了得網工業技術_深入淺出西門子運動控制器S7-1500T 使用指南

編輯推薦

該書在知識結構上突出繫統性，在內容上突出實踐性，以工程應用為主線，力求概念清晰、敘述簡潔、通俗易懂。書中大量實例來自生產實際和服務實踐，融彙了作者長期積累的工作經驗和研究成果。是一本值得一讀的好書。

內容簡介

本書主要介紹了學習和開發運動控制器的基礎知識，第1章介紹了產品的軟硬件結構及相關選型工具，典型方案的配置，並且以仿真軟件為例進行運動控制編程的初期準備；第2章以PROFIdrive為基礎進行通信的操作說明，介紹了西門子公司各種伺服驅動器的組態、優化和配置；第3~6章介紹了各種工藝對像的使用，並且給出了實戰案例；第7章介紹了故障安全功能，以保證人身和設備的安全；第8章以數字化概念為核心，通過多個案例介紹了數字化虛擬調試過程；第9章介紹了常用標準化、模塊化的高效程序庫。

目錄
序
前言

第1章產品概述
1.1概述
1.1.1西門子運動控制產品介紹
1.1.2 S7-1500T/TF繫列產品特點
1.2硬件、工藝模塊以及驅動器介紹
1.2.1硬件結構及接口
1.2.2網絡架構
1.2.3工藝模塊擴展
1.2.4適用於各種應用的驅動平臺
1.3軟件結構、運動相關資源以及選型工具目錄
序
前言

第1章產品概述
1.1概述
1.1.1西門子運動控制產品介紹
1.1.2 S7-1500T/TF繫列產品特點
1.2硬件、工藝模塊以及驅動器介紹
1.2.1硬件結構及接口
1.2.2網絡架構
1.2.3工藝模塊擴展
1.2.4適用於各種應用的驅動平臺
1.3軟件結構、運動相關資源以及選型工具
1.3.1存儲器介紹
1.3.2組織塊介紹
1.3.3運動功能框架
1.3.4運動資源
1.3.5選型工具
1.4常用繫統控制結構
1.4.1 PROFIdrive通信方式
1.4.2 模擬量或者脈衝形式
1.4.3 典型應用及典型配置方案
1.5 軟件環境準備及與設備的連接
1.5.1博途軟件
1.5.2 博途軟件“Portal視圖”說明
1.5.3 軟件“項目視圖”說明
1.5.4 工具欄和常用快捷鍵說明
1.5.5 仿真軟件PLCSIM/PLCSIM ADVANCED介紹
1.5.6 基本項目的虛擬調試舉例
1.5.7 其他相關的選件和工具軟件介紹

第2 章 S7-1500T/TF與驅動的通信
2.1 PROFIdrive通信概述
2.1.1應用類別
2.1.2 常用報文
2.2 PROFINET通信概述
2.2.1 概述
2.2.2 PROFINET IO繫統
2.2.3 PROFINET IO的RT和IRT
2.2.4 等時模式
2.2.5 IO 設備的地址
2.3 S7-1500T 和V90 PN的通信實例
2.3.1 V90 PN硬件組態和優化
2.4 S7-1500T 和S210通信實例
2.4.1 S210硬件組態和優化
2.4.2 S7-1500T與S210通信配置和軸配置實例
2.5 S7-1500T 和S120（基於Startdrive軟件）通信實例
2.5.1 S120硬件組態和優化
2.5.2 S7-1500T與S120通信配置和軸配置實例

