線(xiàn)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)問(wèn)數(shù)據(jù)記錄,，例如控制級(jí)PC可以通過(guò)S7 -400控制器與連接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通訊。

1問(wèn)題的提出

1.1 如何擴(kuò)展值編碼器的測(cè)量范圍
在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中,，經(jīng)常使用值旋轉(zhuǎn)編碼器作為位置反饋,，值編碼器具有返回值與實(shí)際位置一一對(duì)應(yīng)、斷電后位置信息不丟失等優(yōu)點(diǎn),，在使用時(shí)給用戶(hù)帶來(lái)了很多方便,，比如在設(shè)備重新上電時(shí)，不需要重新尋找參考點(diǎn)（回零）,。
不過(guò)值旋轉(zhuǎn)編碼器也有缺點(diǎn),，不管是單圈值編碼器，還是多圈值編碼器,，它的測(cè)量范圍都是有限的,。如果負(fù)載不停地單方向運(yùn)行，那么一定會(huì)造成編碼器返回值溢出,，此時(shí)編碼器的值又重新返回零,，周而復(fù)始。此時(shí)如果設(shè)備重新上電,，編碼器返回值是不包含溢出次數(shù)信息的,，所得到的位置值也是不可用的。

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圖1 值旋轉(zhuǎn)編碼器的返回值與負(fù)載位置的關(guān)系

問(wèn)題1：在使用SINAMICS S120進(jìn)行位置控制時(shí),，在采用值編碼器作為位置反饋時(shí),，如果負(fù)載行程較長(zhǎng),，超出了值編碼器的測(cè)量范圍，那么在設(shè)備重新上電時(shí),，編碼器的返回位置r0483與負(fù)載實(shí)際位置是不匹配的,。此時(shí)應(yīng)該如何擴(kuò)展值編碼器的測(cè)量范圍，正確地讀取負(fù)載的位置,？

1.2 如何正確使用測(cè)量齒輪
在一些場(chǎng)合會(huì)使用測(cè)量齒輪改變電機(jī)或負(fù)載的轉(zhuǎn)速特性,，以便于速度或位置的測(cè)量，如圖2所示為一個(gè)齒輪比為1：3的測(cè)量齒輪,。如果所用的編碼器為值編碼器,，那么在發(fā)生溢出時(shí)，編碼器返回值的零點(diǎn)與電機(jī)/負(fù)載的零點(diǎn)就出現(xiàn)偏移,，偏移量的大小取決于齒輪比,。一旦編碼器返回值發(fā)生溢出，負(fù)載的實(shí)際位置值就不可用了,。

圖2 測(cè)量齒輪示意圖

舉一個(gè)例子，在使用圖2的測(cè)量齒輪時(shí),，假設(shè)所用的編碼器是一個(gè)8圈的值編碼器,，那么默認(rèn)情況下，編碼器返回位置,、電機(jī)/負(fù)載的角度,、編碼器的角度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖3所示。

圖3 編碼器返回位置,、電機(jī)/負(fù)載角度,、編碼器角度的關(guān)系

從圖3可以看出，在編碼器旋轉(zhuǎn)8圈以后發(fā)生溢出,，每次溢出后編碼器返回值的零點(diǎn)與電機(jī)/負(fù)載的零點(diǎn)會(huì)有1/3圈的偏移,，在發(fā)生溢出以后編碼器返回的位置值就不可用了。在溢出3次以后,，編碼器返回值零點(diǎn)與電機(jī)/負(fù)載零點(diǎn)又重合了,。

問(wèn)題2：在使用SINAMICS S120進(jìn)行位置控制時(shí)，在采用值編碼器作為位置反饋時(shí),，如果使用了測(cè)量齒輪,，那么如何在編碼器溢出時(shí)，也能正確讀取電機(jī)/負(fù)載的實(shí)際位置,？

2 SINAMICS S120位置跟蹤功能的使用

2.1 SINAMICS S120位置跟蹤功能概述
SINAMICS S120位置跟蹤（Position Tracking）可用于：

? 擴(kuò)展值編碼器的測(cè)量范圍
? 在使用測(cè)量齒輪時(shí),，正確計(jì)算負(fù)載的位置

該功能可通過(guò)參數(shù)P0411.0來(lái)激活，激活以后,，編碼器溢出的次數(shù)信息會(huì)被保存在斷電保持?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)中,，這樣即使編碼器返回值發(fā)生溢出,，即使設(shè)備重新上電，也可以重新根據(jù)編碼器溢出次數(shù)和當(dāng)前返回值計(jì)算出負(fù)載的當(dāng)前位置,。

