基于 SIMOTION 的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) SIPLUS

SIMOTION 是西門子面向復(fù)雜運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用推出的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。除 SIMATIC 和 SINUMERIK 外，它也是對(duì)自動(dòng)化產(chǎn)品系列的補(bǔ)充,。通過(guò) SIMOTION,，可在多種硬件平臺(tái)上，通過(guò)一個(gè)公用組態(tài)系統(tǒng)來(lái)處理 Motion ActiveX 控制系統(tǒng)中的各種運(yùn)動(dòng)控制功能以及 PLC 和工藝功能,。SIMOTION 可顯著提高機(jī)器設(shè)備規(guī)劃與設(shè)計(jì)的靈活性,。借助于這種靈活性，可進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)器開發(fā)的總成本,。

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) SIPLUS 基于 SIMOTION,，包含經(jīng)過(guò)加固的硬件組件，滿足各種環(huán)境要求并能承受各種環(huán)境應(yīng)力,。

設(shè)計(jì)

SIMOTION 系統(tǒng)由三個(gè)部分組成：

• 組態(tài)系統(tǒng)
  可將運(yùn)動(dòng)控制,、PLC 和工藝功能集成到一個(gè)全面集成的系統(tǒng)中，并提供所需的工具,。提供了編程和參數(shù)分配,、測(cè)試、調(diào)試,、診斷等功能,。

• 運(yùn)行系統(tǒng)軟件模塊
  這些軟件模塊提供了各種運(yùn)動(dòng)控制和工藝功能。通過(guò)選擇相應(yīng)模塊,，可針對(duì)具體機(jī)械設(shè)備來(lái)定制系統(tǒng)的總體功能,。

• 硬件平臺(tái)
  各平臺(tái)使 SIMOTION 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)成為一個(gè)完整系統(tǒng)。使用組態(tài)系統(tǒng)和相應(yīng)運(yùn)行系統(tǒng)軟件模塊創(chuàng)建的應(yīng)用程序可在不同硬件平臺(tái)上使用,。這意味著總能得到相應(yīng)機(jī)器設(shè)備的平臺(tái),。更多信息

安全信息

西門子為其產(chǎn)品及解決方案提供工業(yè)信息安全功能，以支持工廠,、解決方案,、機(jī)器設(shè)備和/或網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行。這些功能是整個(gè)工業(yè)信息安全機(jī)制的重要組成部分,。以此為目標(biāo),，西門子對(duì)其產(chǎn)品和解決方案持續(xù)進(jìn)行開發(fā),。西門子強(qiáng)烈建議用戶定期檢查產(chǎn)品的更新和升級(jí)信息,。

要確保西門子產(chǎn)品和解決方案的安全運(yùn)行，需要采取適當(dāng)預(yù)防措施（例如,，設(shè)備單元保護(hù)機(jī)制）,，并將每個(gè)組件納入全面且*的工業(yè)信息安全保護(hù)機(jī)制中。此外,，還需考慮到可能使用的第三方產(chǎn)品,。

以下型號(hào)中提供了 SIPLUS D 控制單元：

• SIPLUS D4x5-2 是 SINAMICS S120 書本型變頻器中適用于多軸應(yīng)用的控制單元，分為以下性能型號(hào)：

• 控制單元 SIPLUS D435-2 DP/PN（標(biāo)準(zhǔn)性能型），適用于最多 32 個(gè)軸

• 控制單元 SIPLUS D455-2 DP/PN（超高性能型）,，適用于最多 128 個(gè)軸或控制周期極短的應(yīng)用

由于能夠進(jìn)行精細(xì)擴(kuò)展,，可快速做出響應(yīng)，無(wú)需根據(jù)自動(dòng)化領(lǐng)域中變化的要求對(duì)系統(tǒng)做出改變,。

裝置設(shè)計(jì)

通過(guò) SIPLUS D,，PLC 及運(yùn)動(dòng)控制和工藝功能以及 SINAMICS S120 變頻器運(yùn)行軟件可在共享的控制硬件上運(yùn)行。符合 IEC 61131-3 的 PLC 集成在 SIPLUS D 中,，這意味著通過(guò)單一的緊湊裝置,，不僅可以控制運(yùn)動(dòng)序列，而且還能控制整個(gè)機(jī)器設(shè)備,。

根據(jù)具體 SIPLUS D 平臺(tái),，HMI 設(shè)備可在內(nèi)置的 PROFIBUS、Ethernet 或 PROFINET 接口上運(yùn)行,，實(shí)現(xiàn)操作員控制與監(jiān)視,。遠(yuǎn)程維護(hù)、診斷和遠(yuǎn)程服務(wù)等功能也可通過(guò)這些接口來(lái)使用,。

