SIMOTION--D435--實(shí)例參考模板

1、SIMOTION項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn) D435 Beginner1概述 本文檔通過一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目來介紹SIMOTION項(xiàng)目組態(tài)、配置和編程的過程。在SIMOTION SCOUT軟件的安裝包里提供了一個(gè)供初學(xué)者學(xué)習(xí)的項(xiàng)目“D435_BEGINNER”，該項(xiàng)目位于軟件光盤路徑. Utilities_ApplicationssrcExamplesExampleForBeginners文件夾內(nèi)，該項(xiàng)目提供了完整的項(xiàng)目文 件和介紹文檔，該項(xiàng)目可以在SIMOTION D435 演示設(shè)備上模擬運(yùn)行。圖1 項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)圖示 該項(xiàng)目要實(shí)現(xiàn)的功能是將生產(chǎn)線上的空盒子吹出生產(chǎn)線，其工作過程如下：按下起動(dòng)按鈕后，盒子在傳送帶上從上游運(yùn)

2、輸?shù)较掠危绻谶\(yùn)輸途中被檢測(cè)出是空的， 那么載有噴嘴的吹出器會(huì)跟隨空盒子運(yùn)動(dòng)，建立同步以后在指定的位置打開噴嘴將空盒子吹出傳送帶，然后吹出器重新返回等待位置。在運(yùn)行過程中，如果安全門被 打開，那么生產(chǎn)線立即停止，在安全門關(guān)上以后，又自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行。復(fù)位起動(dòng)按鈕后，生產(chǎn)線停止。該項(xiàng)目中使用的運(yùn)動(dòng)控制功能有： 齒輪同步Gearing 凸輪同步Camming 快速點(diǎn)輸出Output Cam2項(xiàng)目中使用的硬件和軟件2.1項(xiàng)目中使用的硬件 項(xiàng)目使用的硬件基于SIMOTION D435（可以轉(zhuǎn)換到其他SIMOTION硬件），具體的產(chǎn)品如下表所示。編號(hào)名稱數(shù)量訂貨號(hào)/備注1SIMOTION D43516AU

3、1435-0AA00-0AA12 / 762CF卡16AU1400-2PA01-0AA03SIMOTION多軸授權(quán)包16AU1820-0AA43-0AB04端子板TB3016SL3055-0AA00-2TA05智能型電源模塊SLM 5KW16SL3130-6AE15-0AB06雙軸電機(jī)模塊DMM 21.6KW16SL3120-2TE13-0AA37傳送帶電機(jī)11FK7022-5AK71-0LG08吹出器電機(jī)11FK7022-5AK71-0AG09起動(dòng)按鈕1數(shù)字量輸入，常開點(diǎn)10安全門1數(shù)字量輸入，常閉點(diǎn)11空盒子傳感器1數(shù)字量輸入，常開點(diǎn)12吹出器噴嘴閥門1數(shù)字量輸出13連接電纜若干動(dòng)力電纜、

4、信號(hào)電纜等表1 本項(xiàng)目所使用的硬件列表2.2項(xiàng)目中使用的軟件編號(hào)名稱版本1Windows XPSP3, Professional2STEP7V5.5 SP2 HF13SIMOTION SCOUTV4.3 SP1 HF34WinCC Flexible2008 SP2 Upd125SIMOTION D435 FirmwareV4.3，with SINAMICS V2.6.2表2 本項(xiàng)目所使用的軟件列表3項(xiàng)目配置 SIMOTION SCOUT項(xiàng)目的基本配置步驟如下：1. 配置驅(qū)動(dòng)器2. 配置工藝對(duì)象TO3. 編寫程序并分配執(zhí)行系統(tǒng)4. 連接HMI設(shè)備3.1配置驅(qū)動(dòng)器 本項(xiàng)目中有兩臺(tái)電機(jī)，由雙軸電機(jī)模

5、塊驅(qū)動(dòng)，可以參考下載中心應(yīng)用文檔編號(hào)A0309（視頻教程）來完成驅(qū)動(dòng)器配置文檔名稱SIMOTION D435調(diào)試入門，其下載網(wǎng)址如下：http: /配置完成以后，可以將驅(qū)動(dòng)重命名為conveyor和eject，項(xiàng)目如下圖所示：圖2 項(xiàng)目配置 配置完成以后，重新進(jìn)行對(duì)SIMOTION和SINAMICS進(jìn)行下載并保存數(shù)據(jù)（Copy RAM to ROM）。此時(shí)本項(xiàng)目中SINAMICS_Integrated的基本配置已結(jié)束，接下來的工作需要在SIMOTION D435中繼續(xù)配置。3.2配置工藝對(duì)象TO SIMOTION運(yùn)行系統(tǒng)摒棄了傳統(tǒng)的面向各種功能的執(zhí)行方式，采用了更為先進(jìn)的面向?qū)ο蟮姆绞?，而每?/p>