圖4 測(cè)量齒輪和編碼器的示意圖

值編碼器位置實(shí)際值保存在參數(shù)r0483中,，r0483是一個(gè)無(wú)符號(hào)32位數(shù)，需要激活編碼器的控制字中第13位（GnSTW.13）才會(huì)將編碼器的實(shí)際值顯示在r0483中,。如果P0411.0＝0,，那么位置跟蹤功能未被激活，此時(shí)r0483中的位置值由以下數(shù)據(jù)構(gòu)成：

? 編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)P0408
? 編碼器信號(hào)細(xì)分位數(shù)P0419
? 編碼器圈數(shù)P0421

如果P0411.0＝1,，那么位置跟蹤功能被激活,，此時(shí)r0483中的位置由以下數(shù)據(jù)構(gòu)成：

? 編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)P0408
? 編碼器信號(hào)細(xì)分位數(shù)P0419
? 值旋轉(zhuǎn)編碼器虛擬圈數(shù)P0412
如果沒(méi)有測(cè)量齒輪，編碼器的圈數(shù)即為P0421的值,，如果P0421太小,，不滿(mǎn)足負(fù)載行程要求，那么可以通過(guò)放大P0412來(lái)擴(kuò)展值編碼器的位置測(cè)量范圍,。
? 測(cè)量齒輪比P0433/P0432

2.2 擴(kuò)展值編碼器測(cè)量范圍的參數(shù)設(shè)置
要擴(kuò)展值編碼器的測(cè)量范圍,，可以在配置向?qū)е芯幋a器配置畫(huà)面上進(jìn)行設(shè)置。使用STARTER軟件打開(kāi)項(xiàng)目,，在Config DDS的配置向?qū)е?，在配置編碼器數(shù)據(jù)時(shí)，點(diǎn)擊Details按鈕,，如圖5所示,。

圖5 編碼器配置畫(huà)面

在彈出的對(duì)話(huà)框中Details選項(xiàng)卡中，選擇激活位置跟蹤功能,，并在虛擬圈數(shù)P0412中輸入需要的值,，如圖6所示。配置完畢后,，下載數(shù)據(jù)并保存,。

圖6 激活位置跟蹤功能

另外也可以在ONLINE情況下，通過(guò)參數(shù)表直接設(shè)置,。使用PG/PC連接設(shè)備,，在STARTER軟件中連接在線(xiàn)后，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器的Expert List打開(kāi)參數(shù)列表,，依次設(shè)置以下參數(shù)即可,。

P0010＝4， Encoder Commissioning 編碼器調(diào)試
P0411.0＝Y(jié)es,， Activate Position Tracking 激活位置跟蹤功能
P0412＝600,， Set Virtual Revolution 設(shè)置虛擬圈數(shù)，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整
P0010＝0,， Ready 返回就緒狀態(tài)

2.3 使用測(cè)量齒輪時(shí)的參數(shù)設(shè)置
針對(duì)1.2節(jié)中的例子,，編碼器每溢出一次,，都會(huì)在電機(jī)/負(fù)載側(cè)產(chǎn)生1/3圈的偏移，每溢出3次以后,，編碼器零點(diǎn)與電機(jī)/負(fù)載的零點(diǎn)重新吻合,。在編碼器溢出時(shí)，電機(jī)/負(fù)載的位置就可能不正確了,。
此時(shí)需要激活位置跟蹤功能,，并設(shè)置測(cè)量齒輪的齒輪比P0433和P0432，如圖7所示,。本例中值編碼器是一個(gè)8圈的值編碼器,，所以P0412=8。

圖7 測(cè)量齒輪的參數(shù)設(shè)置

這樣可以擴(kuò)展位置值r0483的表示范圍（如圖8所示）,，在使用測(cè)量齒輪時(shí),，即使發(fā)生編碼器返回值溢出，也能正確指示電機(jī)/負(fù)載的實(shí)際位置,。

圖8 位置跟蹤功能激活后的位置值