1、SIMOTION D 系統組態及調試入門SIMOTION D System Configuration And Commising Getting Start快速入門Edition 03/ 2007摘要 本文介紹了 SIMOTION D 運動控制系統項目的建立、系統調試及運動控制程序的編寫。SIMOTION D 運動控制系統、項目建立、調試、編程Key words SIMOTION D Motion Control System、Create Project、ProgramA&D Service & Support47目錄第一章 Simotion運動控制系統概述4第二章 Simotion運動控

2、制系統硬件概述51.2.SIMOTION D介紹:5SIMOTION D435 硬件結構圖6第三章 工具軟件SCOUT71.2.3.第四章第五章第六章第七章SCOUT軟件介紹7系統要求8軟件安裝注意事項8創建新項目9Simotion D 軸（Axis）配置14使用“Control panel”調試軸22SimotionD運動控制程序24A&D Service & Support47第一章 Simotion 運動控制系統概述在許多機械制造領域中都遵循著一個相同的原則，特別是那些依賴于運動控制的機器。機械運動越來越復雜，對速度及精度的要求也越來越高。以往這些運動任務是由機械元件以及若干電子裝置來完

3、成的(例如：輸出凸輪控制器、位控及多軸模塊)。這時，即使是一個很小的功能變化或是有額外的功能需求都將意味著更換元件、采用新的結構、配置、參數設置及編程。同時用于元件更換的庫存量也將增加。唯一能夠取代這些獨立元件的方法是使用一種功能全面的自動化系統，它必須能夠提供針對不同控制任務的解決方案，這就是：SIMOTION 運動控制系統：由一個系統來完成所有的運動控制任務適用于具有許多運動部件的機器SIMOTION 提供了最佳的運動控制解決方案。應用領域從簡單的速度軸控制到復雜的多軸電子凸輪插補 從幾個軸的同步運行到上百根軸的高精度的角同步關注的領域：紡織印刷橡膠包裝金屬壓機 Converting其他A

4、&D Service & Support47第二章 Simotion 運動控制系統硬件概述作為運動控制系統，SIMOTION 將邏輯控制、運動控制（定位、同步等）以及工藝控制（壓力、溫度控制等）集成在同一個系統中。SIMOTION 提供了三種硬件：控制器驅動器 PC：SIMOTION C；：SIMOTION D；：SIMOTION P。同一個控制程序可以在任意一種上運行。其中，SIMOTION D 是基于驅動的運動控制系統，從而使其成為一個極其緊湊同時具有強大控制功能的運動控制系統。SIMOTION D 具有若干種規格，具有不同的性能，其中 SIMOTION D435 適用于中等規模的應用。它

5、帶有兩個具有時鐘同步的 PROFIBUS 接口以及兩個以太網接口。通過外擴 CU320，一個 SIMOTION D435 最多能控制 64 個軸。SIMOTION D435 集成的 S120 可以通過 DRIVE-CLiQ 接口與 SINAMICS據交換。S120 的其它模塊進行數1.SIMOTIOND 介紹:A&D Service & Support47安裝技術SINAMICS通常控制軸數1-64驅動連接器內部集成 S120分布式外設ET 200M/S/X,所有 PROFIBUS 標準子站(DP V0/V1)集成 I/O8 路輸入, 8 路輸出，并可擴展PROFIBUS 接口2 個 12 M

6、bit/s,同步時鐘Ethernet 接口 2 個 100 Mbit/s PROFINET 接口連接驅動器和 I/ODRIVE-CLiQ 接口 4-6 個 DRIVE-CLiQ 接口, 可連接:電源模塊電機模塊外設, 編可實現模塊參數自動識別和上載基于驅動的 SIMOTION 方案,至少有下列組件組成:SIMOTION D 控制模塊 (SIMOTION SINAMICS S120 組件 (電源模塊, DRIVE-CLIQ 通訊電纜SIMOTION SCOUT調試軟件D4xx)功率模塊,等等)2. SIMOTION D435 硬件結構圖A&D Service & Support47第三章 工具軟

7、件 SCOUT1. SCOUT 軟件介紹SCOUT 是用于調試 SIMOTION 的工具軟件，需要自動集成在 SCOUT 中，無需再次安裝。如果已安裝了 SCOUT，那么 STARTER 將SIMOTION 特別關注其 SCOUT 工程開發系統的用戶友。 運動控制、邏輯控制與工藝控制的工程開發，以及驅動器的組態與調試，均是由一個系統完成的。 實際上所有任務的處理均可用圖形方式完成，包括組態、編程、測試及調試。 友好的用戶提示信息，實用的幫助功 能，自動的檢查功能簡化了任務的完成過程，特別適合于第一次編制運動控制程序的用戶。SCOUT 的所有工具均被集成在一起，并具有的形式。集成在 SCOUT

