6ES7313-5BG04-0AB0詳細(xì)說(shuō)明

SIMATIC S7-1500 中集成有診斷功能,，無(wú)需再進(jìn)行額外編程,。統(tǒng)一的顯示機(jī)制可將故障信息以文本方式顯示在TIA博途、HMI,、Web server和CPU 的顯示屏上,。

一鍵生成診斷信息

只需簡(jiǎn)單一擊，無(wú)需額外編程操作,，既可生成系統(tǒng)診斷信息,。整個(gè)系統(tǒng)中集成有包含軟硬件在內(nèi)的所有診斷信息。

統(tǒng)一的顯示機(jī)制

無(wú)論是在本地還是通過(guò)Web 遠(yuǎn)程訪問(wèn),，文本信息和診斷信息的顯示都*相同,，從而確保所有層級(jí)上的投資安全。

接線端子/ LED 標(biāo)簽的1:1 分配

在測(cè)試,、調(diào)試,、診斷和操作過(guò)程中，通過(guò)對(duì)端子和標(biāo)簽進(jìn)行快速便捷的顯示分配,，節(jié)省了大量操作時(shí)間,。

通道級(jí)的顯示機(jī)制

發(fā)生故障時(shí)，可快速準(zhǔn)確地識(shí)別受影響的通道,，從而縮短了停機(jī)時(shí)間,，并提高了工廠設(shè)備的可用性。

TRACE 功能

TRACE 功能適用于所有CPU,，不僅增強(qiáng)了用戶程序和運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用診斷的準(zhǔn)確性,，同時(shí)還優(yōu)化了驅(qū)動(dòng)裝置的性能

內(nèi)置CPU 顯示屏

可快速訪問(wèn)各種文本信息和詳細(xì)的診斷信息，以提高設(shè)備的可用性同時(shí)也便于全面了解工廠的所有信息

標(biāo)準(zhǔn)前連接器

標(biāo)準(zhǔn)化的前連接器不僅簡(jiǎn)化了電纜的接線操作,，同時(shí)還節(jié)省了更多的接線時(shí)間,。

集成短接片

通過(guò)集成短接片的連接，可以更為靈活便捷地建立電位組,。

集成DIN 導(dǎo)軌

可快速便捷地安裝自動(dòng)斷路器,、繼電器之類的其它組件。

靈活電纜存放方式

憑借兩個(gè)預(yù)先設(shè)計(jì)的電纜定位槽裝置,，即使存放粗型電纜,，也可以輕松地關(guān)閉模塊前蓋板。

預(yù)接線位置

通過(guò)帶有定位功能的轉(zhuǎn)向布線系統(tǒng),，無(wú)論是初次布線還是重新連接,，都非常快速便捷,。

集成的屏蔽夾

對(duì)模擬量信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)屏蔽,，可確保高質(zhì)量地識(shí)別信號(hào)并有效防止外部電磁干擾。同時(shí)，使用插入式接線端子,，無(wú)需借助任何工具既可實(shí)現(xiàn)快速安裝,。

可擴(kuò)展性

靈活的可組裝性以及向上兼容性，便于系統(tǒng)的快速擴(kuò)展,，從而在更大程度上確保了投資回報(bào)和投資安全性,。

信息安全集成

編輯

SIMATIC S7-1500 中提供一種更為全面的安全保護(hù)機(jī)制，包括授權(quán)級(jí)別,、模塊保護(hù)以及通信的完整性等各個(gè)方面,。

“信息安全集成"機(jī)制除了可以確保投資安全，而且還可持續(xù)提高系統(tǒng)的可用性,。

專有技術(shù)保護(hù)

加密算法可以有效防范未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)和修改,。這樣可以避免機(jī)械設(shè)備被仿造，從而確保了投資安全,。

防拷貝保護(hù)

可通過(guò)綁定SIMATIC 存儲(chǔ)卡或CPU 的序列號(hào),，確保程序無(wú)法在其它設(shè)備中運(yùn)行。

這樣程序就無(wú)法拷貝,，而且只能在的存儲(chǔ)卡或CPU 上運(yùn)行,。

訪問(wèn)保護(hù)

訪問(wèn)保護(hù)功能提供一種全面的安全保護(hù)功能，可防止未經(jīng)授權(quán)的項(xiàng)目計(jì)劃更改,。采用為各用戶組分別設(shè)置訪問(wèn)密碼,，確保具有不同級(jí)別的訪問(wèn)權(quán)限。此外,，安全的CP 1543-1 模塊的使用，更是加強(qiáng)了集成防火墻的訪問(wèn)保護(hù),。

操作保護(hù)

系統(tǒng)對(duì)傳輸?shù)娇刂破鞯臄?shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù),，防止對(duì)其進(jìn)行未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)?？刂破骺梢宰R(shí)別發(fā)生變更的工程組態(tài)數(shù)據(jù)或者來(lái)自陌生設(shè)備的工程組態(tài)數(shù)據(jù),。

