在2018年汉诺威工业博览会上,西门子展示了一个展会模型来演示时间敏感型联网(TSN)的优势:即使在高网络负载条件下,TSN也能在机器和工厂之间实现更加强大和可靠的以太网通信。该模型使用OPC UA PubSub(发布/订阅)和TSN进行机器对机器(M2M)通信。TSN的可靠性使得汽车、机械工程和餐饮等行业的自动化应用拥有显着优势。批西门子产品预计将于2018年底推出:即具有TSN功能的网络组件、通信处理器、软件和网络管理系统。
展会模型由两个机器人组成,机器人通过Profinet与Simatic控制器进行通信,模型由此展示两个机器人的同步运动。TSN网络使用基于TSN的OPC UA PubSub确保两个控制器之间的同步。PubSub原则起到了至关重要的作用:诸如机器控制器之类的发布者向网络发送的数据,所有订阅者都能接收到。用户自行“决定”是否需要这些信息。预留带宽可确保TSN网络内的数据以完全可预测的方式传输,而不受网络负载的影响。
该模型将OPC UA与TSN的优势相结合:TSN结合了现有标准,并从扩展QoS(服务质量)机制、时间同步、低延迟传输和无缝冗余等方面优化了以太网。对可靠通信有极高要求的用户尤其会受益于QoS优先级的显着优点:预留带宽和可预测的等待时间确保每个应用都获得所需的通信渠道。该模型还演示了同时使用TSN通信和标准以太网通信的方式,数据通过通信处理器从控制器传输到MindSphere。
TSN现在已经达到了实用所需的技术成熟度(包括标准),并且批组件已经面市。西门子和其他制造商现在可以将新的应用程序接入到其现有的工业网络中。
借助于 ET 200pro 电机起动器,可保护和开关任何三相负载。
ET 200pro 电机起动器具有机械触点和电子触点。
ET 200pro 机电式起动器是以直接起动器 (DSe) 和可逆起动器 (RSe) 的形式提供的,分为标准型和高性能型。提供有带或不带 400 V AC 外部电源制动控制的设备。
与标准型电机起动器相比,高性能型机械式电机起动器还具有:
(2) 主设定值为速度设定值,频率设定值和实际值要经过标准化,使得4000H(十六进制)对应于,发送的高频率(大值)为7FFFH(200%)。可以在P2000中修改参考频率(缺省值为50Hz)。
(3) 组态的报文结构 PZD=2或自由报文999时,在S7-300/400 中可用“MOVE”指令进行数据传送;当组态的报文结构 PZD〉2,在S7-300/400 中需调用SFC14和SFC15系统功能块。
? SFC14(“DPRD_DAT”)用于读Profibus 从站的过程数据
? SFC15(“DPWR_DAT”)用于将过程数据写入Profibus 从站
例子:SERVO_02 ”控制字、主设定值的发送及状态字、实际频率的读取程序
(1) 控制驱动器运行:
通过先发送控制字(STW1)047E然后发送047F来启动驱动器,该数据控制字在DB10.DBW8(见图4)中指定,主设定值在DB10.DBD10中设定,运行信号为M1.0。这些值均通过变量表VAT_2设定及监控。控制程序见图3。
(2)停止驱动器:
应发送控制字047E至驱动器。
(3)读取驱动器状态字及频率实际值:
PLC接收状态字1(ZSW1),存放在DB10.DBW0中;接收驱动器传来的频率实际值,存放在DB10.DBD2中。
图3. 控制程序
图4. DB10
S7-300/400与SINAMICS S120 之间通过DP总线可进行周期性及非周期性数据通讯。使用标准S7功能块SFC14/SFC15,S7-300/400PLC通过PROFIBUS周期性通讯方式可将控制字1(CTW1)和主设定值(NSETP_B)发送至驱动器;使用标准S7功能块SFC58 / SFC59,可以实现非周期性数据交换,读取或写入驱动器的参数。
二、S7-300/400与S120装置的连接
三、驱动器站地址设置
1. 驱动装置的PROFIBUS通讯地址设置有两种方法:
(1) 通过CU控制单元上的拨码开关实现地址设置,有效地址值为:1…126,本例中地址设置见下图。
注意:通过拨码开关改变地址时应断掉变频器电源
(2) 在拨码开关全部拨到OFF或ON状态时可以利用参数P918设置地址,否则
P918参数中设置的地址是无效的。
驱动装置的PROFIBUS 通讯波特率默认为:1.5Mbps
2. 在S7-300/400的硬件组态中设定的驱动装置站地址应与驱动装置的站地址一致。
图.1
四、通讯报文设置
对于不同的驱动装置只有特定的报文结构能被选用,详细描述请参考:SINAMICS_S120_Commissioning_Manual。表1为常用报文。
表1.
西门子模块一级代理商
报文格式999为用户自定义报文,当用户选择此报文格式时,电机的起、停控制位等需自己做关联。此时必须将PLC控制请求置1(P854=1)。
注意:用户可在S7-300/400硬件配置时根据需要配置报文结构,配置结束后进行
编译保存;之后打开Starter,核对报文结构是否一致,若不一致需在Starter
中打开“configuration”做调整后点击“Transfer to HW config”按钮。
图.2
DC/AC 驱动装置报文设定
图.3
五、用DP总线对电机起、停及速度控制
S7-300/400PLC通过PROFIBUS周期性通讯方式将控制字1(CTW1)和主设定值(NSETP_B)发送至驱动器。
(1) 控制字中Bit0做电机的起、停控制。