8、中的STARTER 主要能實現以下功能：硬件組態和識別（電子銘牌）驅動參數的設置電機動態特性的調試故障驅動器項目的下裝和上載而作為控制系統的工程工具，SCOUT 除了能實現以上功能外，還能進行以下工作：軸控制參數的設定包括軸的機械參數、回零點方式及運動性能參數的設定。控制程序編輯包括運動控制、邏輯控制以及工藝控制。運動控制任務的圖形化編程運動控制圖 (MCC)可以以流程圖的方式對機器程序順序進行圖形化編程。程序也可以用LAD及FBD編程。對于復雜的邏輯控制、數算及運動控制還可以用ST結構化編程語言進行編程。這三種編程方式均集成在SIMOTION SCOUT軟件中。A&D Service & S

9、upport47凸輪曲線設定在 SCOUT 基本軟件包中已經了包含簡單的凸輪文本編輯器，此外作為可選軟件包， CamTool 還可以為 SCOUT 提供全圖形化的凸輪編輯及優化工具，可以集成在 SCOUT的圖形化用戶接口中。2. 系統要求對于安裝軟件最低要求：Windows XP Profesal SP2 / Windows 2000 SP3SIMATIC STEP 7 V5.4若需安裝 protool， 應為Protool/Pro RT V6.0+SP3詳細信息請參看 ScoD 中的文件.1_ImportantEnglishCompatibilityCompatibility_SIMOTIO

10、N_V40.pdf硬件要求：PC 內存建議 1G，帶以太網卡3. 軟件安裝注意事項在安裝這些工具軟件時，需將 Windows 操作系統的默認語言切換到英文，否則在安裝過程中可能會出現錯誤而退出安裝。在控制面板的“區域選項”（Win2000）或“區域與語言選項”（Win XP）中，可以進行切換。A&D Service & Support47第四章 創建新項目1啟動 Scout 軟件，使用“ProjectNew”命令創建一個新項目：”D435_EASY_START”，如圖 01。圖.012一個新設備，選擇 D435 V4.0，如圖 02。A&D Service & Support47圖.023.設

11、z 置通訊接口使用標準以太網接口，如圖 03圖.03A&D Service & Support474.自動打開硬件組態畫面，配置 IE2 通訊接口，如圖 04圖.044.應先按圖.05 所示,對調試 PC 機的IP 地址進行設定。圖.05A&D Service & Support47在硬件組態畫面中打開 NetPro 畫面，配置 PG/PC 的 IP 地址（應與圖.05 設定一致并與 simotion 在同一網段）并分配通訊節點。觀察 PG/PC 與網絡的連線應變成黃色，此時路由功能激活，如圖 06。圖.065.設置通訊接口選擇“optionSet PG/PC 07。erface”命令，設置

12、PG/PC 接口與所上面選擇的一致，如圖A&D Service & Support47圖.076編譯并simotionD 組態。要想與集成的 Sinamics 聯機，必須先組態,如圖 08。圖.08A&D Service & Support47出現提示，選擇“NO”，并關閉硬件組態框。圖.09上述工作完成后需進行組態內置伺服驅動器“SINAMICS_egrated”及對內置驅動器測試及優化，詳細步驟請參照“SINAMICS_120”配置及調試。第五章 Simotion D 軸（Axis）配置按圖 10 至圖 23 步驟組態軸 1（Axis_1）。（沒有插圖的步驟使用缺省，按 “continue

13、”）在 Name 欄中輸入軸的名稱,如 Axis_1(2)選擇軸的控制方式(速度方式、位置方式、同步操作方式)。A&D Service & Support47圖.10(1)選擇軸的類型(直線軸或旋轉軸)(2)選擇軸的類型(電氣軸、軸、虛擬軸)圖.11A&D Service & Support472112選擇是否配置為模態軸如配置為模態軸則輸入 Modulostartvalue 及 Modulolength圖.12選擇軸的驅動單元及數據傳送的報文格式，點擊“Daransfer fromthe drive”按鈕可將驅動器相關參數傳送過來；若配置為位置軸應選擇 Dynamicservocontrol

14、(DSC)。圖.13A&D Service & Support4712圖.14顯示編的詳細信息(例如:)圖.15完成軸的配置A&D Service & Support47圖.162若需配置有同步操作要求的軸，見下面軸 2（Aixs_02）的組態。步驟同上，不同之處見圖 17 至圖 40。（1）選擇同步操作1圖.17A&D Service & Support47同 Axis_1,但軸的驅動器選擇 SERVO_03圖.18同 Axis_1,但軸的驅動器選擇 SERVO_03圖.19A&D Service & Support47圖.20若 Axis_02 與 Axis_01 進行電子齒輪同步運行，則

