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自動化系統(tǒng)主要通過以下特性來識別:
但是,機械工程需求差異非常大,取決于具體的機器型號。
每個硬件平臺在特定應(yīng)用中使用時都有其優(yōu)點。
不同的平臺之間還可以非常輕松地進行組合,這是模塊化機器和設(shè)備的突出優(yōu)點。因為單個的硬件平臺總是具有相同的系統(tǒng)特性,即不論使用什么平臺,功能和工程總是一樣。
PROFIBUS 或 PROFINET 可以用來創(chuàng)建驅(qū)動和 I/O 之間的遠程連接。
PROFINET/PROFIBUS 還可以用于 HMI 設(shè)備(如 SIMATIC HMI 或 SIMATIC S7 之類的上位控制器)之間的通信。這就意味著,SIMATIC HMI 面板以及安裝有 WinCC 的 PC 可以用作操作員系統(tǒng)。甚至第 3 方應(yīng)用也可以通過 OPC 接口與 SIMOTION 進行通信。
在 SIMOTION D 中,SIMOTION 的功能直接集成于 SINAMICS S120 驅(qū)動系統(tǒng)的閉環(huán)控制模塊中。因此,整個系統(tǒng)(包括開環(huán)控制和驅(qū)動)都極其緊湊且響應(yīng)快速。
SIMOTION D 提供兩種型號:
這種性能細分確保大程度的可擴展性和靈活性。應(yīng)用領(lǐng)域從單軸機器到高性能的多軸機器。為了實現(xiàn)可視化和操作,SIMATIC HMI 設(shè)備可通過 PROFIBUS、以太網(wǎng)或 PROFINET 進行連接,具體取決于SIMOTION D 的型號。通過 PROFINET 或 PROFIBUS 來連接分布式 I/O。
SIMOTION C 是采用 SIMATIC S7-300 設(shè)計的運動控制器。
其提供兩種型號,接口不同,但運動控制功能或性能都相同。除了已經(jīng)集成的 I/O 外,兩種控制器還可通過 SIMATIC S7-300 系列的 I/O 模塊加以擴展。
SIMOTION C240 是采用模擬量設(shè)定值接口和步進驅(qū)動器的應(yīng)用的理想解決方案。它具有四個內(nèi)置驅(qū)動器和編碼器接口,非常適合機器改裝項目。
SIMOTION C240 PN 可用于基于 PROFINET 的機器自動化項目。這種控制器具有三個 PROFINET 端口,除支持 TCP/IP 和 RT 通信外,還支持具有 IRT 功能的 PROFINET。它能夠操作采用 PROFIdrive 行規(guī)的 PROFINET 驅(qū)動器以及 PROFINET I/O(如高速 SIMATIC ET 200SP)。
兩種型號都另外配備兩個 PROFIBUS 接口,通過這兩個接口可以連接支持 PROFIdrive 行規(guī)和標準 I/O 的驅(qū)動。除此以外,兩個控制器還具有工業(yè)以太網(wǎng)接口,從而提供更多的通信選項。
SIMOTION P 是基于 PC 的運動控制系統(tǒng),具有兩種型號:
由于 PC 中不含旋轉(zhuǎn)部件,SIMOTION P320-4 系統(tǒng)適用于惡劣環(huán)境中的應(yīng)用。兩個 PC 都配有針對 SIMOTION 的常見實時擴展系統(tǒng)。這就意味著,除了 SIMOTION 機器應(yīng)用程序以外,還可能隨時運行其他 PC 應(yīng)用程序,例如 SIMOTION 工程系統(tǒng)、操作員應(yīng)用程序、過程數(shù)據(jù)例程或標準的 PC 應(yīng)用程序。
借助其的處理器性能,SIMOTION P350-4 特別適合對性能要求較高的應(yīng)用(如具有高動態(tài)配置和壓力控制回路的液壓應(yīng)用)。
SIMOTION P320-4 特別適合惡劣的操作環(huán)境。由于其尺寸小,因此對于許多可用空間有限并且需要設(shè)計非常堅固的應(yīng)用均是佳選擇。
SIMOTION P320-4 可通過各種不同的 SIMOTION 工業(yè)平板顯示器來操作 (IFP)。提供了不同的屏幕大小,既可以使用鍵盤和鼠標,也可以使用觸摸屏進行操作。
這兩個型號都標配有一個現(xiàn)場總線接口,其形式為集成式 PROFINET 接口(3 個端口)。IsoPROFIBUS board 板可安裝在擴展插槽內(nèi)以實現(xiàn) PROFIBUS 應(yīng)用。IsoPROFIBUS 板具有兩個附加 PROFIBUS 接口。
通過 SIMOTION,帶有眾多不同機器的運動任務(wù)可輕松、統(tǒng)一地執(zhí)行。
