SIMOTION D - на базе приводов

• Информационные материалы

  Информационные материалы

  

  Блоки управления SIMOTION D: D410‑2, D4x5‑2 (4 класса производительности)

  SIMOTION D - компактная версия SIMOTION на базе семейства приводов SINAMICS S120.

  Блоки управления SIMOTION D поставляются в следующих вариантах:

  • SIMOTION D410‑2 - компактный модуль управления для одноосевых приложений с многоосевой опцией. Имеет модификации D410‑2 DP и D410‑2 DP/PN для установки на SINAMICS S120 Power Modules в блочном формате.
  • SIMOTION D4x5‑2 - модуль управления для многоосевых приложений на базе SINAMICS S120 в книжном формате. Имеет следующие модификации:
    • модули управления SIMOTION D425‑2 DP и D425‑2 DP/PN базовой (BASIC) производительности для управления перемещением максимум по 16 осям;
    • модули управления SIMOTION D435‑2 DP и D435‑2 DP/PN стандартной (STANDARD) производительности для управления перемещением максимум по 32 осям;
    • модуль управления SIMOTION D445‑2 DP/PN высокой (HIGH) производительности для управления перемещением максимум по 64 осям;
    • модуль управления SIMOTION D455‑2 DP/PN сверх высокой (ULTRA-HIGH) производительности для управления перемещением максимум по128 осям и получения очень коротких циклов управления.

  Эти модули обеспечивают максимальную гибкость и масштабируемость для многоосевых приложений.

  Концепция приборов

  При использовании SIMOTION D все функции SIMOTION PLC и Мotion Сontrol, а также внутренние функции регулирования привода SINAMICS S120 выполняются в одном контроллере. Совместимый с IEC 61131-3 PLC интегрирован в SIMOTION D, благодаря этому возможно управление от одного контроллера не только движением приводов, но и работой всей машины.

  В зависимости от версии SIMOTION D, Устройства HMI могут работать по встроенному интерфейсу PROFIBUS, Ethernet или PROFINET для мониторинга и оперативного управления. Функции удаленного управления, диагностики и телесервиса также могут быть реализованы по этим интерфейсам.

  Область применения

  SIMOTION D находит применение там, где

  • используются приводы SINAMICS S120;
  • функции управления перемещением и функции программируемого логического контроллера должны выполняться в приводе (SINAMICS S120);
  • необходима компактная, сберегающая монтажные объемы конструкция;
  • необходима высокая производительность для системы управления перемещением и обслуживания скоростных каналов ввода/ вывода;
  • во время работы необходима высокая стойкость к электромагнитным воздействиям, вибрационным и ударным воздействиям;
  • необходимо применение модульной концепции машин с поддержкой изохронного режима в промышленных сетях.

  Гибкие решения для концепции модульных машин

  SIMOTION D обеспечивает оптимальную поддержку концепции модульных машин, в которых могут комбинироваться одноосные и высокопроизводительные многоосные приводы:

  • SIMOTION D410-2 (блочный формат) для большинства относительно не дорогих компактных приводов, используемых автономно или для построения небольших многоосных систем с поддержкой 2-3 осей (максимально до 8 осей).
  • SIMOTION D4x5-2 (книжный формат) для построения разомкнутых или замкнутых систем управления перемещением с поддержкой до 128 осей.

  Основные области применения:

  • Упаковочные машины.
  • Машины для обработки пластмасс и резины.
  • Экструдеры, волочильные машины.
  • Текстильные машины.
  • Печатные машины.
  • Машины для деревообработки, обработки стекла, керамики и камня.
  • Конверторы.
  • Обрабатывающие машины.

  В этих машинах находят широкое применение сервоприводы и векторные приводы, требуется высочайшая интеграция функций программируемого контроллера, функций управления перемещением и технологических функций.

  Модули управления SIMOTION D4x5-2 имеют исполнения SIPLUS для тяжелых промышленных условий эксплуатации.