15、按圖 21 設置同步運行聯接。圖.21A&D Service & Support47若 Axis_Blue 與Axis_Red 進行電子凸輪同步操作，則應先建立凸輪曲線表再按圖 22 設置同步運行聯接。圖.222項目編譯后進行聯機操作，SimotionD 的軸（Axis）配置圖.23提示！：第一次組態，需要的時間較長，大約三分鐘。以后再時間很短。A&D Service & Support47第六章 使用“Control panel”調試軸1按圖 24，雙擊“Controlpanel”，在屏幕下方出現調試控制面板。圖.24A&D Service & Support472按圖 25 順序操作，確認

16、控制優先級。圖.253. 按圖 26 所示順序操作、設置參數，電機可以運行。使能“Axis_1”。選擇一種運行方式。啟動軸（Axis_1）運行。停止軸（Axis_1）運行。退出控制面板。如果通過測試面板進行軸的運行功能測試，軸的運行正常則證明前面軸的配置正確，否則檢查軸配置。作為實際應用，還需根據實際對軸（Axis）的“Machanics”、“default”、 “Limits”、“Homing”進行設置。圖.26A&D Service & Support47第七章 Simotion D 運動控制程序1. 位置軸的點動、絕對定位及相對定位演示程序任務：使用 LAD 梯形圖編程方式，用系統提供的

17、“PLCopen”功能塊編寫“位置軸的點動、絕對定位及相對定位” 程序，用 Simotion D435 演示裝置來完成。程序分配如下：“MoveAxis”程序控制單元中包含有以下幾個控制程序：“erAxis”:軸的使能程序。“HomeAxis” :軸的回零點控制程序。 “Jog”: 軸的點動運行控制程序“Move” :軸的絕對定位及相對定位運行控制程序 “Fault”: 故障處理程序。(1) “MoveAxis”程序控制單元的建立雙擊“InsertLAD/FBDunit”“MoveAxis”程序控制單元,如圖 27。圖.27(2)在“MoveAxis”程序控制單元中建立變量雙擊“MoveAxi

18、s”程序控制單元,出現屏幕右側的變量表，在此可新建變量(圖 28)，也可在填寫功能塊的輸入輸出時建立變量(如圖 30)。A&D Service & Support47圖.28(3)雙擊“InsertLAD/FBDprogram”，生成一個新的“LAD”程序：“eraxis”.圖.29在”eraxis”程序中一條“軸使能命令”(將_mc_er 拖曳至 LAD 的”NetWork”中。“axisenable”變量的建立也可用圖 30 方法。當“axisenable”為“True”時,“Axis_Blue“軸使能(圖 31)。A&D Service & Support47圖.30圖.31（5）建立“

19、Jog” 軸的點動運行控制程序，方法同上，在此程序中 “_mc_jog”。軸的點動運行功能塊“bluejogfor”為“True”且“bluejogback”為“False”時,“Axis_Blue“轉；“bluejogfor”為“False” 且“bluejogback”為“True”時,“Axis_Blue“軸反轉；“bluejogfor”為“False” 且“bluejogback”為“False”時，軸停止運行。 “jogvelocity”為點動速度設定值以上各變量均可通過變量表進行設定及。A&D Service & Support47圖.32（5）建立“HomeAxis”軸的回零點控

20、制程序，方法同上，在此程序中軸的回零點控制功能塊“_mc_home”（圖 34）。在使用此功能塊前應根據需要先在軸的“homing”中設定該軸的回零方式，見圖 33：圖.33A&D Service & Support47圖.34（6）建立“move” 軸的絕對定位及相對定位運行控制程序，方法同上，在此程序中的絕對定位功能塊“_MC_MoveAbsolute” （圖 35）及相對定位功能塊 “_MC_MoveRelative” （圖 36）。軸“blueabsoluteexec”為“True”時,“Axis_Blue“軸以“Velocity”中設定的速度，以絕對定位方式運行至“blueition

21、”中設定的座標位置。“blueRelativeExecute”為“True”時,“Axis_Blue“軸以“Velocity”中設定的速度，以相對定位方式運行“RelativeDistance”中設定的距離。以上各變量均可通過變量表進行設定及。圖.35A&D Service & Support47圖.36（7）新建一個變量表(WatchTable),如“MoveAxis” (圖 37)圖.37(8) 將需要修改或進行狀態的變量添加進來(圖 38,39)，便于程序調試。在所需添加的全局變量處點擊右鍵，出現所有的“WatchTable”,選擇需要添加的（如 MoveAxis）。表A&D Servi