第3 章速度軸和定位軸
3.1 軸的基本概念
3.1.1速度軸簡介
3.1.2定位軸簡介
3.1.3創建軸以及軸的基本參數
3.2 軸的驅動裝置設置
3.3 軸及編碼器機械參數設置
3.3.1 測量編碼器數據設置
3.3.2 機械參數設置
3.4 動態默認值
3.5 急停
3.6 位置限制
3.6.1 位置限制
3.6.2 動態限制
3.6.3 扭矩限制
3.6.4 固定停止檢測
3.7 回零
3.7.1概述
3.7.2主動回零
3.7.3被動回零
3.7.4直接回零(設置回零位置)
3.7.5值編碼器校正
3.7.6 回零狀態位的復位
3.8 軸的位置監視功能
3.9 軸的控制回路
3.9.1動態伺服控制功能(DSC)
3.9.2控制回路
3.9.2控制回路
3.10 運動控制基本命令編程
3.10.1運動控制命令和時序說明
3.10.2 軸的使能與停止命令
3.10.3速度軸和定位軸的控制命令
3.10.4 軸的扭矩限制及運行到固定擋塊命令
3.11工藝對像報警的查詢與處理
3.12 “TRACE”功能對工藝對像的狀態跟蹤
3.13 練習1：S7-1500T速度及定位控制項目的創建和組態

第4章同步軸介紹
4.1概述
4.2電子齒輪同步功能
4.2.1相對電子齒輪同步（“MC_GearIn”）
4.2.2齒輪同步（MC_GearInPos）
4.2.3練習2：S7-1500T齒輪同步項目的創建和配置
4.3電子凸輪同步功能
4.3.1博途軟件中的電子凸輪編輯工具
4.3.2凸輪同步功能
4.3.3練習3：S7-1500T凸輪同步項目的創建和配置
4.4引導軸為實軸或者編碼器時的實際值耦合
4.4.1實際值耦合參數介紹
4.4.2預推斷參數計算
4.5解除同步

第5 章 S7-1500T 運動機構功能介紹
5.1 概述
5.2 運動機構工藝對像基本概念
5.2.1運動機構工藝對像的基本工作原理
5.2.2坐標繫與標架的基本知識
5.2.3運動機構類型簡述
5.2.4運動機構的正逆變換
5.2.5運動機構的運動類型
5.2.6運動機構的多個運動銜接
5.2.7運動機構的區域監視
5.2.8運動機構工藝對像的配置
5.3 運動機構的調試
5.3.1 運動機構控制面板
5.3.2 運動機構軌跡
5.4 運動機構編程簡介
5.4.1 運動狀態和剩餘距離
5.4.2 中斷、繼續和停止運動機構運動
5.4.3 運動區域
5.4.4 工具
5.4.5 坐標繫設置
5.5 練習4：通過路徑插補命令畫“S”曲線

第6章擴展功能介紹
6.1外部編碼器
6.1.1 外部編碼器支持的硬件
6.1.2通過工藝模塊 (TM) 連接編碼器
6.1.3 通過PROFINET/PROFIBUS（PROFIdrive）通信連接編碼器
6.1.4 通過驅動連接編碼器
6.2測量輸入
6.2.1 支持測量輸入功能的硬件
6.2.2 測量輸入功能說明
6.2.3 使用ET200SP TM Timer DIDQ作為測量輸入的組態
6.2.4 使用PROFIdrive(S120 CU上的快速輸入)作為測量輸入的組態
6.2.5測量輸入工藝對像的配置步驟
6.2.6 測量輸入命令
6.2.7練習5：S7-1500T測量輸入在切標機中的應用
6.3輸出凸輪和凸輪軌跡
6.3.1 輸出凸輪和凸輪軌跡使用的硬件
6.3.2 輸出凸輪及凸輪軌跡功能說明
6.3.3 使用ET200SPTM Timer DIDQ作為輸出凸輪的組態
6.3.4使用數字量輸出模塊作為輸出凸輪的組態
6.3.5輸出凸輪及凸輪軌跡工藝對像的配置步驟
6.3.6輸出凸輪及輸出凸輪軌跡命令
6.3.7練習6：S7-1500T電子齒輪同步及輸出凸輪的應用

