西門子S7-400中央控制單元CPU414-2           西門子S7-400中央控制單元CPU414-2

 
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西門子CPU414-2模塊

SIMOTION 面向機械工程應用中的所有任務提供了適宜功能。

實現這些功能的基礎是采用了符合 IEC 61131-3 標準中的機器自動化要求（如監控、順序控制、輸入/輸出處理、計算等）的 PLC。

提供了用于運動控制的可擴展功能：從凸輪控制器到定位、齒輪傳動和凸輪傳動，直至各種搬運運動的 3D 路徑插補。生產機械中常用的工藝功能（如壓力調節器或溫度控制器）對該功能加以補充。

因此，SIMOTION 提供了一種全面而可擴展的功能，擁有生產機器所需的全部功能，PLC 性能從低到高，適用于基本單軸應用到復雜多軸應用。

SIMOTION 應用的軟件結構

SIMOTION Kernel – 基本功能

SIMOTION Kernel 中組合了 SIMOTION 設備的基本功能。

此外，SIMOTION Kernel 還提供了以下方面的高性能功能：

• PLC 功能（符合 IEC 61131-3）
• 程序控制
• 定時器、計數器
• I/O 運行
• 通信

此外，還提供一套支持以下任務的強大運行系統

• 周期性（同步的周期性）任務
• 順序任務
• 時間驅動式任務
• 件驅動式任務

語言范圍符合 IEC 61131?3 標準，并且包含 I/O 管理、過程和機器控制所需的所有 PLC 命令。用于編程的語言包括 LAD（Ladder Diagram，梯形圖）、FBD（Function Block Diagram，功能塊圖）、ST（Structured Text，結構化文本）、MCC（Motion Control Chart，運動控制圖）和傳動控制圖 (DCC)。

SIMOTION Kernel 基本功能可通過加載 SIMOTION 工藝功能包進行擴展。

SIMOTION 工藝功能包

SIMOTION 工藝功能包結合了眾多領域機械工程自動化所需要的軟件功能。它們在配置過程中加載到控制器中，并通過添加系統功能的方式擴展基本功能。在工程期間，可通過 SCOUT 命令庫訪問工藝功能包的功能。

借助工藝功能包可生成工藝對象（例如“定位軸”工藝對象），這些工藝對象以同樣的方式進行設置、配置和參數設定。

運動控制工藝功能包

此工藝功能包包含全面的運動控制功能，提供了開放而又靈活的應用編程方式，確保用戶能夠實施復雜的運動控制應用。

SIMOTION 運動控制工藝功能包具有以下功能：

• 基本運動控制
• 定位–POS
• 同步操作/電子齒輪 – GEAR
• 凸輪 – CAM
• 路徑插補 – PATH
• 輔助工藝功能

該技術功能包中的工藝對象功能可通過附加語言命令和系統變量以及符合 PLCopen 的函數塊來訪問。因此，運動順序的編程較為簡單且集成程度較高。

溫度控制工藝功能包 (TControl)

SIMOTION 溫度控制工藝功能包提供了功能豐富的溫度通道。這些功能同樣通過附加語言命令和系統變量進行訪問。

傳動控制圖 (DCC) 工藝功能包

SIMOTION 傳動控制圖 (DCC) 工藝功能包提供了一個“驅動控制塊”(DCB) 庫。借助這些控制塊，可以在選配的 DCC 編輯器中以圖形化的方式配置開環和閉環控制功能，該編輯器可集成到 SCOUT。SCOUT TIA（TIA Portal 中的 SIMOTION）沒有 DCC。

多功能信息接口 (MIIF) 工藝功能包

SIMOTION MIIF 工藝功能包可充當服務器，支持以符號化方式訪問 SIMOTION 數據并通過以太網將數據提供給客戶端（例如，操作面板）。

SIMOTION I/O 交互功能庫

這些功能庫包含用于集成智能 I/O 和通信模塊的標準功能。它們是 SCOUT 命令庫的組成部分，可非常方便地將模塊（如 FM 350-1/-2、FM 352、CP 340/341、SIWAREX FTA）或識別系統集成到 SIMOTION 用戶程序中。SIMOTION Utilities & Applications 中也提供了編程示例和標準應用。The SIMOTION Utilities & Applications 隨 SCOUT 免費提供。

SIMOTION 用戶程序

在 SIMOTION 用戶程序中，工藝功能包功能、功能庫和 SIMOTION Kernel 的功能統一通過語言命令進行訪問。

因此，SIMOTION 應用程序的結構支持 PLC 功能與運動控制功能和工藝功能的合并。由于這種方式可以避免使用接口并消除停滯時間，因此簡化了運動順序的優化工作（無需 PLC/運動接口）、降低了工程成本并提高了產品質量和機器生產率（機器周期和輸出）。