6、個(gè)對(duì)象即為各種不同類型的TO （Technology Object，工藝對(duì)象）。這些TO被用于工藝和運(yùn)動(dòng)控制，每個(gè)TO都集成了特定的功能，例如，一個(gè)軸TO包含了與驅(qū)動(dòng)的通訊功能、測(cè)量值的處理功能、位 置控制功能。在組態(tài)的時(shí)候這些TO被創(chuàng)建并進(jìn)行參數(shù)化之后，便可以在SIMOTION系統(tǒng)的內(nèi)核中運(yùn)行了，在用戶程序中編寫合適的命令就能夠使用TO的各 種功能。除了軸TO以外，外部編碼器、同步操作、CAM曲線等等都可以配置成一個(gè)TO。每個(gè)TO都獨(dú)立地處理各自的任務(wù)，同時(shí)輸出相應(yīng)的狀態(tài)信息，如下圖 所示。圖3 SIMOTION中TO示意圖 本項(xiàng)目中有兩個(gè)實(shí)軸Conveyorbelt和Ejector，分別對(duì)

7、應(yīng)SINAMICS_Integrated中的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)conveyor和 eject。另外，為了提高系統(tǒng)可靠性，我們引入一個(gè)虛軸作為整個(gè)系統(tǒng)的主軸MasterAxis，Conveyorbelt軸與MasterAxis軸 作齒輪同步，Ejector軸與Conveyorbelt軸作凸輪同步，凸輪曲線需要根據(jù)工藝?yán)L制?？焖冱c(diǎn)輸出（CamOutput TO）根據(jù)Ejector軸的位置控制吹出器的噴嘴。所以本項(xiàng)目中使用的TO有： 軸TO：MasterAxis、Conveyorbelt、Ejector 齒輪同步TO：Conveyorbelt與MasterAxis之間的齒輪同步 凸輪TO：Ejctor與Con

8、veyorbelt之間的位置凸輪曲線 凸輪同步TO：Ejector與Conveyorbelt之間的凸輪同步 快速點(diǎn)輸出TO：Valve，由Ejector的位置決定噴嘴的通斷3.2.1軸TO的配置 在創(chuàng)建軸TO的過程中，需要指定軸的名稱、類型、工藝、單位、連接的驅(qū)動(dòng)、編碼器等信息。根據(jù)工藝要求，需要配置的三個(gè)軸的屬性如下表所示。名稱Name類型Type工藝Technology連接的驅(qū)動(dòng)DriveMasterAxis虛軸，旋轉(zhuǎn)軸位置軸無(wú)Conveyorbelt實(shí)軸，旋轉(zhuǎn)軸跟隨軸ConveyorEjector實(shí)軸，直線軸跟隨軸Eject表3 本項(xiàng)目中軸TO的屬性 1. 創(chuàng)建虛主軸MasterAxis

9、，步驟如下。AXES，雙擊insert axis可以插入一個(gè)軸。在彈出的窗口中配置軸的名稱為MasterAxis，工藝為Positioning（即為位置軸）。 在離線情況下，在SCOUT軟件中依次打開D435圖4 插入軸點(diǎn)擊OK進(jìn)入下一步，選擇軸的類型為旋轉(zhuǎn)軸Rotary、虛軸Virtual，單位采用默認(rèn)值。圖5 選擇軸類型點(diǎn)擊Next進(jìn)入最后一步，這里可以看到所有配置的摘要信息，點(diǎn)擊Finish結(jié)束配置。圖6 軸配置完成 2.創(chuàng)建實(shí)軸Conveyorbelt，步驟如下。AXES，雙擊insert axis可以插入一個(gè)軸。在彈出的窗口中配置軸的名稱為Conveyorbelt，工藝為Synchr

10、onous operation（即為跟隨軸）。 在離線情況下，在SCOUT軟件中依次打開D435圖7 插入同步軸點(diǎn)擊OK進(jìn)入下一步，選擇軸的類型為旋轉(zhuǎn)軸Rotary，電氣軸Electrical，模式為標(biāo)準(zhǔn)軸Standard，單位采用默認(rèn)單位。圖8 選擇軸類型點(diǎn)擊Next進(jìn)入下一步，選擇需要連接的驅(qū)動(dòng)為SINAMICS_Integrated中的conveyor。圖9 選擇軸的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)擊Next進(jìn)入下一步，編碼器的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)識(shí)別出來，默認(rèn)選擇使用的編碼器為驅(qū)動(dòng)器的Encoder_1，該編碼器為絕對(duì)值編碼器。圖10 選擇軸的編碼器點(diǎn)擊Next進(jìn)入最后一步，這里可以看到所有配置的摘要信息，點(diǎn)擊Finis

11、h結(jié)束配置。圖11 結(jié)束軸配置打開ConveyorBelt軸得機(jī)械配置部分進(jìn)行模態(tài)軸的組態(tài)：圖12 組態(tài)軸參數(shù)設(shè)置該軸為模態(tài)軸：圖13 配置模態(tài)軸 3.創(chuàng)建實(shí)軸Ejector，注意修改軸的類型為直線軸，回零方式修改為編碼器零脈沖（Encoder zero mark only），Conveyorbelt使用的是絕對(duì)值編碼器，所以無(wú)需設(shè)定回零模式。圖14 配置Ejector軸的回零步驟與Conveyorbelt基本相同，這里不再贅述。保存并且編譯下載后，可以使用控制面板對(duì)實(shí)軸進(jìn)行測(cè)試。3.2.2齒輪同步TO的配置 在軸TO配置完成以后，需要配置跟隨軸Conveyorbelt與主軸MasterAxi

