未来10年最吃香的行业 [SIMOTION在制造行业的应用]

　　摘 要:SIMOTION是一个全新的西门子运动控制系统,它是世界上第一款针对生产机械而设计的控制系统,具有将PLC,运动控制,逻辑控制及工艺控制功能集成于一身,为生产机械提供了完整的解决方案。以汽车减震设备的激光全自动焊接为例,详细阐述了SIMOTION在汽车生产行业的应用。
　　关键词:SIMOTION 运动控制 轴(axis)
　　中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(c)-0028-01
　　最先机的机器必须不断地满足更高的要求,必须应对高产品质量、循环率不断提高的最高程度的生产能力和最低寿命周期成本等挑战。不仅如此,还必须处理各类人物,控制更多的轴,必须硬度更短的创新周期,跟上快速变化的市场需求步伐。应对所有这些挑战的解决方案已经集成为宜个运行控制系统—— SIMOTION。
　　SIMOTION作为专业的运动控制器,能够灵活地运用于各种对运动控制性能要求比较高的场合。它不仅具有PLC的逻辑处理能力,还能够实现从定位到电子凸轮同步以及路径插补的复杂的运动控制,此外针对诸如温度控制等特殊的工艺功能提供了专门的工艺包,非常方便用户的使用。 SIMOTION基于三种硬件平台:基于pannel的Simotion P、基于Controler的Simotion C和基于Drive的Simotion D。用户可以根据自己的需要灵活选用,同步,更多的轴数,更快速,更精确,更复杂的运动,模块化。
　　对SIMOTION来说运动控制和技术功能采用“面向对象技术”实现;SIMOTION功能可以用在自动化构架的不同层次并且可以实现分布配置,具有灵活的拓扑结构。SIMOTION系统的特有的运动控制图表编程(MCC)使整个运动系统控制更直观、更便捷。
　　SIMOTION系统和伺服驱动器使用PROFIdrive协议通过PROFIBUS DP或PROFINET实现同步。SIMOTION在汽车行业领域中应用也极为广泛。以商务汽车减震设备激光焊接系统为例说明其实现的功能。
　　在汽车减震设备的激光焊接中要求实现全自动焊接,精度和强度要求达到生产设备指标。要求实现产品焊接件从装配到焊接完成全部是自动控制实现;并且在焊接期间要求对安全和设备的定位要求非常精准。传输设备也是有SIMOTION系统来完成控制。操作方面可以通过人机界面(hmi)触摸屏系统反应和控制系统的运行。
　　SIMOTION系统的控制主要包括两部分控制:运动控制,开关/模拟量输入、输出控制。
　　1 运动系统控制
　　1.1 SIMOTION轴(axis)配置部分
　　在这个项目中,要想实现对轴的运动控制必须要对轴的参数进行设置。轴(axis)的硬件报文设置对于轴的运动来说是很关键的;通过对轴(axis)的控制方式(速度控制、位置方式和同步操作方式),模态轴的选择和编码器参数的设定来完成一个轴的配置。同样可以完成其他轴的配置。
　　注意:在使用调试好的轴之前一定要使用“Control panel”来调试相应的轴。以确保配置好的轴可用。
　　1.2 SIMOTION运动控制程序部分
　　在程序的编写部分要想要轴能按照程序动作,轴的使能(PowerAxis)、轴的会零点控制(HomeAxis)、轴的点动运行控制(Jog)、轴的绝对定位和相对定位运行控制(Move)和故障处理(Fault)的程序一定要编写。
　　对于“poweraxis”程序中插入一条“轴使能命令”,当“axisenable”为“True”时,“Axis_Blue”轴使能。
　　同样的方法可以建立轴的会零点控制(HomeAxis)、轴的点动运行控制(Jog)、轴的绝对定位和相对定位运行控制(Move)。
　　将程序分配到程序执行系统“Back groundTask”中,确保每个循环都能扫描到轴的使能(PowerAxis)、轴的会零点控制(HomeAxis)、轴的点、运行控制(Jog)、轴的绝对定位和相对定位运行控制(Move)的程序。将错误处理程序分配到相应的错误任务中,如“techologicalFaultTask”和“pereipherl FaultTask”;避免程序出错停机。
　　这样运动控制的准备工作完成。运行控制的控制程序可以通过ST、LAD和MCC语言编制。由于MCC语言编制的运动控制程序直观和便捷,这里用MCC语言来做的控制程序。
　　使用MCC,实现简便的图形化编程,通过直观的MCC(运动控制图)用户提示功能,即使是最复杂的运动功能也可以轻松的编制,采用流程图,清晰、透明地先生机器顺序;除了运动指令意外,还实际有I/O访问指令、逻辑和算术运算指令、子程序调用指令,甚至还有程序流控制指令符。
　　通过这样的驱动运行程序地编制能实现轴的运行速度和位置的控制,通过具体的编制实现整个系统各个轴之间的联动,实现工程要求的动作。并且SIMOTIN内部可以实现CAM、PATH功能实现几轴联动,可以实现机床和轴驱动设备的定位空间内动作。
　　2 开关/模拟量输入、输出控制
　　SIMOTIO本身控制器带有的I/O点不是很多,但是它的优势在于可以通过PROFIBUS和PROFINET连接分布I/O(如ET200)。SIMOTION可以通过PROFIBUS、PROFINET或以太网连接SIMATICH HMI装置,实现状态的显示和上位操作控制。通过总线方式可以实现远距离控制。
　　通过SIMOTION内的LAD/ST程序编制来实现外部的气阀、传感器、安全信号和辊道系统的控制,实现外围设备和运行控制部分完美结合。
　　通过这样运动控制和外围I/O设备的控制实现整个系统能够按照要求保证持续的运行,并且这样的设计在维护和后期查找问题期间,更简洁和方便。
　　上述为SIOMTION在汽车制造行业上的应用,SIMOTION通过实现及其部件、电器驱动系统和运动控制系统软件,这三类部件协同来实现整个系统的完美控制。
　　SIMOTION控制系统可以简化设备的编程和调试过程,提高机器的整体性能。并用开放式的HMI界面设计、预置的设备参数和运行参数的自动调整等功能大大调高设备的运行效率。