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SIMOTION運動控制系統(tǒng)采用了高性能的CPU,該CPU上具備了一個適合于快速控制過程的實時的操作系統(tǒng)。
這種實時操作系統(tǒng)可對包含不同執(zhí)行層次的執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行組織。
執(zhí)行系統(tǒng)
SIMOTION 執(zhí)行系統(tǒng)會區(qū)分系統(tǒng)執(zhí)行層和用戶執(zhí)行層(任務(wù)):
對系統(tǒng)進(jìn)行總體操作所需的系統(tǒng)任務(wù)處理操作。通過工藝對象,將在 SERVO、IPO 和 IPO2 系統(tǒng)任務(wù)中執(zhí)行閉環(huán)位置控制和特性參數(shù)計算。
系統(tǒng)會定期執(zhí)行系統(tǒng)任務(wù)??梢韵到y(tǒng)循環(huán)時鐘。
具有不同執(zhí)行特性的執(zhí)行層可用于與任務(wù)有關(guān)的用戶編程(用戶程序任務(wù))。
執(zhí)行層定義了執(zhí)行系統(tǒng)中程序的時間順序。每個執(zhí)行層都包含一個或多個任務(wù)。具體用戶程序分配給這些任務(wù)。
所有程序(因而所有任務(wù))都可執(zhí)行 PLC、工藝和運動控制任務(wù)。
任務(wù)相關(guān)執(zhí)行的任務(wù)類型為:
同步任務(wù)
循環(huán)任務(wù)
順序任務(wù)
時間觸發(fā)的任務(wù),以及
中斷驅(qū)動的任務(wù)
同步任務(wù)與系統(tǒng)任務(wù)以及變頻器的控制循環(huán)或等時同步 PROFIBUS/PROFINET 平行運行。
借助于這些同步任務(wù),整個應(yīng)用處于等時同步模式下(應(yīng)用程序 ? 驅(qū)動器 ? I/O)。其結(jié)果是反應(yīng)時間短,并且該應(yīng)用易于復(fù)寫。
應(yīng)用程序具有以下執(zhí)行層:
啟動任務(wù)
一旦操作模式從停止過渡到運行,StartupTask立即執(zhí)行,控制系統(tǒng)啟動。
背景任務(wù)
BackgroundTask是循環(huán)執(zhí)行的,并應(yīng)用于一般的PLC任務(wù)。周期時間監(jiān)控檢測BackgroundTask的處理時間。BackgroundTask 相當(dāng)于 SIMATIC 控制系統(tǒng)的 OB1。
運動任務(wù)
MotionTasks 用于運動序列。
同一MotionTask中,指令序列通常連續(xù)執(zhí)行,例如,下一指令僅在當(dāng)前指令完成時才開始。
在這些等待時間期間,MotionTasks 不需要任何 CPU 時間,但會在接收到等待事件時立即做出響應(yīng)。
同步任務(wù)
在伺服同步用戶任務(wù)中,可在伺服級實現(xiàn)對時間要求嚴(yán)格的終端-終端 I/O 響應(yīng),或快速影響整定值(與技術(shù)功能對象(如位置控制器)的系統(tǒng)循環(huán) SERVO 同步)。
IPO 同步用戶任務(wù)在插補循環(huán) IPO 或減速循環(huán) IPO2 前可即時同步開始執(zhí)行。
可實現(xiàn)快速的運動控制反應(yīng)以及閉環(huán)控制任務(wù),這些閉環(huán)控制任務(wù)中,實際值的精確度和設(shè)點的輸出必須同步。
技術(shù)功能對象的參考變量在系統(tǒng)循環(huán) IPO 和 IPO2 中進(jìn)行計算。
因此,用戶程序與驅(qū)動的控制周期和I/O的處理同步。同步確保了短反應(yīng)時間,尤其是確定性的、可重現(xiàn)的機器行為。
DCC 任務(wù)
驅(qū)動控制圖(選項)采用上述的同步任務(wù)。此外,能在各個塊上分配更高的同步執(zhí)行水平(DCC的特殊任務(wù))。
中斷任務(wù)
有幾個時間控制任務(wù)。呼叫周期是參數(shù)化的。定期執(zhí)行的任務(wù)通常放在此處。
搣中斷任務(wù)攠
InterruptTasks 用于快速響應(yīng)利用中斷發(fā)出信號的內(nèi)部事件。InterruptTasks 可由系統(tǒng)中斷(如報警和超時)激活,或由用戶中斷激活。