12、s的互聯(lián)，在SCOUT軟件中，依次打開D435AXESConveyorbeltConveyorbelt_SYNCHRONOUS_OPERATION(Conveyorbelt_GLEICHLAUF)，雙擊其中的Interconnections，在右側(cè)窗口選擇使用虛主軸MasterAxis的設(shè)定值Setpoint。圖15 同步配置3.2.3凸輪TO的配置 在配置Ejector軸與Conveyorbelt軸之間的凸輪同步操作之前，需要先定義凸輪曲線。根據(jù)工藝要求，如果檢測(cè)到有空盒子，那么 Ejector軸開始跟隨傳送帶移動(dòng)，在1mm處建立同步以后，噴嘴打開吹出吹盒子，然后在4mm處關(guān)閉噴嘴，同時(shí)Ej

13、ector軸開始返回初始位置。這 個(gè)操作過程中，Ejector軸與Conveyorbelt軸的位置關(guān)系可以用下面的曲線(橫縱坐標(biāo)顯示為位置)來描述。圖16 凸輪曲線 第1段：建立同步過程中 第2段：已建立同步 第3段：返回初始位置 可以使用凸輪繪制工具CamTool來繪制這條曲線，CamTool軟件需要預(yù)先安裝好。在SCOUT軟件中，依次打開D435CAMS，雙擊Insert cam with CamTool即可打開編輯器，輸入CAM曲線的名稱為CAM_Ejector。如果沒有安裝CamTool軟件，也可以通過描點(diǎn)法插入這條CAM曲線，本文檔以CamTool為例進(jìn)行說明。圖17 創(chuàng)建CAM曲線

14、 在編輯窗口插入兩個(gè)插補(bǔ)點(diǎn)和一個(gè)線段。點(diǎn)擊工具欄上的插補(bǔ)點(diǎn)工具 ，在起點(diǎn)和終點(diǎn)附近插入兩個(gè)插補(bǔ)點(diǎn)，使用直線工具 在兩個(gè)插補(bǔ)點(diǎn)之間插入一條直線。圖18 創(chuàng)建CAM曲線 在畫出雛形以后，使用工具欄上的箭頭工具 ，設(shè)定插入的各個(gè)對(duì)象的參數(shù)。雙擊第一個(gè)插補(bǔ)點(diǎn)，在彈出的屬性窗口中指定其參數(shù)為x=0，y=0。同理可以設(shè)定直線段和第二個(gè)插補(bǔ)點(diǎn)的參數(shù)，如下圖所示。圖19 設(shè)定插入各個(gè)對(duì)象的參數(shù) 在參數(shù)修改完成以后，曲線如圖20所示：圖20 完成后的CAM曲線 最后指定坐標(biāo)的范圍，在工作區(qū)的右鍵菜單中選擇Target Device Parameters，在Scaling選項(xiàng)卡中設(shè)置主軸范圍為360，從軸范圍為1

15、0，如下圖所示。這樣，就將Ejector軸與 Conveyorbelt軸的位置對(duì)應(yīng)了起來，在Conveyor軸到36（0.1）時(shí)，Ejector軸到達(dá)1mm（0.1）位置，此時(shí)即已建立同 步，同理在4mm（0.4）位置處開始解除同步，并返回初始位置。圖21 指定坐標(biāo)的范圍3.2.4凸輪同步TO的配置 在凸輪曲線配置完成以后，可以配置軸Ejector與Conveyorbelt的互聯(lián)，在SCOUT軟件中依次打開D435AXESEjectorEjector_SYNCHRONOUS_OPERATION(Ejector_GLEICHLAUF)，雙擊其中的Interconnections，在右側(cè)窗口選擇使

16、用Conveyorbelt軸的設(shè)定值，并選擇互聯(lián)的CAM曲線為Cam_Ejector。圖22 配置軸的CAM互聯(lián)3.2.5快速點(diǎn)輸出TO的配置 OUTPUT CAM是SIMOTION中用于快速點(diǎn)輸出的TO。本項(xiàng)目中吹出器噴嘴的控制可以使用OUTPUT CAM功能實(shí)現(xiàn)，噴嘴的通斷由Ejector軸的位置決定，所以需要為Ejector軸配置一個(gè)OUTPUT CAM TO。該TO通過SIMOTION D435集成的CU320上的DO點(diǎn)輸出。Control_Unit，雙擊其中的Inputs/outputs，在右側(cè)窗口中 Bidirectional digital inputs/outputs選項(xiàng)卡下，

17、設(shè)置P0728.8為輸出點(diǎn)，如下圖所示。SINAMICS_Integrated 本項(xiàng)目中使用DI/DO8作為該OUTPUT CAM的輸出通道，所以首先要將該通道配置為數(shù)字量輸出。在SCOUT軟件中，依次打開 D435圖23 設(shè)置P0728.8為輸出點(diǎn) 然后插入快速點(diǎn)輸出TO。在SCOUT軟件中，依次打開D435AXESEjectorOUTPUT CAM，雙擊其中的Insert output cam，創(chuàng)建一個(gè)名稱為Valve的OUTPUT CAM TO。圖24 插入快速點(diǎn)輸出TO 然后配置該TO的通過SINAMICS_Integrated中的DO8輸出。在SCOUT軟件中，依次打開D435Eje