注

• 直接在傳動(dòng)系統(tǒng)中經(jīng)濟(jì)地集成 PLC,、運(yùn)動(dòng)控制和工藝功能

• 采用 SINAMICS S120 的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

• 緊湊式框架型號(hào)，開關(guān)設(shè)備的體積減小

• 非常適合模塊化和分布式機(jī)器設(shè)計(jì)

• 用戶操作方便

• 通過(guò)多種通信接口進(jìn)行各種形式的聯(lián)網(wǎng)：

• D410-2 DP/PN,、D4x5-2 DP/PN：內(nèi)置工業(yè)以太網(wǎng),、PROFIBUS DP 和 PROFINET IO 接口

• 具有廣泛的技術(shù)功能，功能強(qiáng)大

• 組態(tài)十分簡(jiǎn)便：從傳動(dòng)裝置的調(diào)試直至控制和運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用

• 使用 CF 卡方便地進(jìn)行維護(hù),；CF 卡易于更換,，包含所有數(shù)據(jù)（程序、數(shù)據(jù),、變頻器參數(shù)）

• PLC 和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)之間沒有接口,，響應(yīng)迅速

SIPLUS D 可在以下場(chǎng)合達(dá)到最佳使用效果：

• 使用 SINAMICS S120 變頻器系列

• 運(yùn)動(dòng)控制和控制功能需直接在變頻器 (SINAMICS S120) 中運(yùn)行

• 需要緊湊且節(jié)省空間的設(shè)計(jì)

• 需要高性能運(yùn)動(dòng)控制和高速 I/O 模塊

• 在惡劣環(huán)境條件下，需要較高電磁兼容性以及抗沖擊和抗振性

• 需要采用速度較快的等時(shí)同步連接的模塊化機(jī)器設(shè)計(jì)

適用于模塊化機(jī)器設(shè)計(jì)的靈活解決方案

SIPLUS D 可為實(shí)現(xiàn)模塊化機(jī)器設(shè)計(jì)提供最佳支持（在這種設(shè)計(jì)中,，必須將單軸傳動(dòng)裝置和功能強(qiáng)大的多軸傳動(dòng)裝置進(jìn)行組合）：

• SIPLUS D4x5-2（書本型）負(fù)責(zé)具有最多 128 個(gè)軸的多軸組的開環(huán)控制和閉環(huán)控制,。

主要應(yīng)用為：

• 包裝機(jī)械

• 塑料與橡膠加工機(jī)械

• 壓機(jī)、拉絲機(jī)

• 紡織機(jī)械

• 印刷機(jī)械

• 木材,、玻璃,、陶瓷和石材加工機(jī)器

• 紙品加工轉(zhuǎn)換

• 搬運(yùn)裝置

由于伺服及矢量傳動(dòng)裝置的使用率提高，這些機(jī)器設(shè)備需要較高的 PLC,、運(yùn)動(dòng)控制和工藝功能集成度,。

可選模塊

通過(guò) TB30 端子板，可使用 4 點(diǎn)數(shù)字量輸入,、4 點(diǎn)數(shù)字量輸出,、2 點(diǎn)模擬量輸入和 2 點(diǎn)模擬量輸出對(duì) SIMOTION D4x5-2 控制單元進(jìn)行擴(kuò)展,。TB30 端子板插到控制單元上的選件插槽中。

使用 PROFINET IO 的 CBE30-2 通信板,，可以為 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 控制單元配備第二個(gè) PROFINET 接口（具有 4 個(gè)端口）,。

第二個(gè) PROFINET 接口的應(yīng)用：

• 兩個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)（例如，一個(gè)本地網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)上層網(wǎng)絡(luò)）

• 地址空間可加倍至 2 x 4 KB

• 可連接設(shè)備的最大數(shù)量可加倍至 2 x 64 個(gè)

• 為了高效利用控制器性能,，分離為高速和慢速總線系統(tǒng)/執(zhí)行系統(tǒng)（僅適用于 SIMOTION D435-2 DP/PN,、D445-2 DP/PN 和 D455-2 DP/PN）
  

• PROFINET 內(nèi)置接口：SERVO_Fast and IPO_Fast

• PROFINET（通過(guò) CBE30-2）：SERVO / IPO / IPO2

注：

CBE30-2 不能在 SIMOTION D4x5-2 DP 控制單元中使用。如果使用不帶 SERVO_Fast 和 IPO_Fast 的 CBE30-2,，則兩個(gè) PROFINET 接口都分配給 SERVO / IPO / IPO2,。

安裝

SIMOTION D4x5-2 控制單元可通過(guò)以下三種方式之一安裝在控制柜中：

• 使用隔板進(jìn)行安裝

• 不使用隔板進(jìn)行安裝（僅限 D425-2 和 D435-2）

• 不使用隔板進(jìn)行安裝（外部冷卻，僅限 D445-2 和 D455-2）

采用外部空氣冷卻時(shí),，D445-2/D455-2 控制單元的散熱片位于控制柜外面,。需要使用一個(gè)密封件（選件），以便能夠?qū)⒖刂茊卧芊獍惭b在后部機(jī)柜板中,。

