西門子通訊軟件代理商

在過程中直接使用機器人的機會越來越多，使包裝機市場發生改變。這不僅是因為需要速度更高的機器，而且也是不斷增加的靈活性要求所致。但是，過去只在“下線"時使用機器人，現在，在主要和次要包裝過程中使用機器人的機會不斷增加。因此，包裝機制造商面臨將 PLC、運動控制和處理任務集成在單個系統中的挑戰。

對于這些處理應用，西門子為所有 SIMOTION 平臺提供了 SIMOTION Top Loading（用于處理的標準化軟件庫）和特殊的 Top Loading 模塊。其為經過測試的標準化軟件。這可減少工程費用，避免發生編程錯誤?？墒褂闷渌浖K在一個控制器或多個分布式控制器上組態和編程不同運動學的 Top Loading 小區。不必再與外圍設備控制結構同步?，F在可以實現實時同步以及統一數據存儲。由于系統支持按照 IEC 61131-3 的所有功能統一編程，所以無需花費太多時間熟悉機器人控制器編程語言。

使用 SIMOTION 的自動化解決方案提供下列優勢：

• 通過標準化、經過測試的軟件和以前執行的運動學，可實現更快、更好的質量工程

• 由于需要統一的控制和開發環境，執行和數據存儲更為簡單

• 通過集成新的運動學，可實現總體柔性

• 由于路徑速度的靈活規范，優化了曲線

• 由于可以自由選擇 SIMOTION 平臺，適用于任何應用

• 工作區的三維定義，1 至 n 個可單獨啟動的*區、報警區或產品區。

自動化解決方案

以帶有三臺伺服驅動器以及一臺饋入輸送機附加驅動器的拱架機器人為例介紹自動化概念。由于 SIMOTION 運動控制系統中集成了搬運功能，將拱架機器人與饋入軸直接耦合的優勢顯而易見。無需昂貴的機器人接口和單獨的控制單元?？赏ㄟ^機器 HMI 控制，在這種情況下，使用 TP177B 觸摸面板控制。

已執行的運動學

圖中顯示了已集成在 SIMOTION Top Loading 中的機器人運動學。如果了解數學轉換，還可輕松地獲得更多功能。

• 用于組裝容錯控制系統的軟件包

• 設計用于帶單通道分布式 I/O 的控制系統

• 適用于對切換速度要求較低的應用，如水力發電廠、冷卻回路、交通流量、液位以及數據采集的控制

• 因使用標準 S7-300 和 S7-400 組件而成本較低

• 通過冗余配置的 PROFIBUS DP 進行 I/O 鏈接

• 可選擇通過 WinCC 操作員站進行控制

通過“軟件冗余"軟件包，可使用標準 S7-300 和 S7-400 硬件組件經濟高效地設置高可用性 PLC。

軟件冗余可用于對切換速度沒有高要求的應用，如：

• 自來水廠或水處理廠控制

• 冷卻回路控制

• 交通流量監視和控制。

• 溫度或物位監視/控制。

根據不同的應用，可以對整個過程或其中的一部分進行冗余設計。

管理以下故障：

• 中央單元中冗余組件（PROFIBUS DP 主站接口，電源）故障。

• 由于硬件或軟件錯誤造成的 CPU 故障。

• 兩個中央設備之間的冗余連接中斷。

• 至分布式 I/O 的冗余 PROFIBUS DP 連接之一中斷。

冗余控制系統可使用 Software Redundancy 軟件包進行如下配置：

• 也可組合使用兩個 S7-300（CPU 313C-2 DP、CPU 314C-2 DP、CPU 315-2 DP、CPU 316-2 DP、CPU 318-2 DP 或更高）或 S7-400（主站和保留，所有 CPU）中央控制器；兩個設備上的
  用戶程序和 Software Redundancy 程序包

• 單通道分布式 I/O，交換式，包括帶兩臺 IM 153-2 的 ET 200M 分布式 I/O 設備。

• 中央控制器的冗余鏈路：
  通過 MPI、PROFIBUS DP 或工業以太網；可使用現有通訊鏈路。

• 可選：
  非冗余 I/O，集中或分布式

• 可選：
  用于方便地控制和監視冗余功能的 WinCC 操作員站（供貨范圍內包括 WinCC 畫面塊）

軟件冗余性：

• 從出故障的中央控制器（主站）自動切換到后備中央控制器。

通過 WinCC 操作員站進行操作：

• 請求切換

• 冗余功能 ON/OFF（激活/禁用切換）

• 顯示冗余耦合的狀態

• 顯示 ET 200M 從站的狀態

操作模式

發生故障時，“Software Redundancy"軟件包將啟動從主中央控制器到后備控制器的切換：

• 切換過程中：
  由于控制器輸出被凍結，因此對過程沒有影響

• 切換之后：
  基于最后獲得數據將過程繼續。數據可能已落后了幾個周期，因此只能用于較慢的過程。

從主站發生故障到過程繼續進行之間的切換時間取決于幾個因素：

• 所用 CPU 的通訊性能

• 主設備/后備設備連接所使用的通訊介質、連接類型和傳輸速率

• 要傳輸的數據量

• 故障原因

• 冗余 PROFIBUS DP 的傳輸速率

• 冗余 PROFIBUS DP 上的從站數量

例如，對于由兩個 414-2 DP CPU 和四個 ET 200 站（要傳輸 4 KB 數據）組成的系統，切換時間如下：

• 如果 CPU 通過 PROFIBUS DP 進行連接：1.2 s

• 如果 CPU 通過 MPI 進行連接：1.5 s