18、ctorAXESOUTPUT CAMValve，雙擊其中的Configuration，在右側(cè)窗口中，選擇激活輸出，選擇 Fast digital output(DO) (D4xx,C240) ,然后點(diǎn)擊Output中的按鈕，可以瀏覽到SINAMICS_Integrated中配置的DO8。圖25 配置TO 在OUTPUT CAM TO配置完畢以后，如下圖所示。圖26 TO配置完畢 這樣，本項(xiàng)目中所使用的TO就都配置完成了，此時(shí)的項(xiàng)目導(dǎo)航欄如下圖所示。圖27 本項(xiàng)目TO配置完畢3.3編寫程序并分配執(zhí)行系統(tǒng) SIMOTION提供的編程環(huán)境方便而靈活，可以使用不同的編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)相同的功能，這完全取決于

19、個(gè)人的編程習(xí)慣。SIMOTION程序的執(zhí)行系統(tǒng)清晰而 全面，不管是周期性執(zhí)行，還是單次執(zhí)行，不管是時(shí)間觸發(fā)，還是事件觸發(fā)，都可以按照優(yōu)先級(jí)高低順序進(jìn)行程序的分配。通過程序在執(zhí)行系統(tǒng)中的合理分配，可以 方便的實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)控制功能，SIMOTION的執(zhí)行系統(tǒng)的示意圖如下圖所示。圖28 SIMOTION的執(zhí)行系統(tǒng)示意圖圖29 項(xiàng)目功能分解 在使用SIMOTION創(chuàng)建項(xiàng)目時(shí)，首先需要對(duì)程序結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃，根據(jù)工藝要求，將所需的功能分解，編寫成多個(gè)獨(dú)立的程序，再將程序分門別類地分配到執(zhí)行 系統(tǒng)當(dāng)中。在本項(xiàng)目中，根據(jù)工藝的要求，可以將程序分成幾部分，再將程序分配到相應(yīng)的執(zhí)行系統(tǒng)中，如圖29所示。PROGRA

20、MS即可插入程序。SIMOTION設(shè)備支持的程序語(yǔ)言有ST、MCC、LAD/FBD、DCC等，這些編程語(yǔ)言各有特點(diǎn)，其中使用MCC語(yǔ)言可以方便地編寫運(yùn)動(dòng)控制程序， 使用LAD/FBD語(yǔ)言可以方便地實(shí)現(xiàn)邏輯控制功能，使用DCC可以方便地實(shí)現(xiàn)工藝控制功能，使用ST語(yǔ)言可以方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)、邏輯和工藝控制功 能。在SCOUT軟件中，依次打開D435圖30 插入程序 本項(xiàng)目中使用了ST、MCC和LAD/FBD三種編程語(yǔ)言。在使用MCC和LAD/FBD時(shí)，需要先插入程序單元(Unit)，再在單元中插入程序 (Program)。本項(xiàng)目中，使用ST編寫了pInit()和pHMIout()程序，使用MCC

21、編寫了pAuto()，pEject()， pHoming()，pProtDoor()，pTecFault()程序，使用LAD/FBD編寫了pLADFBD()，pPLCopenProg() 程序，如圖31所示。圖31 項(xiàng)目中的程序Execution System即可以打開分配執(zhí)行系統(tǒng)的畫面，分配結(jié)果詳見本文檔3.4.3節(jié)。然后在線連接設(shè)備，編譯并下載項(xiàng)目后，系統(tǒng)就可以正常運(yùn)行了。 在程序編寫并編譯完成以后，再分門別類地分配到執(zhí)行系統(tǒng)中。在SCOUT軟件中，依次打開D435與SIMATIC PLC的程序不同的是，SIMOTION中沒有數(shù)據(jù)塊DB的概念，所有程序都對(duì)變量進(jìn)行操作，所在在縮寫SIMOT

22、ION程序時(shí)，需要按照以下步驟進(jìn)行：1. 聲明變量2. 編寫程序3. 分配執(zhí)行系統(tǒng)3.3.1聲明變量 在編寫程序之前，需要聲明變量。SIMOTION設(shè)備中的變量分為系統(tǒng)變量、全局變量和局部變量。其中系統(tǒng)變量在TO創(chuàng)建完成后，就已經(jīng)由系統(tǒng)自動(dòng)生成， 比如軸TO的運(yùn)行狀態(tài)等。全局變量包括IO變量、設(shè)備全局變量和程序單元變量三類，其中IO變量可以通過SCOUT軟件中的ADDRESS LIST來創(chuàng)建，設(shè)備全局變量可以通過GLOBAL DEVICE VARIABLES來創(chuàng)建（本項(xiàng)目中沒有使用），而程序單元變量需要在程序單元中創(chuàng)建，可以在程序單元內(nèi)使用。一個(gè)程序單元中的全局變量通過互聯(lián)，也可以 用于其他程

23、序單元。局部變量在單個(gè)程序中創(chuàng)建，只可以在本程序中使用。圖32 變量說明創(chuàng)建IO變量 在SCOUT軟件中，雙擊D435下的ADDRESS LIST，即可在軟件下半窗口中配置全局的IO變量。在Name列輸入變量名稱，在I/O address一列指定輸入輸出類型以后，就可以直接在Assignment列點(diǎn)擊 按鈕瀏覽到系統(tǒng)中的IO變量。本項(xiàng)目中的IO變量配置如下圖所示。其中iboEject為空盒子傳感器的DI信號(hào)，iboProtDoor為安全門的DI 信號(hào)，iboStartBelt為生產(chǎn)線起動(dòng)的DI信號(hào)。圖33 創(chuàng)建IO變量創(chuàng)建程序單元變量和局部變量 根據(jù)編程語(yǔ)言的不同，