SIMOTION D4x5-2 控制單元提供有預(yù)組裝的隔板,。如有必要，可將這些隔板卸下,。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/數(shù)據(jù)備份

SIMOTION D4x5-2 控制單元存儲(chǔ)保持性過(guò)程數(shù)據(jù),，無(wú)需維護(hù)（關(guān)于存儲(chǔ)器大小，請(qǐng)參見技術(shù)數(shù)據(jù)）,。

通過(guò)一個(gè) SuperCap 電容器,，可對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘后備幾天時(shí)間。緩沖時(shí)間可通過(guò)安裝在雙風(fēng)扇/電池模塊中的電池來(lái)延長(zhǎng),。

SIMOTION D4x5-2 的供貨范圍包括雙風(fēng)扇/電池模塊（含電池）,。

運(yùn)行系統(tǒng)軟件、用戶數(shù)據(jù)和用戶程序存儲(chǔ)在 CF 卡上,?？刂茊卧姆且资赃^(guò)程數(shù)據(jù)也可通過(guò)系統(tǒng)命令存儲(chǔ)在該 CF 卡上（例如，在需要使用備件時(shí)）,。

擴(kuò)展的執(zhí)行系統(tǒng) (SERVO_Fast / IPO_Fast)

除 SERVO,、IPO 和 IPO2 外，SIMOTION D435-2 DP/PN,、D445-2 DP/PN 和 D455-2 DP/PN 控制單元還具有另外一個(gè)運(yùn)行級(jí)別（SERVO_Fast 和 IPO_Fast）,。

通過(guò)這個(gè)額外運(yùn)行級(jí)別，可以在慢速和快速總線系統(tǒng)上分布具有不同動(dòng)態(tài)響應(yīng)的電動(dòng)和/或液,，以便能夠更高效地利用控制器性能,。

與高速 PROFINET IO 模塊相結(jié)合,，也可實(shí)現(xiàn)極快速的 I/O 處理,。

由于采用擴(kuò)展執(zhí)行系統(tǒng)，可通過(guò)微秒范圍內(nèi)的周期時(shí)間控制電氣定位傳動(dòng)裝置，需要的資源較少,。同時(shí),，能夠以較高動(dòng)態(tài)響應(yīng)和較短周期時(shí)間來(lái)控制壓力控制軸。

通過(guò) SERVO_Fast 和 IPO_Fast 執(zhí)行液壓機(jī)閉環(huán)控制

若激活了 SERVO_Fast 和 IPO_Fast,，則可進(jìn)行以下分配：

• 將 SERVO_Fast 和 IPO_Fast 分配給 PROFINET,。

• 將 SERVO、IPO 和 IPO2 分配給 PROFIBUS 或 SIMOTION D4x5-2/CX32-2 的集成變頻器,。

若通過(guò) CBE30-2 提供第二個(gè) PROFINET 接口,，則該接口也將分配給 Servo、IPO 和 IPO2,。在此情況下,，內(nèi)置 PROFINET 接口總是分配給 SERVO_Fast 和 IPO_Fast。

可連接的 I/O

PROFINET IO:

• 經(jīng)過(guò)認(rèn)證的 PROFINET 設(shè)備

• SIMATIC ET 200S/SP/M/MP/eco PN/pro 分布式 I/O

• 變頻調(diào)速柜（例如,，SINAMICS S110/S120）

PROFIBUS DP:

• 經(jīng)過(guò)認(rèn)證的 PROFIBUS 標(biāo)準(zhǔn)從站
  (DP-V0,、DP-V1、DP-V2)

• SIMATIC ET 200S/SP/M/MP/eco/pro 分布式 I/O

• 變頻調(diào)速柜（例如,，SINAMICS S110/S120）

DRIVE-CLiQ:

SINAMICS S120 系列模塊：

• TM15,、TM17 高性能型、TM31 終端模塊等

• SMC/SME 編碼器單元

• DRIVE-CLiQ 集線器模塊 DMC20/DME20

USB:

可通過(guò)集成的 USB 接口來(lái)連接 U 盤以進(jìn)行項(xiàng)目和/或固件更新,。

帶SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器模塊的擴(kuò)展

書本型 SINAMICS S120 變頻器模塊（整流裝置,、逆變單元等）通過(guò) DRIVE-CliQ 連接到 SIMOTION D4x5-2 控制單元。

書本型 SINAMICS S120 PM240-2 和 PM340 功率單元可在帶有 CUA31/CUA32 控制單元適配器的 SIMOTION D4x5-2 控制單元上運(yùn)行,。

注：

將整流裝置/逆變單元連接到 SIMOTION D 所需的 DRIVE-CLiQ 電纜隨整流裝置/逆變單元以標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度提供,。