為了方便任務(wù)的執(zhí)行,一個非常特別的多層軟件結(jié)構(gòu)被選擇作為運行系統(tǒng)。所有 SIMOTION 設(shè)備都提供了 PLC 功能等基本功能,帶有符合標準 IEC 61131-3 的一個指令集。用戶可使用隨附的工藝包和函數(shù)庫來擴展基本功能。
工藝包、函數(shù)庫和運行系統(tǒng)的多層結(jié)構(gòu)相結(jié)合,可將 SIMOTION 的功能加以擴展。
可伸縮
使用靈活
可擴展
每個技術(shù)功能包都為相關(guān)技術(shù)提供了完整功能。例如,運動控制功能包提供了用于精確定位運動的所有功能(包括凸輪系統(tǒng))。
它還負責處理與驅(qū)動器之間進行的設(shè)定點和實際值循環(huán)交換,包括位置控制、運動曲線的計算、運動的刪除和超控、歸位功能、編碼器切換、軸的釋放、狀態(tài)信息,等等。
除運動控制工藝包(包括定位、同步操作、輸出凸輪和路徑插補)之外,還提供了用于其他技術(shù)的功能包,如溫度控制。
功能庫提供了標準功能
模塊化用戶功能也可存儲為庫,以便在項目中以標準形式執(zhí)行。
編碼器類型 |
接口 |
安全集成1) |
精度(單位[角秒]) |
分辨率 |
防護等級
不帶/帶有 |
---|---|---|---|---|---|
增量型編碼器 |
|||||
|
sin/cos 1 Vpp |
Yes |
± 18 mech. × 3600/ |
2500 S/R |
IP67/IP64 |
RS422 (TTL) |
2) |
± 18 mech. × 3600/ |
5000 S/R |
IP67/IP64 |
|
HTL |
2) |
± 18 mech. × 3600/ |
2500 S/R |
IP67/IP64 |
|
RS422 (TTL) double track |
2) |
Track 1: ± 63 |
Track 1: 1024 S/R |
IP67/IP64 |
|
Absolute encoders |
|||||
|
DRIVE?CLiQ |
2) |
± 36 |
Single?turn
Multi?turn |
IP67/IP64 |
|
SSI |
2) |
± 79 |
Single?turn
Multi?turn |
IP67/IP64 |
EnDat |
Yes |
± 60 |
Single?turn
Multi?turn |
IP67/IP64 |
|
|
PROFIBUS DP |
2) |
± 79 |
Single-turn
Multi-turn |
IP67/IP64 |
|
PROFINET IO |
2) |
± 79 |
Single-turn
Multi-turn |
IP67/IP64 |
S/R = 信號/轉(zhuǎn)數(shù)
1) 內(nèi)置式轉(zhuǎn)動編碼器可用于安全集成。
2)欲了解用于安全集成的內(nèi)置式轉(zhuǎn)動編碼器的使用信息,請聯(lián)系您當?shù)氐奈鏖T子辦公室。
值編碼器、增量式編碼器和安裝附件
內(nèi)置光電旋轉(zhuǎn)編碼器可以測量電機路徑、旋轉(zhuǎn)角度或轉(zhuǎn)速。它們可與數(shù)控系統(tǒng)、PLC、驅(qū)動裝置以及位置顯示器一起使用。例如:
測量程序分增量式和值式:
每種編碼器均有同步法蘭版和夾緊法蘭版。采用同步法蘭連接的編碼器可以通過 3 個卡爪或者軸向螺釘安裝到設(shè)備上。該編碼器通過一個插入式聯(lián)軸器或一個彈簧圓盤聯(lián)軸器來驅(qū)動。另外,也可以使用皮帶輪。
編碼器電源電壓為 5 V DC 或者 10 V DC 至 30 V DC。10 V DC 至 30 V DC 的類型支持的電纜長度更長。大多數(shù)控制系統(tǒng)直接在測量回路連接器上施加電源電壓。使用 SINAMICS,測量系統(tǒng)的電源通過傳感器模塊來提供。
對于帶電纜的旋轉(zhuǎn)編碼器,電纜長度(包括連接器)為 1 m (3.28 ft)。
對于編碼器處的電纜,必須符合以下彎曲半徑要求:
電源
如果從具有符合 IEC 61010-13rd Ed. 第 9.4 部分的限制功率或符合 IEC 60950-12nd Ed.第 2.5 部分的限制功率的二次電路供電,或從符合 UL1310 的 Class 2 二次電路供電,那么這些測量系統(tǒng)僅滿足標準 IEC 61010-1 中規(guī)定的要求。也可以用標準 DIN EN 61010-1、EN 61010-1、UL 61010-1 和 CAN/CSA-C22.2 No. 61010-1 的相應(yīng)部分來替代標準 IEC 61010-13rd Ed.第 9.4 部分,或用標準 DIN EN 60950-1、EN 60950-1、UL 60950-1 和 CAN/CSA-C22.2 No. 60950-1 的響應(yīng)部分來替代標準 IEC 60950-12nd Ed. 第 2.5 部分。