24、程序單元變量的創(chuàng)建方式也不同。 (1)在ST語(yǔ)言中的聲明變量 使用ST語(yǔ)言時(shí)，可以在INTERFACE段聲明全局變量，其格式如下：變量名:數(shù)據(jù)類型(: =初始值); 比如pDefInit程序單元中一個(gè)名稱為gboProgEnd的布爾型變量，需要按以下格式聲明：INTERFACE VAR_GLOBAL gboProgEnd : BOOL := FALSE; END_VAREND_INTERFACE 這里聲明的全局變量只能在本程序單元中使用。如果需要在其他程序單元中訪問這些變量，那么需要在其他程序的INTERFACE段內(nèi)添加USES語(yǔ)句，比如 在pHMIout程序單元中就有這樣的語(yǔ)句，其格式如下：

25、INTERFACE USES pDefInit;END_INTERFACE 另外，在程序中IMPLEMENTATION段也可以聲明全局變量，這里聲明的變量只能在本程序單元中使用，無(wú)法被其他程序單元訪問，在本項(xiàng)目中并沒有在 IMPLEMENTATION段中聲明全局變量。局部變量在程序內(nèi)部的PROGRAM段內(nèi)聲明，僅供本程序使用，無(wú)法被其他程序或程序單元訪問，其聲明格式與全局變量相同。本項(xiàng)目中也沒有在PROGRAM段聲明局部變量。 (2)在MCC程序單元中聲明變量PROGRAM，雙擊其中的Insert MCC Unit即可插入一個(gè)程序單元，此時(shí)在右側(cè)的窗口中可以定義本程序單元的全局變量。 在SCO

26、UT軟件中，依次打開D435 MCC程序單元中的全局變量在數(shù)據(jù)表格中聲明，變量聲明的位置與ST語(yǔ)言是一致的。如果是全局變量，并希望被其他程序單元訪問，那么變量在 INTERFACE段聲明，如果不希望被其他程序單元訪問，那么變量在IMPLEMENTATION段聲明。比如在pProtDoor程序單元中定義了下 面的全局變量。圖34 MCC程序單元中聲明變量 如果要訪問其他程序單元的變量，只需要在INTERFACE段的Connection選項(xiàng)卡下進(jìn)行連接即可，這與ST語(yǔ)言中使用USES語(yǔ)句的功能相同， 比如在pAuto程序單元中要引用在ST程序pDefInit中定義的全局變量，那么可按下圖所示的方法

27、進(jìn)行訪問。圖35 連接需訪問變量的程序單元 在每個(gè)程序單元里都有一個(gè)插入程序的選項(xiàng)，比如pAuto程序單元中雙擊Insert MCC Chart即可以在右側(cè)窗口中打開程序的主編輯界面。在頂部的表格里，可以聲明本程序的局部變量，比如在圖中選項(xiàng)卡下，將變量名稱、數(shù)據(jù)類型和初始值填入表格即可，本項(xiàng)目中沒有定義局部變量。圖36 本項(xiàng)目無(wú)局部變量(3)在LAD/FBD程序單元中聲明變量 LAD/FBD程序單元中聲明變量的操作與MCC類似，這里不再贅述。另外，在LAD/FBD程序編輯窗口中也可以直接聲明不存在的變量。比如在pLADFBD()程序中，將局部變量boResult修改為 boResult1，此時(shí)

28、系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出一個(gè)變量boResult1的聲明窗口，在這里可選擇數(shù)據(jù)類型和變量類型等。這種聲明變量的方式非常方便。圖37 在LAD/FBD程序單元中聲明變量3.3.2編寫程序 項(xiàng)目程序需要根據(jù)實(shí)際工藝編寫，本項(xiàng)目中將工藝分解為回零、傳送帶運(yùn)行、吹出器動(dòng)作、安全門控制、錯(cuò)誤處理等部分，分別編程進(jìn)行處理，最后通過程序在執(zhí)行 系統(tǒng)中的分配，達(dá)到各程序協(xié)調(diào)工作的目的。由于相同的功能，可以使用不同的編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，所以編程方式十分自由。本項(xiàng)目中使用ST語(yǔ)言編寫了數(shù)據(jù)初始化pDefInit和與HMI的數(shù)據(jù)交換pHMIout兩段程序，使用MCC語(yǔ)言編寫了與運(yùn)動(dòng)控制相關(guān)的程序，使用LAD/FBD編寫了周期性執(zhí)行

29、的邏輯控制程序。使用ST語(yǔ)言編寫程序PROGRAMS，雙擊其中的Insert ST source file即可插入一段ST程序，在右側(cè)窗口會(huì)自動(dòng)打開ST程序編程器。使用ST語(yǔ)言編寫的程序需要放在IMPLEMENTATION段中，以 PROGRAM關(guān)鍵字開頭，以END_PROGRAM關(guān)鍵字結(jié)尾。程序編寫完成后，還需要在INTERFACE段進(jìn)行聲明。比如pDefInit()程序 的ST程序如下。 在SCOUT軟件中，依次打開D435INTERFACEVAR_GLOBAL /聲明全局變量 gboProgEnd : BOOL := FALSE; gboProtDoorOpen : BOO