第7 章故障安全功能
7.1 故障安全規範概述
7.2 機械安全的實現步驟
7.3 驅動器的安全功能介紹
7.3.1 基本安全功能
7.3.2 擴展安全功能
7.3.3 高級安全功能
7.4安全PLC介紹
7.5 基於PROFIsafe實現安全功能的實現步驟
7.5.1 配置驅動器和安全PLC
7.5.2在安全PLC中配置驅動的安全控制報文和編寫安全控制程序
7.5.3配置驅動器的安全功能
7.5.4測試安全功能

第8 章 S7-1500T虛擬調試功能
8.1 虛擬調試

前言

前言
數字化是工業領域發展的新階段，隨著大量的數字化技術與傳統自動化技術的快速融合、交彙，數字化的理念逐漸被工業領域所熟悉並且接受。通過機械、電氣以及自動化控制的有機結合，運動控制設備展現了蓬勃發展的強大生命力。利用虛擬調試技術（機電一體化概念設計）極大地縮短了調試時間，利用統一的數字化平臺使參與各個調試環節的工程師可以有效地溝通和協作，再加上生產和加工數據的大量采集和分析，使數字化為工業領域帶來諸多優勢和價值。
為了適應運動控制的發展趨勢，為廣大客戶提供具有數字化基因的高端產品，西門子數字化工廠集團於2016年推出了新一代基於PLC平臺的運動控制產品S7-1500T，它在PLC中集成專用的運動控制器內核，適用於所有執行運動控制任務的機器，從簡單的調速控制到高性能的多軸協調運動，為眾多運動控制任務提供一個簡單而靈活的解決方案。通過便於操作的PLCopen指令和友好的編程測試環境，可以快速地實現定位、同步以及運動機構控制等功能。為了提高S7-1500T的可用性，提高工程師的編程效率並使項目規範化，西門子公司提供了種類豐富的標準化程序庫供用戶使用，可以縮短工程師編程以及調試的時間，降低了使用和維護難度。目前，S7-1500T已應用於印刷、包裝、紡織、連續物料加工以及金屬成型等行業。

前言

隨著工業制造生產效率的不斷提升，運動控制繫統也在快速發展。在經歷了從步進控制繫統到總線型伺服控制繫統等諸多階段後，當前運動控制已經進入到高速、高精度的數字化控制繫統階段。傳統的PLC正在適應這種發展，逐步集成了眾多的運動控制功能。並且隨著以太網在工業領域中的大量應用，傳統的脈衝、模擬量控制已經開始向基於以太網的實時通信控制方向進行轉換。其它新技術的引入，也使當前的自動化運動控制具有了越來越豐富的功能和屬性，例如通過OPC UA通信實現標準化行業數據傳遞、驅動器與電動機通過通信的方式進行數據交換，以及統一的軟件平臺實現控制器、驅動器和人機界面的集成調試等。
數字化是工業領域發展的新階段，隨著大量的數字化技術與傳統自動化技術的快速融合、交彙，數字化的理念逐漸被工業領域所熟悉並且接受。通過機械、電氣以及自動化控制的有機結合，運動控制設備展現了蓬勃發展的強大生命力。利用虛擬調試技術（機電一體化概念設計）極大地縮短了調試時間，利用統一的數字化平臺使參與各個調試環節的工程師可以有效地溝通和協作，再加上生產和加工數據的大量采集和分析，使數字化為工業領域帶來諸多優勢和價值。
為了適應運動控制的發展趨勢，為廣大客戶提供具有數字化基因的高端產品，西門子數字化工廠集團於2016年推出了新一代基於PLC平臺的運動控制產品S7-1500T，它在PLC中集成專用的運動控制器內核，適用於所有執行運動控制任務的機器，從簡單的調速控制到高性能的多軸協調運動，為眾多運動控制任務提供一個簡單而靈活的解決方案。通過便於操作的PLCopen指令和友好的編程測試環境，可以快速地實現定位、同步以及運動機構控制等功能。為了提高S7-1500T的可用性，提高工程師的編程效率並使項目規範化，西門子公司提供了種類豐富的標準化程序庫供用戶使用，可以縮短工程師編程以及調試的時間，降低了使用和維護難度。目前，S7-1500T已應用於印刷、包裝、紡織、連續物料加工以及金屬成型等行業。
本書基於編者多年從事這方面工作的體會，詳細介紹了西門子S7-1500T的性能特點及應用技術。在內容的編寫上力求實用性與先進性並舉，避免過多的抽像概念，更加偏重實用性，從產品綜述、通信、工藝對像、運動繫統功能、擴展功能介紹、安全功能、數字化實踐及常用庫等多方面為工程應用人員做了全面介紹，是一本非常好的實用型參考書。本書可作為自動化與驅動領域的工程技術人員及高等院校師生的參考書，也可作為培訓教材。
本書即將出版之際，特別要感謝西門子（中國）有限公司數字化工廠集團工廠自動化生產機械業務總經理段誠先生為本書撰寫序言。同時本書還得到了西門子工廠自動化有限公司相關領導及眾多同事的大力支持和指導。本書主編張雪亮先生，副主編王薇女士，參編人員曹健、趙東曉先生對本書的編寫和審核付出了辛勤汗水，在此一並表示深深的謝意！