組態(tài)控制柜的新方法
通過 Planning Efficiency,西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域提供了在電氣規(guī)劃過程中經(jīng)常提出的典型問題的:
Planning Efficiency 集中了西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的全部電子支持方式。在項目的每個階段,在線功能可以提高規(guī)劃人員的效率,使其日常工作變得輕松方便。同時,Planning Efficiency 將重點放在控制柜配置等方面。尤其在電氣規(guī)劃中的早期階段,可在時間和成本方面節(jié)省高達 80%。
為了向規(guī)劃人員提供全部所需,并使配置控制柜時的現(xiàn)代電氣規(guī)劃工作更加容易,由 Planning Efficiency 提供的電子支持將重點放在:
在此過程的每個階段,西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的全面在線功能可在全球范圍內(nèi)全天候提供用戶所需的信息和產(chǎn)品數(shù)據(jù)。
例如,在機械設(shè)計中,產(chǎn)品組態(tài)人員將提供在控制柜結(jié)構(gòu)圖中使用的具體饋電裝置的尺寸圖和三維模型。 |
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CAx Online Generator 將提供電氣設(shè)計所需的所有數(shù)據(jù),例如,用于向 CAE 系統(tǒng)(V1.9 或更改版本)中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫自動提供主數(shù)據(jù)的 這樣就可非常方便地集成到 CAE 系統(tǒng)中。 |
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通過西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域在線支持中的“我的支持”(MySupport) 中所提供的“文檔”(Documentation) 功能,只需幾次點擊,就可從已安裝的西門子產(chǎn)品的現(xiàn)有手冊編制出符合標準的設(shè)備文檔,從而提高工作質(zhì)量,減小工作負荷。 |
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若不使用 Planning Efficiency,就會將大量時間浪費在手動數(shù)據(jù)傳輸上面?,F(xiàn)在,您可將精力再次集中于重要的方面。
所需的所有信息和產(chǎn)品將由西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域提供,可方便地獲得。這樣就會使控制柜的配置變得更加高效,使用戶的每日工作更加輕松。
AS-Interface
AS-Interface (AS-i) – 更準確地說,是執(zhí)行器-傳感器接口 – 是一種現(xiàn)場級智能總線系統(tǒng)。該總線系統(tǒng)可以比任何一種其它系統(tǒng)更簡便、更靈活、更高效地將現(xiàn)場中的全部傳感器和執(zhí)行器連接至上層控制系統(tǒng)。
復雜自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并非總能一眼看出。帶大量具備實時性要求的設(shè)備的現(xiàn)場級,尤其必須擁有清晰的結(jié)構(gòu)。
這正是 AS-I 現(xiàn)場總線可以提供的:AS?i 網(wǎng)絡(luò)中,采用簡單的雙芯電纜(一種黃色的 AS?i 電纜),多可將 62 個總線節(jié)點連接至 AS?i 主站,而且,還可以同時向該些主站和總線節(jié)點供電。該標準適用于實現(xiàn)惡劣環(huán)境中的可靠數(shù)據(jù)傳輸,而且,還對 AS-interface 提供了高程度的保護功能。
西門子公司的 AS-I 產(chǎn)品具有各種優(yōu)勢
SIMATIC NET 培養(yǎng)集成完整解決方案所需的所有部件,并支持下列總線系統(tǒng):