30、L := FALSE; gr64VMasterAxis : LREAL := 360; gr64VMasterAxisOld : LREAL := 0; gi16Mode : INT := 0; gboDriveActive : BOOL := FALSE; gboStartConveyor : BOOL := FALSE; gboStartEjector : BOOL := FALSE;END_VARPROGRAM pInit; / 聲明程序pInitEND_INTERFACEIMPLEMENTATIONPROGRAM pInit; /程序pInit開始 gboProgEnd := FALS

31、E; / 賦值語(yǔ)句，初始化變量，下同 gboProtDoorOpen := FALSE; gr64VMasterAxis := 360; gr64VMasterAxisOld := 0; gi16Mode := 0; gboDriveActive := FALSE;END_PROGRAM /程序pInit結(jié)束END_IMPLEMENTATION 用相同方法編寫pHMIout()程序，這里不再贅述。使用MCC語(yǔ)言編寫程序PROGRAMS，雙擊其中的Insert MCC Unit，即可創(chuàng)建一個(gè)MCC程序單元，然后雙擊其中的Insert MCC Chart即可插入一段MCC程序，在右側(cè)

32、窗口中會(huì)自動(dòng)打開MCC編輯器，此時(shí)在工具欄上會(huì)出現(xiàn)MCC編程 在SCOUT軟件中，依次打開D435工具條，所有的MCC指令都可以通過點(diǎn)擊工具條上的按鈕插入。下面以pAuto()程序?yàn)槔?，介紹MCC編輯器的操作。pAuto()是用于控制生產(chǎn)線自動(dòng)運(yùn)行的程序，在所有軸都回零以后，即開始執(zhí)行pAuto() 中的程序。按照工藝要求，需要先將虛主軸MasterAxis使能，在接到起動(dòng)信號(hào)iboStartBelt以后，傳送帶軸Conveyorbelt開始 跟隨主軸做齒輪同步，同時(shí)將噴嘴閥門的OUTPUT CAM功能使能。由于此時(shí)軸Ejector仍處于停止?fàn)顟B(tài)，所以噴嘴閥門一直關(guān)閉。然后起動(dòng)虛主軸，如果虛主

33、軸的速度設(shè)定值發(fā)生變化，那么要立即生效，要 循環(huán)判斷設(shè)定值是否有變化。這樣在虛主軸起動(dòng)以后，傳送帶軸也開始運(yùn)動(dòng)。當(dāng)檢測(cè)到有停止信號(hào)gboProgEnd時(shí)，程序結(jié)束。 首先插入一個(gè)新程序，鼠標(biāo)點(diǎn)擊編程窗口中的，然后選擇工具欄上的軸使能命令即可插入該功能塊，如圖38所示：圖38 軸使能命令雙擊Switch axis enable命令，在彈出窗口中設(shè)置其屬性，如圖39所示：圖39 設(shè)置軸使能命令屬性 插入Waiting for signal命令，并設(shè)置其屬性如下圖所示。圖40 Waiting for signal命令 然后插入Gearing On命令，并設(shè)置其Parameter和Synchroniz

34、ation選項(xiàng)卡內(nèi)參數(shù)如下圖所示。圖41 Gearing On命令圖42 Gearing On命令 然后插入Switch output cam On命令，并設(shè)置其參數(shù)如圖43所示：圖43 Switch output cam On命令 同理插入其他命令塊并設(shè)置其屬性，程序編寫完畢后，如圖44所示：圖44 程序編寫完畢 點(diǎn)擊工具欄上的編譯按鈕完成編譯。在SCOUT軟件底部Compile/check output信息欄可以查看編譯狀態(tài)。圖45 查看編譯狀態(tài) 同理完成其他MCC程序的編寫和編譯。使用LAD/FBD語(yǔ)言編寫程序 在SCOUT軟件中，依次打開D435PROGRAMS，雙擊其中

35、的Insert LAD/FBD Unit，即可創(chuàng)建一個(gè)LAD/FBD程序單元，然后雙擊其中的Insert LAD/FBD Program即可插入一段LAD/FBD程序，在右側(cè)窗口中會(huì)自動(dòng)打開LAD/FBD編輯器。通過工具欄上的按鈕或可以方便地在LAD和FBD兩種語(yǔ)言之間切換。在使用LAD時(shí)，工具欄上會(huì)出現(xiàn)編程工具條，在使用FBD時(shí)，工具欄上會(huì)出現(xiàn)編程工具條，所有的指令都可以通過點(diǎn)擊工具條上的按鈕插入。 下面以pLADFBD()程序?yàn)槔?，介紹LAD編輯器的操作。本項(xiàng)目中，在安全門打開時(shí)，所有設(shè)備停止運(yùn)行，在安全門關(guān)閉以后，所以設(shè)備重新自動(dòng)運(yùn)行。 pLADFBD()就是用于各MotionTask重

36、新自動(dòng)運(yùn)行的程序。本程序中，自動(dòng)判斷當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)并重新起動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)MotionTask_2 和MotionTask_3。 首先插入第一行網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)如下功能：如果驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)未準(zhǔn)備好，就跳轉(zhuǎn)到end結(jié)束。點(diǎn)擊工具欄上的按鈕插入一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，選中該網(wǎng)絡(luò)后點(diǎn)擊工具條上的按鈕插入一個(gè)常閉觸點(diǎn)，并在其頂部輸入變量名稱gboDriveActive，再點(diǎn)擊按鈕插入一個(gè)線圈，在其下拉菜單中選擇JMPN（Jump not），并在其頂部輸入變量名稱end，如圖46所示。圖46 LAD編程 同理完成第二行網(wǎng)絡(luò)，如果安全門被打開，那么也跳轉(zhuǎn)到end結(jié)束。接下來的網(wǎng)絡(luò)3到網(wǎng)絡(luò)9是對(duì)MotionTask的操作。在SIMOTI

