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(jī)械工程應(yīng)用中的所有任務(wù)提供了適宜功能。

實(shí)現(xiàn)這些功能的基礎(chǔ)是采用了符合 IEC 61131-3 標(biāo)準(zhǔn)中的機(jī)器自動化要求（如監(jiān)控、順序控制、輸入/輸出處理、計(jì)算等）的 PLC。

提供了用于運(yùn)動控制的可擴(kuò)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(yùn)運(yùn)動的 3D 路徑插補(bǔ)。生產(chǎn)機(jī)械中常用的工藝功能（如壓力調(diào)節(jié)器或溫度控制器）對該功能加以補(bǔ)充。

因此，SIMOTION 提供了一種全面而可擴(kuò)展的功能，擁有生產(chǎn)機(jī)器所需的全部功能，PLC 性能從低到高，適用于基本單軸應(yīng)用到復(fù)雜多軸應(yīng)用。

SIMOTION 應(yīng)用的軟件結(jié)構(gòu)

SIMOTION Kernel – 基本功能

SIMOTION Kernel 中組合了 SIMOTION 設(shè)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(jì)數(shù)器
• I/O 運(yùn)行
• 通信

此外，還提供一套支持以下任務(wù)的強(qiáng)大運(yùn)行系統(tǒng)

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

語言范圍符合 IEC 61131?3 標(biāo)準(zhǔn)，并且包含 I/O 管理、過程和機(jī)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(jié)構(gòu)化文本）、MCC（Motion Control Chart，運(yùn)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(jìn)行擴(kuò)展。

SIMOTION 工藝功能包

SIMOTION 工藝功能包結(jié)合了眾多領(lǐng)域機(jī)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(tǒng)功能的方式擴(kuò)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(jìn)行設(shè)置、配置和參數(shù)設(shè)定。

運(yùn)動控制工藝功能包

此工藝功能包包含全面的運(yùn)動控制功能，提供了開放而又靈活的應(yīng)用編程方式，確保用戶能夠?qū)嵤?fù)雜的運(yùn)動控制應(yīng)用。

SIMOTION 運(yùn)動控制工藝功能包具有以下功能：

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

該技術(shù)功能包中的工藝對象功能可通過附加語言命令和系統(tǒng)變量以及符合 PLCopen 的函數(shù)塊來訪問。因此，運(yùn)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(tǒng)變量進(jìn)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(qū)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(huán)和閉環(huán)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(dāng)服務(wù)器，支持以符號化方式訪問 SIMOTION 數(shù)據(jù)并通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)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(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)集成到 SIMOTION 用戶程序中。SIMOTION Utilities & Applications 中也提供了編程示例和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用。The SIMOTION Utilities & Applications 隨 SCOUT 免費(fèi)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(tǒng)一通過語言命令進(jìn)行訪問。

因此，SIMOTION 應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu)支持 PLC 功能與運(yùn)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(yùn)動順序的優(yōu)化工作（無需 PLC/運(yùn)動接口）、降低了工程成本并提高了產(chǎn)品質(zhì)量和機(jī)器生產(chǎn)率（機(jī)器周期和輸出）。

SIMOTION 應(yīng)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(yùn)動控制圖），可直觀方便地進(jìn)行圖形化編程。
• 此外，也可通過文字化方式使用結(jié)構(gòu)化文本 (ST) 進(jìn)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(huán)和閉環(huán)控制功能進(jìn)行組態(tài)（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(qū)動（電源單元和編碼器）的符號分配
• 方便地完成驅(qū)動外設(shè)（I/O、凸輪、探針）的符號利用
• 自動地比較整個驅(qū)動總成相關(guān)的全部特性變量
• 提高直至傳動的*性（訪問控制/狀態(tài)字和傳動數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)矩限值、附加的轉(zhuǎn)矩設(shè)定點(diǎn)）
• 支持采用伺服傳動的高動態(tài)應(yīng)用，基于 DSC（Dynamic Servo Control，動態(tài)伺服控制），可實(shí)現(xiàn) 125 µs 的位置控制周期
• 支持采用液壓傳動的高動態(tài)應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn) 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(huán)控制實(shí)現(xiàn)同步

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

通過項(xiàng)目 SIMOTION easyProject，可將基本及模塊化機(jī)器功能集成到 SCOUT 工程組態(tài)項(xiàng)目中。

SIMOTION 等時模式

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

• 終端到終端和終端到軸的響應(yīng)時間較短
• 機(jī)器循環(huán)時間更短
• 可通過編程完成同步閉環(huán)控制任務(wù)
• 基于確定且可再現(xiàn)的機(jī)器響應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)較高的產(chǎn)品質(zhì)量

模塊化概念 – 模塊化機(jī)器

SIMOTION 支持模塊化機(jī)器概念，進(jìn)而可降低工程和調(diào)試成本，具體體現(xiàn)在：

• 通過庫和可重復(fù)使用的模塊進(jìn)行模塊化軟件開發(fā)
• 劃分為各個機(jī)器模塊，例如，可通過分布式同步操作（通過 PROFIBUS DP 或帶同步實(shí)時功能的 PROFINET IO）來鏈接這些機(jī)器模塊?；冢蓪?xiàng)目進(jìn)行重新組態(tài)（例如，使用人機(jī)界面）。
• 在組態(tài)和運(yùn)行期間，激活/禁用 DP 從站/PROFINET IO 設(shè)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(xiàng)目 SIMOTION easyProject，方便地對項(xiàng)目進(jìn)行模塊化組態(tài)

模塊化的機(jī)器設(shè)計(jì)意味著可取得可擴(kuò)展的解決方案和大型軸布置。標(biāo)準(zhǔn)化的模塊可輕松適應(yīng)特定的要求，并可分別進(jìn)行測試。然后，這些模塊可以方便地組合成不同類型的機(jī)器。

通過 PROFIBUS 進(jìn)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(shè)備（編程設(shè)備功能）的通信
• SIMATIC HMI 設(shè)備通信
• 與安裝有 SIMATIC NET OPC 的 PC 進(jìn)行通信。
  作為前提條件，PC 上應(yīng)安裝 SIMATIC NET SOFTNET S7 軟件。

基于以太網(wǎng)/PROFINET 的通信

所有平臺均提供以下基于以太網(wǎng)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(shè)備、SIMATIC CPU 和非 Siemens 設(shè)備進(jìn)行通信
• 與編程設(shè)備（編程設(shè)備功能）的通信
• SIMATIC HMI 設(shè)備通信
• 基于 SCADA 系統(tǒng) WinCC 的通信。
• 與安裝有 SIMATIC NET OPC 的 PC 進(jìn)行通信。
  作為前提條件，PC 上應(yīng)安裝 SIMATIC NET SOFTNET S7 軟件。

SIMOTION IT

使用 SIMOTION IT，可通過工業(yè)以太網(wǎng)（標(biāo)準(zhǔn) Internet 瀏覽器上的 HTML）獲得附加通信功能：

• 無需項(xiàng)目和工程組態(tài)系統(tǒng)，通過標(biāo)準(zhǔn) SIMOTION IT web 頁面，即可提供豐富、強(qiáng)大的診斷功能
• 通過用戶定義 SIMOTION IT web 頁面，實(shí)現(xiàn)相關(guān)診斷和操作功能 
• 通過 SIMOTION IT OPC XML-DA 實(shí)現(xiàn)通信和過程值訪問型應(yīng)用
• SIMOTION IT 虛擬機(jī)：除了自動化功能后，還可創(chuàng)建 SIMOTON JAVA 運(yùn)行環(huán)境的 Java 應(yīng)用。

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