22、ce & Support47圖.38圖.39（8）將程序分配到程序執行系統中，本例將“ “Move”程序分配至背景任務中(圖 40) 。erAxis”、“HomeAxis”、“Jog”、雙擊”EXECUTION SYSTEM”,出現右側畫面雙擊“BackgroundTask”在“Program assignment”中選擇所需程序添加至“ Program used”中A&D Service & Support47雙擊后出現其變量點擊右鍵圖.40（9）新建一個錯誤處理程序“MoveAxis.fault1”。（10）將錯誤處理程序分配到相應的錯誤處理任務中，分配如圖 41。圖.41（11）將D43

23、5 中程序后將系統操作模式選擇為“RUN”，即可進行程序運行。2. 兩個軸的“電子齒輪”同步操作演示程序任務：使用 MCC 編程方式編寫“電子齒輪”演示程序，模擬機械齒輪的嚙合運行，Simotion D 演示裝置的紅色齒輪與藍色齒輪比為：22:46。程序分配如下：“MMC_1”：控制軸 1（Axis_1）（絕對編）回到 0 度，軸 2（Axis_2）增量方式運行一個 0.5 度的增量定位，同時將座標置 0，以便使演示裝置的齒輪對齊。“MMC_2”:電子齒能演示。“MMC_3”：故障處理程序。A&D Service & Support47“MMC_BK”：主控程序，啟動齒輪對齊功能和電子齒能。(

24、1) “MCCQue_1”程序控制單元的建立雙擊“InsertMCCunit”“MCCQue_1”程序控制單元圖.42(2) “MCC_1” 控制程序的建立雙擊“Insert MCC chart”，生成一個新的“MCC”程序：“MCC_1”.A&D Service & Support47圖.43按圖 44一條“軸使能命令”View”菜單的“toolbars”要選擇“Dynamics toolbar”，才能看到下圖的工具按鈕。圖.44雙擊新令圖標，選擇“Axis_1”，如圖 45。按同樣方法“Axis_2”使能命令。A&D Service & Support47圖.45按圖 46一個“Axis_

25、1“定位”命令。圖.46A&D Service & Support47雙擊新添加的“定位”命令，框設置如圖 47。圖.47“Axis_2”定位命令，參數設置如圖 48。圖.48A&D Service & Support47“Axis_2”的“坐標偏移”命令，將當前座標值清零。如圖 49圖.49編譯“MCC_1”,如圖 50。檢查有無錯誤信息。A&D Service & Support47圖.50（3）“MMC_2”程序編寫類似上面過程，編寫程序“MMC_2”如圖 51。圖.51A&D Service & Support47雙擊圖 51 中的“Gearingon”命令，按圖 52，53 設置參數

26、。圖.52圖.53A&D Service & Support47雙擊圖 51 中的 Axis_1“ition”命令，按圖 54 設置參數。圖.54（4）“MCC_3”程序編寫。一個新程序“MMC_3”，并編譯。如圖 55。圖.55（5）編寫主控程序A&D Service & Support47使用“變量表”來調試和控制程序運行，為此定義兩個全局變量“Start_Gearing”，和“Axis_2_adjust”，如圖 56。圖 56編寫“MMC_BK”。如圖 57，左側為編好的結果，右側為指令選擇和參數設置的示意。例如對“IF”指令編寫過程如下：先選擇“IF”指令，雙擊新的指令，框選擇“For

27、mula”指令形式，判斷表達式：“Start_Gearing = true”。第一個“IF”判斷任務是：判斷變量“Start_Gearing”為“邏輯 1”則復位該變量，并啟動“MotionTask2”，“MotionTask2”調用電子齒輪任務“MMC_2”。A&D Service & Support47圖.57A&D Service & Support47（6）將程序分配到程序執行系統中（Execution system）編譯所有程序。如圖 58。圖.58“MCC_1”分配給 MotionTask1，如圖 59。A&D Service & Support47圖.59重復上面過程，分配“MMC_2”給“MotionTask2”，“MCC_3”給 “TechnologicalFaultTask”和“PerihperalFaultTask”，“MCC_BK”給 “BackGroundTask”。選擇“Close”按鈕執行系統設置。注意：Simotion 使用實時操作系統的概念。執行系統中“BackgroudTask”任務作系統周期調用，作用相當于 STEP 7 中的“ OB1 ” ， “ BackgroundTask ”任務中不 能使用“ 等待”指 令，否則 “BackgroundTask”運行超時會造成系統死機。“ Technolog