工業(yè)以太網(wǎng)(IEEE 802.3 和 802.11 WLAN)– 區(qū)域網(wǎng)絡(luò)連接的國際標準是占有 90% 以場份額的局域網(wǎng)環(huán)境中的首要網(wǎng)絡(luò)標準。通過工業(yè)以太網(wǎng),可在分布很廣的區(qū)域內(nèi)構(gòu)建功能強大的通訊網(wǎng)絡(luò)。
國際標準 PROFINET (IEC 61158/61784) 使用了工業(yè)以太網(wǎng),可實現(xiàn)直至現(xiàn)場級的實時通訊,也可將企業(yè)級集成進來。由于全面利用了現(xiàn)有 IT 標準,PROFINET 還在工業(yè)以太網(wǎng)上實現(xiàn)同步運動控制應(yīng)用、高效跨廠商工程組態(tài)和機器與設(shè)備的高可用性。PROFINET 支持分布式自動化和控制器之間的通訊,可實現(xiàn)故障安全應(yīng)用。
PROFIBUS (IEC 61158/61784) – ?的布線系統(tǒng)國際標準。?μ????£它是僅有的一種可用于在生產(chǎn)應(yīng)用和過程應(yīng)用中進行通訊的現(xiàn)場總線。
AS-Interface (IEC 62026-2/EN 50295) – 可替代電纜束的國際標準連接技術(shù),可通過兩線制總線非常經(jīng)濟地將傳感器和執(zhí)行器連接在一起。
IO 鏈路 –
用于智能化連接現(xiàn)場級到 MES 級的傳感器和執(zhí)行器的標準。
全球標準 KNX/EIB (EN 50090、ANSI EIA 776)是實現(xiàn)樓宇自動化的基礎(chǔ)。
網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換通過控制器或鏈路實現(xiàn)??梢詮墓S的任何位置執(zhí)行組態(tài)和診斷。
您想快速推出新產(chǎn)品嗎?您想迅速靈活地響應(yīng)市場需求,減少轉(zhuǎn)換時間從而縮短產(chǎn)品的時間嗎?您想提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本嗎?還有,您想充分利用工廠和機器的生產(chǎn)能力,并盡可能減少停機時間嗎?
這些目標,只有您工廠內(nèi)所有的機器都能彼此完美協(xié)同運作,才能實現(xiàn)。因此,您需要開放的、集成的自動化通訊——無論在公司內(nèi)還是公司外。通過確保實現(xiàn)下列條件來避免隔離的自動化和信息技術(shù)解決方案:
用于自動化解決方案的一個重要構(gòu)建塊就是通訊網(wǎng)絡(luò)。SIMATIC NET(工業(yè)用聯(lián)網(wǎng)技術(shù))代表為數(shù)眾多的模塊,面向工業(yè)設(shè)計,用于有效完成通訊任務(wù):
SIMATIC NET 提供的解決方案,不僅充分利用了以太網(wǎng)的優(yōu)點,而且還簡化了集成現(xiàn)場總線系統(tǒng)。有力的例證包括:
許多年以來,分布式的解決方案在全球的重要性不斷增強。分布式工廠結(jié)構(gòu)可以減少安裝、維護和診斷成本。這需要智能化設(shè)備在現(xiàn)場運作,并通過網(wǎng)絡(luò)彼此連接。若實現(xiàn)擴展安裝及連接不同的系統(tǒng),開放性和靈活性十分重要。為此,多個國際委員為總線系統(tǒng)制定了許多標準。
PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng) |
|
工業(yè)以太網(wǎng) |
– 基于國際以太網(wǎng)標準的工業(yè)標準 |
PROFINET |
——用于自動化系統(tǒng)的開放性工業(yè)以太網(wǎng)標準 |
工業(yè)無線 LAN |
– 基于標準的無線通訊工業(yè)標準 |
PROFIBUS |
|
PROFIBUS |
——用于現(xiàn)場級的國際標準在總線系統(tǒng)中是全球者 |
AS-i 電纜連接 |
|
AS-Interface |
——符合該國際標準的 AS-Interface,作為電纜線束的低成本替代品,可通過兩芯導線連接傳感器和執(zhí)行器。 |
IO-Link |
|
IO-Link |
——用于從現(xiàn)場級到 MES 級智能連接傳感器和執(zhí)行器 |
憑借全集成自動化(TIA),西門子公司成為一家能夠一致性提供涵蓋所有領(lǐng)域自動化產(chǎn)品和系統(tǒng)的供應(yīng)商,從進貨入庫到加工流程,再到產(chǎn)品配送,從現(xiàn)場級到生產(chǎn)控制級,再到公司管理級的集成。