關(guān)機任務(wù)
當(dāng)過渡到停止模式時,調(diào)用ShutdownTask??稍诖颂幎x轉(zhuǎn)換到此系統(tǒng)狀態(tài)的特定行為。
所有任務(wù)都可有一套完整的指令。例如,可在當(dāng)前定位指令上添加另一運動,它是來自由用戶中斷任務(wù)觸發(fā)的MotionTask:
SIMOTION應(yīng)用的任務(wù)結(jié)構(gòu)
SIMOTION應(yīng)用的任務(wù)結(jié)構(gòu)
技術(shù)功能包的運行層級
可以面向具體對象來設(shè)置運動控制工藝對象的執(zhí)行周期。
工藝對象在執(zhí)行層 SERVO 周期和 IPO 周期或 IPO2 周期內(nèi)執(zhí)行,這些周期與 PROFIBUS 或 PROFINET 周期同步。
IPO/IPO2 循環(huán)中的指令評估和運動控制
SERVO 周期內(nèi)的位置和整定值控制
SIMOTION D435?2 DP/PN、D4452 DP/PN 和 D455?2 DP/PN 控制單元具有一個附加運行層(SERVOFast,IPOFast)。
通過這個附加的運行層,可更高效地利用控制器性能。根據(jù)所需的動態(tài)性能,電氣和/或液*可在一個慢速總線系統(tǒng)和一個快速總線系統(tǒng)間分布。
例如,可以用需要較少資源的毫秒級周期時間對電氣定位驅(qū)動器進(jìn)行控制,同時,可以用較高的動態(tài)響應(yīng)和較短周期時間對液壓機的壓力控制軸進(jìn)行控制。
通過運行層(SERVOFast,IPOFast),還可實現(xiàn)快速的 I/O 處理,例如,結(jié)合使用高速 PROFINET I/O 模塊時。
執(zhí)行系統(tǒng)的其它特性
操作狀態(tài)- 運行、停止、用戶停止(Stop User程序,用于測試和調(diào)試)
輸入/輸出的過程圖象,按BackgroundTask、SynchronousTasks 和 TimerInterruptTasks分開。
調(diào)試功能,例如
變量的控制和監(jiān)視
程序狀態(tài)的顯示
斷點和單步
追蹤功能
新SCOUT版本可實現(xiàn)安全更新
西門子s7200smart代理商西門子CPU模塊代理商西門子s7200smart代理商西門子CPU模塊代理商西門子MM440操作面板靜態(tài)識別動態(tài)優(yōu)化
靜態(tài)識別
為了取得良好的控制效果必須進(jìn)行電動機參數(shù)的靜態(tài)識別,以構(gòu)建準(zhǔn)確的電機模型。靜態(tài)識別步驟:
1. 快速調(diào)試完成后,設(shè)置P1910=1,此時會出現(xiàn)A0541報警;
2.給變頻器啟動命令(啟動命令來源通過P0700參數(shù)選擇),此時變頻器啟動向電機內(nèi)注入電流,電機會發(fā)出吱吱的電磁噪聲。該過程持續(xù)時間因電機功率不同會有很大差異,電機功率越大持續(xù)時間約長,小功率電機通常只需要十幾秒鐘;
3.如果沒有出現(xiàn)故障,變頻器停止,A0541報警消失,P1910被復(fù)位為0表示靜態(tài)識別過程結(jié)束。如果出現(xiàn)F0041表示電機數(shù)據(jù)檢測錯誤,可能由于電機銘牌數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或電機接法錯誤導(dǎo)致。
注:MM420/430/440快速調(diào)試流程參數(shù)不*相同,詳細(xì)信息請參考相關(guān)產(chǎn)品操作手冊。
動態(tài)優(yōu)化
當(dāng)使用矢量控制方式時,變頻器做靜態(tài)識別后可選擇進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化,以檢測電機轉(zhuǎn)動慣量和優(yōu)化速度環(huán)參數(shù) 。在進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化時電機會以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)來優(yōu)化速度控制器。動態(tài)優(yōu)化步驟