  Дизайн

  

  Типовое решение на базе SIMOTION D

  Компоненты и интерфейсы SIMOTION D

  • Различные типы дисплеев для отображения состояний и ошибок.
  • Встроенные дискретные входы и выходы.
  • Опциональный слот (только в D4x5‑2), например, для установки терминальной платы TB30 с дополнительным набором входов и выходов.
  • Встроенные коммуникационные интерфейсы для подключения:
    • приводов SINAMICS S120;
    • систем распределенного ввода/ вывода;
    • систем человеко-машинного интерфейса;
    • компьютеров/ программаторов;
    • других систем управления перемещением и систем автоматизации;
    • других приводов SINAMICS S110/S120 с цифровым интерфейсом установки заданий.
  • Слот для установки CF карты.

  Одноосные системы на базе SIMOTION D410‑2

  Одноосные системы на базе SIMOTION D410‑2 включают в свой состав:

  • Модуль управления SIMOTION D410‑2.
  • Силовой модуль SINAMICS S120 PM240-2 или PM340 в книжном формате.
  • Прочие компоненты. Например,:
    • блок питания;
    • фильтр;
    • дроссель и т.д.

  Соединение между SIMOTION D410‑2 и силовым модулем SINAMICS S120 выполняется через встроенный интерфейс PM-IF или, при использовании адаптера CUA31/CUA32, через DRIVE-CLiQ.

  Многоосные системы на базе SIMOTION D410‑2

  Для построения многоосных систем на базе SIMOTION D410‑2 через сети PROFIBUS или PROFINET к модулю управления подключаются дополнительные приводы SINAMICS S110/S120.

  Централизованное управление перемещением осуществляет модуль SIMOTION D410‑2. Для управления перемещением используются технологические объекты SIMOTION.

  Многоосные системы на базе SIMOTION D4x5‑2

  Многоосные системы на базе SIMOTION D4x5‑2 включают в свой состав:

  • Модуль управления SIMOTION D4x5‑2.
  • Линейные (вводные) модули SINAMICS S120.
  • Один или несколько силовых модулей SINAMICS S120.
  • Прочие компоненты. Например,:
    • блок питания.
    • фильтр.
    • дроссель и т.д.

  Соединение между модулем управления SIMOTION D и силовыми модулями SINAMICS S120 выполняется через DRIVE‑CLiQ.

  Замечание:
  Модули управления SINAMICS S120 PM240-2/PM340 в блочном формате могут использоваться на SIMOTION D4x5‑2/CX32‑2 с адаптером модуля управления CUA31/CUA32.

  Расширение каналов ввода/ вывода

  SIMOTION D могут расширяться:

  • станциями систем распределенного ввода/ вывода (например, SIMATIC ET 200SP);
  • терминальными модулями (например, TM15, TM31 и т.д.).

  Функции

  Базовая функциональность

  Основные функции поставляются на CF карте и загружаются в SIMOTION D при включении питания. Эти функции включают в свой состав:

  • Runtime система SIMOTION:
    • Программа пользователя на нескольких языках, соответствующих требованиям стандарта IEC 61131.
    • Различные методы выполнения программы (циклическое, последовательное, событийное).
    • Функции программируемого контроллера и арифметические функции.
    • Коммуникационные функции и функции управления.
    • Базовые функции управления перемещением (Motion Control Basic).
  • Управление приводами SINAMICS S120:
    • SIMOTION D410‑2:
      Управление током/ скоростью (на базе CU310‑2 с встроенным программным обеспечением V4.x) по одной оси с сервоприводом, одной векторной оси или одной оси V/f .
    • SIMOTION D4x5‑2:
      Управление током/ скоростью (нак базе CU320‑2 с встроенным программным обеспечением V4.x) максимум по 6 осям с сервоприводами, по 6 векторным осям или по 12 осям V/f , управление с обратной связью для подачи (Active Line Module - активный модуль питания).
  • Инструментарий тестирования и диагностики.

  При необходимости базовые функции могут расширяться с помощью загружаемых технологических пакетов.