37、ON中MotionTask的狀態(tài)模型如圖47所示：圖47 MotionTask的狀態(tài)模型圖中各任務(wù)狀態(tài)的意義如下： TS_INVALID任務(wù)不存在于執(zhí)行系統(tǒng)中，在執(zhí)行系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置中未使用。 TS_STOP_PENDIING任務(wù)已經(jīng)收到一個(gè)停止信號(hào)，但仍然處于RUNNING 和STOPPED狀態(tài)之間。任務(wù)仍然可以執(zhí)行動(dòng)作直到被停止。 TS_STOPPED任務(wù)因下列動(dòng)作已經(jīng)被停止： 調(diào)用功能 _resetTask() SIMOTION SCOUT執(zhí)行了停止 TS_RUNNING任務(wù)因下列功能而運(yùn)行： 調(diào)用功能 _startTask() (MotionTasks) 激活循環(huán)任務(wù) (Backgrou

38、ndTask 等) 相關(guān)事件已發(fā)生 (UserInterruptTask 等) TS_WAITING任務(wù)因下列功能之一而處于等待狀態(tài)： _waitTime() WAITFORCONDITION. TS_SUSPENDED任務(wù)通過功能 _suspendTask()被暫停 TS_WAIT_NEXT_CYCLETimerInterruptTask 正在等待其觸發(fā)信號(hào) TS_WAIT_NEXT_INTERRUPTSystemInterruptTask 正在等待觸發(fā)報(bào)警，或者UserInterruptTask 正在等待觸發(fā)事件 TS_LOCKED任務(wù)通過功能 _disableScheduler() 被鎖

39、定。通過系統(tǒng)功能_getStateOfTaskId可以讀取指定任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)，該功能可以在命令庫(kù)中找到，如圖48所示：圖48 命令庫(kù)該功能的返回值為DWORD，返回值指示下列狀態(tài)：16#0000: 指定的任務(wù)不存在 (TASK_STATE_INVALID)16#0001: 從 RUN 變換到 STOP (TASK_STATE_STOP_PENDING)16#0002: 任務(wù)被停止 (TASK_STATE_STOPPED)16#0004: 任務(wù)正在運(yùn)行 (TASK_STATE_RUNNING)16#0010: 任務(wù)正在等待 (TASK_STATE_WAITING)16#0020: 任務(wù)被暫停 (

40、TASK_STATE_SUSPENDED)16#0040: 定時(shí)中斷任務(wù)等待下一個(gè)周期 (TASK_STATE_WAIT_NEXT_CYCLE)16#0080: 用戶中斷任務(wù)或者系統(tǒng)中斷任務(wù)等待下一個(gè)事件(TASK_STATE_WAIT_NEXT_INTERRUPT)16#0100 任務(wù)被 _disablescheduler 禁止 (TASK_STATE_LOCKED) 本程序中，判斷當(dāng)前任務(wù)的狀態(tài)，如果任務(wù)處于被停止（16#0002）或暫停（16#0020）狀態(tài)，那么就使用系統(tǒng)功能_RestartTaskId ()重新起動(dòng)任務(wù)。在完成本段程序編寫后，程序如下：圖49 任務(wù)控制編程 在編寫完成

41、后，點(diǎn)擊工具欄上的按鈕 完成編譯，在SCOUT軟件底部Compile/check output信息欄可以查看編譯狀態(tài)。圖50 編譯無(wú)誤同理完成其他LAD程序的編寫和編譯。3.3.3 分配執(zhí)行系統(tǒng)Execution System即可打開執(zhí)行系統(tǒng)的配置畫面。在右側(cè)窗口中為不同的任務(wù)添加程序即可，配置完成后，重新編譯項(xiàng)目。可以參考下載中心應(yīng)用文檔編號(hào)A0471來 獲得更多與執(zhí)行系統(tǒng)相關(guān)的信息。文檔名稱SIMOTION 的任務(wù)執(zhí)行機(jī)制及系統(tǒng)時(shí)鐘 ，下載網(wǎng)址： 在所有程序編寫并編譯完成后，再分配執(zhí)行系統(tǒng)。在SCOUT軟件中，雙擊D435圖51 分配執(zhí)行系統(tǒng)3.4連接HMI設(shè)備HMI（人機(jī)界面）可以通過P

42、ROFIBUS、IE或MPI網(wǎng)絡(luò)建立與SIMOTION設(shè)備的連接，HMI設(shè)備的組態(tài)需要使用WinCC Flexible軟件。在SIMOTION項(xiàng)目中添加HMI設(shè)備有兩種方式： HMI項(xiàng)目集成 在SIMOTION項(xiàng)目中通過打開SCOUT項(xiàng)目的網(wǎng)絡(luò)配置，在NetPro中插入HMI設(shè)備，可將WinCC Flexible項(xiàng)目集成到SIMOTION SCOUT項(xiàng)目中進(jìn)行編輯。 HMI項(xiàng)目獨(dú)立于SIMOTION項(xiàng)目在WinCC Flexible中使用項(xiàng)目向?qū)г凇癐ntegrate S7 Project”中選擇使用的SIMOTION項(xiàng)目，即可實(shí)現(xiàn)HMI與SIMOTION項(xiàng)目的集成。下面以使用第一種方式為例，