6ES7313-5BG04-0AB0詳細(xì)說(shuō)明

1 路徑插補(bǔ)功能簡(jiǎn)介

　　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?chē)?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)

　　> 速度性能的軸,，決定了整個(gè)軌跡的動(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),?？梢詫⑺鼈兎譃槿缦聝煞N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(mén)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(chē)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(chē)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

　　2.2 路徑插補(bǔ)實(shí)現(xiàn)方法

　　首先需要做軸的定義,，選擇“Path interploation",。參考圖 9 路徑軸的定義。

　　圖9 路徑軸的定義

　　然后雙擊“Insert path object"插入路徑對(duì)象,。路徑對(duì)象是路徑插補(bǔ)及與路徑插補(bǔ)相關(guān)的其他任務(wù)的客體,，路徑對(duì)象也包括機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換。參考圖10 插入路徑對(duì)象,。

　　圖10 插入路徑對(duì)象

　　路徑對(duì)象生成后,，需要執(zhí)行軸的關(guān)聯(lián)。路徑軸與其他路徑軸一起,，通過(guò)路徑對(duì)象執(zhí)行路徑運(yùn)動(dòng),。參考圖11 路徑軸的關(guān)聯(lián)。在該圖中,，路徑軸Axis_1,、Axis_2、 Axis_3同屬于路徑對(duì)象Path_object_1,。

　　圖11 路徑軸的關(guān)聯(lián)

　　路徑軸關(guān)聯(lián)后,，需要選擇對(duì)應(yīng)的機(jī)械模型，通過(guò)組態(tài),，T-CPU自動(dòng)完成目標(biāo)坐標(biāo)系與機(jī)器坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換,。參考圖12 機(jī)械模型的選擇。工藝組態(tài)完成后,，會(huì)自動(dòng)生成各個(gè)軸以及路徑對(duì)象的工藝DB,，參考圖13 工藝DB。然后就可以調(diào)用相應(yīng)的功能塊進(jìn)行程序的編寫(xiě)工作,。

　　圖12機(jī)械模型的選擇

　　圖13 工藝DB

　　2.3 坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換

　　坐標(biāo)系是描述路徑及任何位置信息的必要條件,。在路徑插補(bǔ)功能中，涉及三個(gè)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換,。分別是基礎(chǔ)坐標(biāo)系,、機(jī)器坐標(biāo)系和目標(biāo)坐標(biāo)系?；A(chǔ)坐標(biāo)系描述了機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)在空間的安裝視圖，參考圖14的紅色標(biāo)示,；機(jī)器坐標(biāo)系描述了路徑軸的位置視圖,，參考圖14的黑色標(biāo)示,；目標(biāo)坐標(biāo)系描述了路徑運(yùn)動(dòng)的物體或工件的本地視圖，參考圖14的藍(lán)色視圖,。目標(biāo)坐標(biāo)系能與運(yùn)動(dòng)的傳送帶軸同步運(yùn)動(dòng),。路徑對(duì)象的運(yùn)動(dòng)命令的位置信息在目標(biāo)坐標(biāo)系中或在基礎(chǔ)坐標(biāo)系中。

　　圖14 三種坐標(biāo)系

　　在T-CPU 的路徑對(duì)象中,，可以通過(guò) Offset (偏移量)來(lái)設(shè)定基本坐標(biāo)系的位置,，該偏移量的計(jì)算是從運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)象的零點(diǎn)起始，直到基本坐標(biāo)系(BCS)的原點(diǎn)為止,。如圖15 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換示例,，X軸偏移值Offset X = 250+50 = 300，Y軸偏移值 Offset Y= -550+50 = -500,，Z軸偏移值 Offset Z = -1100+50+200 = -850,。計(jì)算完成坐標(biāo)系偏移值后，需要在組態(tài)中填入這些偏移值,，參考圖16 偏移量設(shè)定,。

　　圖15 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換示例

　　圖16 偏移量設(shè)定

　　在坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換中，不僅要考慮到坐標(biāo)系本身的偏移,，還要考慮具體的機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)械臂的初始位置,。以SCARA系統(tǒng)為例，有兩個(gè)臂長(zhǎng)L1, L2,，需要在組態(tài)中填寫(xiě)這兩個(gè)長(zhǎng)度,。參考圖17 SCARA 臂長(zhǎng)設(shè)定。在初始位置,，機(jī)械臂相對(duì)于零點(diǎn)位置和機(jī)械臂之間可能有角度上的偏移,，參考圖18 機(jī)械臂角度偏移，需要在組態(tài)中去設(shè)置這個(gè)偏移角度,，參考圖19 機(jī)械臂角度偏移設(shè)置,。

　　圖17 SCARA 臂長(zhǎng)設(shè)定

　　圖18 機(jī)械臂角度偏移

　　圖19 機(jī)械臂角度偏移設(shè)置