  Управление позиционированием для приводов

  • Интегрированные приводы (SINAMICS Integrated):
    Силовой модуль подключается к модулю управления SIMOTION D410‑2 через DRIVE‑CLiQ или через встроенный интерфейс PM‑IF.
  • Приводы с цифровым интерфейсом заданий:
    SIMOTION D управляет позиционированием приводов с цифровым интерфейсом заданий через сети PROFIBUS DP/ PROFINET IO с поддержкой профиля PROFIdrive.
  • Приводы с аналоговым интерфейсом заданий (например, для модернизации или гидравлических систем):
    Модуль ADI 4 (аналоговый интерфейс приводов на 4 оси) или IM 174 (интерфейсный модуль для 4 осей) может использоваться для подключения приводов с аналоговым интерфейсом заданий ±10 В. Дополнительно модуль IM 174 позволяет подключать шаговые приводы с импульсным интерфейсом.
    Оба модуля подключаются через PROFIBUS DP. К одному модулю ADI 4 или IM 174 могут быть подключены:
    • 4 привода,
    • 4 датчика положения,
    • дискретные входы и выходы.

  Технологические пакеты SIMOTION

  Базовые функции SIMOTION могут быть расширены загрузкой технологических пакетов:

  • Управление перемещением с технологическими функциями:
    • POS – позиционирование;
    • GEAR – синхронизация работы/ электронный редуктор;
    • CAM – электронный командоконтроллер;
    • PATH – интерполяция пути перемещения.
  • TControl – регулятор температуры.
  • MIIF – многоцелевой информационный интерфейс.

  Технологические пакеты имеют индивидуальные лицензии, поэтому Вы платите только за то, что Вам действительно нужно.

  Производительность

  Аппаратная поддержка математических операций с плавающей запятой позволяет выполнять сложные математические вычисления, необходимые для работы системы.

  Быстрое выполнение инструкций открывает новые возможности применения в приложениях со средним и высоким уровнем производительности.

  Конфигурирование/ настройка параметров/ программирование

  SIMOTION SCOUT представляет собой мощный и удобный инструмент разработки. Он является интегрированной системой для всех этапов проектирования. От конфигурирования и настройки параметров, программирования до тестирования и диагностики. Графическое представление данных, использование диалоговых окон и мастеров, а также текстовых и графических языков программирования значительно снижает время ознакомления с пакетом и время обучения персонала.

  Оперативное управление и мониторинг (HMI)

  Коммуникационные сервисы поддержки обмена данными с приборами и системами SIMATIC HMI встроены в базовые функции SIMOTION D.

  HMI приборы могут подключаться к SIMOTION D через сети PROFIBUS, Industrial Ethernet или PROFINET и конфигурироваться в среде SIMATIC WinCC (TIA-Portal).

  SCADA система SIMATIC WinCC от V7.0 и выше содержит канал связи с SIMOTION, который включен в содержимое WinCC DVD.

  Коммуникационное программное обеспечение SIMATIC NET позволяет использовать для доступа к SIMOTION открытый стандартный OPC интерфейс. Он может быть использован для связи с другими системами визуализации на базе операционной системы Windows.

  Сервисные и диагностические функции SIMOTION IT

  SIMOTION IT обеспечивает взаимодействие с SIMOTION D с встроенным Web сервером. Например, для сохранения Web страниц пользователя.

  Обеспечивается поддержка функций чтения и записи переменных модуля управления. Java скрипты и апплеты обеспечивают поддержку функций управления и отображения информации на Web странице, которая используется клиентским компьютером с интернет браузером.

  Связь с процессом и обмен данными

  Наличие встроенных интерфейсов позволяет SIMOTION D поддерживать связь с процессом и выполнять коммуникационный обмен данными.

  PROFINET IO с обменом данными с режиме IRT находит применение в сложных приложениях управления перемещением. Дополнительно к тактовой синхронизации, минимальному времени цикла 250 мкс и поддержке профиля PROFIsafe интерфейс PROFINET модулей управления SIMOTION D4xx‑2 позволяет выполнять непосредственное подключение к кольцевой сети с поддержкой протоколов MRP и MRPD.

  Система проектирования SIMOTION SCOUT позволяет выполнять конфигурирование и диагностику коммуникационных соединений.

  Встроенные функции обеспечения безопасности

  Встроенные функции обеспечения безопасности (F функции) приводов SINAMICS S120 позволяют использовать SIMOTION D для построения эффективных систем защиты персонала и оборудования.