序言

2013年，自德國推出“工業4.0”概念以來，全球工業領域正在快速進入一個嶄新的時代。在第四次工業革命到來之時，我國也做出“中國制造2025”這一重大戰略部署，全面提升中國制造業發展質量和水平。隨著人口紅利的逐漸消失，許多國內企業都面臨著全球化制造業加速競爭的挑戰：在全球市場中，當低廉的勞動力成本不能再作為“中國制造”的優勢標簽時，企業對於變革的需求更為迫切，“機器換人”、智能制造必然成為當前中國制造業發展的主旋律。自動化是實現工業強國的重要前提之一。隨著中國日益旺盛的產業升級需求態勢，廣大的自動化設備廠商、生產企業均對產品和技術提出了更嚴苛的要求，以期實現更短的上市時間、更大的靈活性、更高的效率以及更好的質量。西門子公司始終以客戶面臨的挑戰為驅動力，憑借卓越的工程技術與創新能力，以領先的電氣化、自動化和數字化產品，解決方案和服務，助力中國制造業的智能化轉型升級，實現可持續的發展。西門子SIMATIC作為種類繁多的工業自動化產品中的重要一員，是一個面向所有制造應用和所有行業獨一無二的控制繫統。1958年，SIMATIC品牌在德國專利局注冊商標，之後從代SIMATIC S3可編程序邏輯控制器到具有突破意義的可編程序SIMATIC S5，從S7-300/400和全集成自動化TIA實現橫向及縱向集成到S7-1200/1500和TIA博途平臺成為數字化工廠的基石，SIMATIC控制器已經成為自動化領域不可或缺的產品，為眾多用戶熟知和喜愛。2016年，在運動控制領域中，SIMATIC控制器不斷創新，隨著TIA 博途 V14版本的發布，西門子推出了全新的工藝型CPU，SIMATIC S7-1500 T-CPU。它無縫擴展了中高級 PLC 的產品線，在標準型 / 安全型 CPU 功能基礎上，實現了更豐富的運動控制功能。為了幫助廣大用戶快速、全面地掌握這一新產品、新技術，我們特別邀請西門子資深工程師編寫了這本書。本書在知識結構上突出繫統性，在內容上突出實踐性，以工程應用為主線，力求概念清晰、敘述簡潔、通俗易懂。書中大量實例來自生產實際和服務實踐，融彙了作者長期積累的工作經驗和研究成果。希望本書能夠成為您學習基於SIMATIC運動控制器的實用工具書，在此感謝您對西門子品牌一直以來的關注和信賴！

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