全集成自動化的優(yōu)點不僅在設(shè)計和工程階段,而且在裝配和調(diào)試階段以及操作和維護階段都表現(xiàn)不俗。
只需花費較小的成本,即可創(chuàng)建自動化解決方案。全新的開發(fā)自由度,能夠更快速、更靈活地應(yīng)對新的市場需求。工廠也可很容易地進行擴建或改造,而無需中斷當前的生產(chǎn)運行。
隨著工業(yè)以太網(wǎng)在自動化領(lǐng)域中的應(yīng)用增長,全集成自動化中的兩大主題愈顯重要:PROFINET 和 SCALANCE。
您需要公司內(nèi)戰(zhàn)略性決策的無縫信息流 - 從第一個制造階段到操作直到公司管理層。為此,必須在工廠設(shè)計規(guī)劃伊始,即能高效性及高一致性。
PROFINET,是一種開放式、創(chuàng)新工業(yè)以太網(wǎng)標準,符合所有工業(yè)自動化要求,可公司范圍內(nèi)的一致性通訊。
PROFINET 用于直接連接分布式現(xiàn)場設(shè)備到工業(yè)以太網(wǎng),以及同步運動控制應(yīng)用的解決方案。 借助于組件技術(shù),PROFINET 還支持分布式自動化系統(tǒng),以及垂直集成和安全型應(yīng)用的解決方案。PROFINET 還支持控制器與控制器之間的通訊。
SCALANCE X 工業(yè)以太網(wǎng)交換機、SCALANCE S 工業(yè)安全模塊以及工業(yè)無線局域網(wǎng) (IWLAN) 接入點和客戶端模塊(SCALANCE W)、SCALANCE M 可以充分地滿足工業(yè)應(yīng)用的要求,可用于對 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)上的工作站進行網(wǎng)絡(luò)連接。
將無線通訊應(yīng)用于自動化設(shè)備及工業(yè)終端設(shè)備,可實現(xiàn)更大的靈活性。結(jié)果是,簡化維護工作、減少維修成本、縮短停機時間。通過 SCALANCE 產(chǎn)品實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò),可以實現(xiàn)安全的,甚至于故障安全的通信。這在很大程度上提高了公司的競爭力。
可以在無線電場內(nèi)執(zhí)行具有實時要求的復雜應(yīng)用。
將無線功能用于移動設(shè)備可以節(jié)約電纜和維護成本,無人駕駛的運輸系統(tǒng)可以通過無線系統(tǒng)接收數(shù)據(jù),無需電纜,可以靈活地選擇路徑。
整個解決方案包括:
SIMATIC NET 具備集成式完整解決方案所需全部部件,并支持下列通訊系統(tǒng):
工業(yè)以太網(wǎng) (IEEE 802.3)
該區(qū)域網(wǎng)絡(luò)國際標準是局域網(wǎng)環(huán)境中的第一個網(wǎng)絡(luò)。
通過工業(yè)以太網(wǎng),可在分布很廣的區(qū)域內(nèi)構(gòu)建功能強大的通訊網(wǎng)絡(luò)。
PROFINET (IEC 61158/61784)
國際標準使用了工業(yè)以太網(wǎng),可實現(xiàn)直至現(xiàn)場級的實時通訊,也可將企業(yè)級集成進來。通過充分利用現(xiàn)有的 IT 標準,PROFINET 允許同步運動控制應(yīng)用、有效的跨制造商工程設(shè)計和工業(yè)以太網(wǎng)上機器和系統(tǒng)的高利用率。PROFINET 支持分布式自動化和控制器之間的通訊,可實現(xiàn)故障安全應(yīng)用。
PROFIBUS (IEC 61158/61784) -
的布線系統(tǒng)國際標準。它既可以實現(xiàn)加工制造應(yīng)用內(nèi)部的通信,也可以實現(xiàn)面向過程的應(yīng)用的內(nèi)部通信。
AS-Interface (EN 50295/IEC 62026) -
可替代電纜束的國際標準連接技術(shù),可通過兩線制總線非常經(jīng)濟地將傳感器和執(zhí)行器連接在一起。
IO-Link -
用于智能化連接現(xiàn)場級到 MES 級的傳感器和執(zhí)行器的標準。
網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換通過控制器或鏈路實現(xiàn)??梢詮墓S的任何位置執(zhí)行組態(tài)和診斷。
該圖顯示了各種自動化系統(tǒng)與標準網(wǎng)絡(luò)的連接
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