  В настоящее время приводы SINAMICS S120 поддерживают следующий набор функций обеспечения безопасности:
  (Терминология в соответствии с требованиями стандарта IEC 61800‑5‑2)

  • Safe Torque Off (STO) - безопасное отключение момента.
  • Safe Brake Control (SBC) - безопасное управление торможением.
  • Safe Stop1 (SS1) - безопасный останов 1.
  • Safe Stop2 (SS2) - безопасный останов 2.
  • Safe Operating Stop (SOS) - безопасный останов операций.
  • Safely Limited Speed (SLS) - безопасное ограничение скорости.
  • Safe Speed Monitor (SSM) - мониторинг безопасной скорости.
  • Safe Direction (SDI) - безопасное направление.
  • Safely-Limited Position (SLP) - безопасная ограничительная позиция.
  • Safe Position (SP) ¹⁾ - безопасная позиция.
  • Safe Brake Test (SBT) ¹⁾ - безопасное тестирование тормоза.

  1) Эти функции в стандарте IEC 61800-5-2 отсутствуют.

  Активация функций обеспечения безопасности

  Функции обеспечения безопасности (F функции) могут быть активированы следующими способами:

  • Через клеммы на D4x5‑2/CX32‑2 и на силовых модулях (STO, SBC, только SS1).
  • Через F входы терминального модуля TM54F.
  • Через F выходы D410‑2.
  • Через сети PROFINET/ PROFIBUS с поддержкой профиля PROFIsafe.

  Встроенные функции обеспечения безопасности реализованы в электронном виде и обладают более короткими временами реакции по сравнению с решениями на основе функций внешнего мониторинга.

  Функции обеспечения безопасности на основе PROFIsafe

  Функции обеспечения безопасности могут быть активированы через промышленные сети PROFINET или PROFIBUS, поддерживающими профиль PROFIsafe. Управление (F логика) F системой выполняет F-CPU, подключенный к соответствующей сети. F-CPU присутствуют в номенклатуре модулей программируемых контроллеров S7-300/ S7-400/ S7-1500, станций ET 200S и ET 200SP, компьютерных систем управления WinAC RTX F.

  Функции обеспечения безопасности передаются через модули управления SIMOTION D410‑2 и D4x5‑2 к следующим приводам:

  • Встроенные приводы SINAMICS S120 на SIMOTION D410‑2 и D4x5‑2.
  • Приводы на контроллере расширения SIMOTION CX32‑2.
  • Приводы на модулях управления SINAMICS, подключаемые к SIMOTION D через PROFIBUS.
  • Приводы на модулях управления SINAMICS, подключаемые к SIMOTION D через PROFINET (в этом случае F‑CPU должен быть подключен к PROFINET).

  Замечание

  Для получения более полной информации о допустимых топологиях, количестве осей и необходимых компонентах Вы можете связаться со специалистами ближайшего представительства Siemens.

  Детальная информация о системах SIMOTION D и приводах SINAMICS приведена в соответствующих руководствах.

  

  Пример F системы на базе SIMOTION D4x5‑2: управление функциями обеспечения безопасности через PROFINET с поддержкой профиля PROFIsafe

  Особенности

  • Рентабельное объединение функций программируемого логического контроллера, функций управления перемещением и технологических функций непосредственно в приводе.
  • Использование инновационной конструкции приводов SINAMICS S120.
  • Компактные размеры, снижение размеров шкафов управления.
  • Поддержка модульных и распределенных концепций построения систем управления.
  • Удобство работы.
  • Различный набор коммуникационных интерфейсов:
    • D410‑2 DP и D4x5‑2 DP: встроенные интерфейсы Industrial Ethernet и PROFIBUS DP.
    • D410‑2 DP/PN и D4x5‑2 DP/PN: встроенные интерфейсы Industrial Ethernet, PROFIBUS DP и PROFINET IO.
  • Высокая производительность, обеспечиваемая множеством встроенных функций.
  • Самый простой инжиниринг от ввода в эксплуатацию привода до применений управления и Motion Control.
  • Простое обслуживание. Сохранение программы, данных, параметров привода и лицензий на CF карте.
  • Высокая динамичность системы, поскольку интерфейс между контроллером и управлением перемещением теперь не нужен.