1.動態(tài)優(yōu)化必須在快速調(diào)試、靜態(tài)識別完成后進(jìn)行;
2.設(shè)置P1960=1,此時會出現(xiàn)A0542報警;
3.給變頻器啟動命令(啟動命令來源通過P0700參數(shù)選擇),電機會按照不同的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)測量;
4. 變頻器停止,A0542報警消失,P1960被復(fù)位為0表示動態(tài)優(yōu)化過程結(jié)束。如果出現(xiàn)F0042表示速度控制器優(yōu)化失敗。
注意:在不允許電機隨意轉(zhuǎn)動的情況下,請謹(jǐn)慎使用動態(tài)優(yōu)化功能,否則可能導(dǎo)致財產(chǎn)損失或人身傷亡。
功能調(diào)試
根據(jù)使用功能不同調(diào)試步驟不盡相同,相關(guān)功能調(diào)試方法請參考“基本功能”和“特殊功能”內(nèi)容。
G110系列變頻器是一種具有基本功能的變頻器,適用于廣泛的工業(yè)變速驅(qū)動應(yīng)用。SINAMICS G110 變頻器的結(jié)構(gòu)極為緊湊,通過對單相電源(200 V 至 240 V)進(jìn)行電壓-頻率控制來運行。它是低功率范圍 SINAMICS 系列中的理想低成本變頻器解決方案。
G110系列變頻器可以采用兩種控制方式:模擬輸入的控制信號或USS串行通訊(采用RS485協(xié)議)的控制信號。在使用各種規(guī)格和型號的變頻器時,可以帶有濾波器,也可以不帶濾波器(包括帶有“平板式”散熱器的變頻器)。 它們既可用于單機驅(qū)動系統(tǒng),也可集成到‘自動化系統(tǒng)’中。
G110系列變頻器由微處理器控制,并采用具有現(xiàn)代*技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為功率輸出器件。因此,它們具有很高的運行可靠性和功能的多樣性。其脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)頻率是可選的,因而降低了電動機運行的噪聲。全面而完善的保護(hù)功能為變頻器和電動機提供了良好的保護(hù)。SINAMICS G110變頻器具有缺省的工廠設(shè)置參數(shù)時,它是數(shù)量眾多的采用簡單 V/f 控制的電動機變速驅(qū)動系統(tǒng)供電理想變頻驅(qū)動裝置。由于 SINAMICS G110變頻器具有全面而完善的控制功能,在設(shè)置相關(guān)參數(shù)以后,它適用的領(lǐng)域也非常廣泛。變頻器的參數(shù)既可以用 USS 串行通訊方式進(jìn)行修改,也可以用 BOP 進(jìn)行修改。
選擇使用編輯
西門子公司不同類型的變頻器,用戶可以根據(jù)自己的實際工藝要求和運用場合選擇不同類型的變頻器。在選擇變頻器時因注意以下幾點注意事頊:
1、根據(jù)負(fù)載特性選擇變頻器,如負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載需選擇西門子mmv/mdv、mm420/mm440變頻器,如負(fù)載為風(fēng)機、泵類負(fù)載應(yīng)選擇西門子430變頻器。
2、選擇變頻器時應(yīng)以實際電動機電流值作為變頻器選擇的依據(jù),電動機的額定功率只能作為參考。另外,應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波,會使電動機的功率因數(shù)和效率變差。因此,用變頻器給電動機供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較,電動機的電流會增加10%而溫升會增加20%左右。所以在選擇電動機和變頻器時應(yīng)考慮到這種情況,適當(dāng)留有余量,以防止溫升過高,影響電動機的使用壽命。
3、變頻器若要長電纜運行時,此時應(yīng)該采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響,避免變頻器出力不夠。所以變頻器應(yīng)放大一、兩擋選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。
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