SIMOTION 應用可通過不同方式編程：

• 使用圖形化編程語言 LAD（梯形圖）、FBD（功能塊圖）和 MCC（運動控制圖），可直觀方便地進行圖形化編程。
• 此外，也可通過文字化方式使用結構化文本 (ST) 進行編程。
• 使用可選傳動控制圖 (DCC) 工藝功能包，可方便地以圖形方式對基于傳動的開環和閉環控制功能進行組態（不適用于 TIA 博途中的 SIMOTION）。

SINAMICS 變頻器的深度集成允許：

• 方便地完成驅動（電源單元和編碼器）的符號分配
• 方便地完成驅動外設（I/O、凸輪、探針）的符號利用
• 自動地比較整個驅動總成相關的全部特性變量
• 提高直至傳動的*性（訪問控制/狀態字和傳動數據、轉矩限值、附加的轉矩設定點）
• 支持采用伺服傳動的高動態應用，基于 DSC（Dynamic Servo Control，動態伺服控制），可實現 125 µs 的位置控制周期
• 支持采用液壓傳動的高動態應用，可實現 250 µs 的位置控制周期和壓力/力控制周期
• 可與傳動和模塊化開環控制實現同步

除電氣傳動外，一個控制器內或者分布在多個控制器中的各液壓傳動都可實現彼此同步。這樣就可以實現集成自動化解決方案，例如在汽車工業中的輸送系統和沖壓生產線中，可在同一個系統中采用電氣傳動（卷繞機、橫向切割機、輥式進給裝置）和液壓傳動（如深拉壓力機）

通過項目 SIMOTION easyProject，可將基本及模塊化機器功能集成到 SCOUT 工程組態項目中。

SIMOTION 等時模式

在 SIMOTION 系統中，所有組件（一個或多個控制模塊、傳動、同步 I/O）都與機器的通信周期（PROFIBUS DP/PROFINET 周期）同步。應用還通過同步應用任務（在伺服與插補器周期中）與此周期同步。因此，等時模式遍布整個機器應用（對于分布式系統也是如此），這樣可帶來大量優勢：

• 終端到終端和終端到軸的響應時間較短
• 機器循環時間更短
• 可通過編程完成同步閉環控制任務
• 基于確定且可再現的機器響應，可實現較高的產品質量

模塊化概念 – 模塊化機器

SIMOTION 支持模塊化機器概念，進而可降低工程和調試成本，具體體現在：

• 通過庫和可重復使用的模塊進行模塊化軟件開發
• 劃分為各個機器模塊，例如，可通過分布式同步操作（通過 PROFIBUS DP 或帶同步實時功能的 PROFINET IO）來鏈接這些機器模塊。基于，可對項目進行重新組態（例如，使用人機界面）。
• 在組態和運行期間，激活/禁用 DP 從站/PROFINET IO 設備（I/O 組件）和工藝對象（傳動、軸、外部編碼器、探頭和凸輪）。
• 使用項目 SIMOTION easyProject，方便地對項目進行模塊化組態

模塊化的機器設計意味著可取得可擴展的解決方案和大型軸布置。標準化的模塊可輕松適應特定的要求，并可分別進行測試。然后，這些模塊可以方便地組合成不同類型的機器。

通過 PROFIBUS 進行通信

在所有平臺上，可通過 PROFIBUS 獲得通信功能：

• SIMOTION 和/或 SIMATIC 控制器之間的 I/O 通信
• 與編程設備（編程設備功能）的通信
• SIMATIC HMI 設備通信
• 與安裝有 SIMATIC NET OPC 的 PC 進行通信。
  作為前提條件，PC 上應安裝 SIMATIC NET SOFTNET S7 軟件。

基于以太網/PROFINET 的通信

所有平臺均提供以下基于以太網的通信功能：

• SIMOTION 和/或 SIMATIC 控制器之間的 I/O 通信
• 通過 UDP 和 TCP/IP 與 SIMOTION 設備、SIMATIC CPU 和非 Siemens 設備進行通信
• 與編程設備（編程設備功能）的通信
• SIMATIC HMI 設備通信
• 基于 SCADA 系統 WinCC 的通信。
• 與安裝有 SIMATIC NET OPC 的 PC 進行通信。
  作為前提條件，PC 上應安裝 SIMATIC NET SOFTNET S7 軟件。

SIMOTION IT

使用 SIMOTION IT，可通過工業以太網（標準 Internet 瀏覽器上的 HTML）獲得附加通信功能：

• 無需項目和工程組態系統，通過標準 SIMOTION IT web 頁面，即可提供豐富、強大的診斷功能
• 通過用戶定義 SIMOTION IT web 頁面，實現相關診斷和操作功能 
• 通過 SIMOTION IT OPC XML-DA 實現通信和過程值訪問型應用
• SIMOTION IT 虛擬機：除了自動化功能后，還可創建 SIMOTON JAVA 運行環境的 Java 應用。

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