43、介紹在SIMOTION項(xiàng)目中插入HMI設(shè)備的配置過程。本項(xiàng)目中，HMI設(shè)備采用PC670，通過以太網(wǎng)與SIMOTION D435進(jìn)行通訊。在HMI上指示傳送帶、安全門、吹出器等設(shè)備的狀態(tài)。3.4.1配置網(wǎng)絡(luò)并插入HMI設(shè)備 首先使用STEP7-SIMATIC Manager打開D435_Beginner項(xiàng)目，點(diǎn)擊工具欄上的 按鈕打開網(wǎng)絡(luò)配置畫面。項(xiàng)目中已經(jīng)存在一個(gè)SIMOTION設(shè)備和PG/PC站。本項(xiàng)目中，PC機(jī)與SIMOTION D435的IE2接口連接在網(wǎng)絡(luò)Ethernet(1)上，并計(jì)劃將HMI設(shè)備PC670也連接到Ethernet(1)上。圖52 配置網(wǎng)絡(luò)SIMATIC HMI St

44、ation，并將其拖動(dòng)到主工作區(qū)。首先在右側(cè)目錄中找到Stations圖53 SIMATIC HMI StationPC 670 15” Key，并在General選項(xiàng)卡下修改設(shè)備名稱為RunTime_15Zoll，點(diǎn)擊OK。SIMATIC Panel PC 670 此時(shí)會(huì)自動(dòng)彈出HMI設(shè)備選擇的窗口，在窗口中選擇Panel PC圖54 選擇Panel PC 等待一段時(shí)間后，在工作區(qū)里就出現(xiàn)了新插入的HMI站。雙擊該站點(diǎn)，打開硬件組態(tài)畫面，修改其通訊接口。CP Industrial Ethernet中找到。 刪掉第4行的CP5611，再在第1行添加一個(gè)HMI IE的接口。HMI IE可以在右側(cè)

45、硬件目錄中的SIMATIC HMI Station圖55 插入HMI IE 將HMI IE拖動(dòng)到框架中第1行，在彈出窗口中配置網(wǎng)絡(luò)連接的屬性，選擇網(wǎng)絡(luò)Ethernet(1)后，IP地址會(huì)自動(dòng)調(diào)整為網(wǎng)絡(luò)上未被占用的地址。點(diǎn)擊OK確認(rèn) 配置。圖56 設(shè)置HMI的網(wǎng)絡(luò)連接保存后再返回網(wǎng)絡(luò)組態(tài)畫面。圖57 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)畫面保存并編譯配置。圖58 保存并編譯配置3.4.2配置連接、標(biāo)簽和HMI畫面 在網(wǎng)絡(luò)配置完成后，返回Step7-SIMATIC Manager主畫面，可以看到添加的HMI站。圖59 項(xiàng)目中添加的HMI站Connection (Verbindungen)，在右側(cè)窗口中雙擊Connection

46、(Verbindungen)即可以打開WinCC Flexible軟件。在右側(cè)網(wǎng)絡(luò)連接的配置畫面上，可以看到項(xiàng)目中已經(jīng)有一個(gè)PC670與SIMOTION設(shè)備的連接，將現(xiàn)有的以太網(wǎng)連接改為激活狀態(tài) （Active一列改為On），并修改連接名稱為D435。此時(shí)畫面如下圖所示，網(wǎng)絡(luò)連接的配置數(shù)據(jù)，比如通訊接口、地址等會(huì)自動(dòng)從之前的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)中獲 得。Communication(Kommunikation) 依次打開其中的RunTime_15Zoll圖60 HMI網(wǎng)絡(luò)連接ActualVelocity中找到。在選擇所需要的變量以后，系統(tǒng) 會(huì)自動(dòng)生成Tag的名稱、數(shù)據(jù)類型、地址等信息。MotionState

47、DataConveyorBeltTOsD435SIMOTION DTags可以打開標(biāo)簽的配置畫面，直接在右側(cè)窗口中Symbol一列的下拉菜單中，可以瀏 覽到SIMOTION項(xiàng)目中所有可能連接的系統(tǒng)變量和全局變量，比如Conveyorbelt軸的實(shí)際速度可以在 D435_Beginner在WinCC Flexible軟件中，依次打開Communication圖61 HMI中的變量 根據(jù)項(xiàng)目要求，插入其他Tag。 最后完成畫面繪制。在WinCC Flexible中，依次打開ScreensAdd Screen可以插入一個(gè)畫面。使用右側(cè)工具欄中提供的工具，完成畫面的繪制，最后如下圖所示。圖62 HMI畫面畫面繪制完成以后，保存、編譯項(xiàng)目并向HMI設(shè)備下載即可。4 項(xiàng)目實(shí)例 參考附件壓縮文件：ExampleForBeginners.zip( 6810 KB )SINAMICS S120大功率整流回饋單元SLM 進(jìn)線斷路器的聯(lián)鎖控制推薦文檔: 西門子工程師推