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西門子PLC模塊6ES7518-4TP00-0AB0參數(shù)詳細(xì)

西門子PLC模塊6ES7518-4TP00-0AB0參數(shù)詳細(xì)

靈活、開放和可靠 – 量身定制的電機(jī)管理系統(tǒng)

如何能夠防止工廠中發(fā)生故障及其造成的成本高昂的停產(chǎn)？如何能確保佳電機(jī)利用率？避免系統(tǒng)中的故障并提前檢測(cè)出將要發(fā)生的故障的佳方法是什么？為此，西門子推出了采用SIMOCODE pro 的智能電機(jī)管理系統(tǒng) – 長(zhǎng)達(dá) 25 年的可靠伙伴。

SIMOCODE pro 是用于低壓電機(jī)的靈活而模塊化的電機(jī)管理系統(tǒng)?？赏ㄟ^(guò) PROFIBUSDP,PROFINET/OPCUA，RTU 或 EtherNet/IP方便地直接連接到自動(dòng)化系統(tǒng)。它滿足電機(jī)起動(dòng)器與自動(dòng)化系統(tǒng)的所有功能要求（包括電機(jī)的安全斷開），并在一個(gè)緊湊型系統(tǒng)中組合了所有需要的保護(hù)、監(jiān)視和控制功能。因此，過(guò)程控制質(zhì)量得到提高，同時(shí)降低了成本– 從工廠與系統(tǒng)的規(guī)劃和安裝，直至運(yùn)行和維護(hù)。

可滿足現(xiàn)在和將來(lái)的要求，并獲益于 SIMOCODE pro：

節(jié)省時(shí)間、空間和資金

系統(tǒng)簡(jiǎn)單易用，使用的組件較少，但具有全部所需的功能

借助于可選的擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)靈活擴(kuò)展

提供豐富的數(shù)據(jù)，整個(gè)系統(tǒng)具有透明性

當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。
輸入采樣在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。
用戶程序執(zhí)行在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。
即，在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。
輸出刷新當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然，如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來(lái)說(shuō)可以忽略，那么二者之間就沒(méi)有什么區(qū)別了。

由于軋輥的輥形曲線形狀復(fù)雜及其精度控制高的特殊要求，我們研究開發(fā)新一代基于SINUMERIK840D平臺(tái)的納米級(jí)數(shù)控系統(tǒng)，與軋輥傳統(tǒng)加工工藝相結(jié)合，作為實(shí)現(xiàn)軋輥納米級(jí)（10-6mm）的高速高精度的磨削加工控制，以通常的為單位輸入數(shù)控指令，以納米為單位進(jìn)行精密的位置計(jì)算，輸出控制各伺服軸運(yùn)動(dòng)的位置指令的“納米級(jí)插補(bǔ)器"和執(zhí)行該指令的高速高響應(yīng)的伺服控制器。該控制器使用高速CPU和新的伺服電動(dòng)機(jī)及精密的位置測(cè)量與反饋元件，實(shí)現(xiàn)納米級(jí)進(jìn)給。終實(shí)現(xiàn)軋輥磨床極為平滑和高速高精度進(jìn)給磨削及實(shí)現(xiàn)高性能、高品質(zhì)軋輥磨削。

本文主要介紹基于西門子新的開放式SINUMERIK840D為控制平臺(tái)，以軋輥磨床MK8463為控制對(duì)象，以O(shè)EM開發(fā)包為工具，利用編程語(yǔ)言VisualBasic6.0和ViSualC6.0等，應(yīng)用智能化技術(shù)和專家工藝系統(tǒng)開發(fā)實(shí)現(xiàn)的智能化納米級(jí)數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系，功能模塊劃分和主要模塊的實(shí)現(xiàn)方法。

一、SINUMERIK840D的開放性

開放式CNC系統(tǒng)是對(duì)傳統(tǒng)封閉式數(shù)控系統(tǒng)的根本突破，是當(dāng)今數(shù)控技術(shù)發(fā)展的主流。在控制系統(tǒng)的開放性方面，不同開發(fā)商及研究機(jī)構(gòu)采用的解決方案也不同。按開放的層次不同可分3種途徑，開放層次不同，實(shí)現(xiàn)的難度不等，獲得的開放效果也相差很大，如圖1所示。圖中，虛線將控制系統(tǒng)劃分為人機(jī)控制（Man-MachineControl,MMC）層和控制內(nèi)核層兩個(gè)層面，其中控制內(nèi)核是CNC系統(tǒng)完成實(shí)時(shí)加工過(guò)程調(diào)度和控制的核心部分，一般和系統(tǒng)實(shí)時(shí)性相聯(lián)系。3種方式就是基于對(duì)這種兩個(gè)層面開放的不同處理來(lái)區(qū)分的

數(shù)控系統(tǒng)包括HMI（人機(jī)管理界面）中的上位機(jī)數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用程序（Application）、數(shù)控通訊服務(wù)器（NCDDEserver）以及數(shù)控核（SINUMERIK840DNCK）、可編程序控制器（SIMATCS7-300PLC）及相關(guān)通訊測(cè)量單元這五大部分。其中上位機(jī)數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用程序是控制核心，借助于西門子840DOEM二次開放式的開發(fā)包工具、程序界面編程工具VB、動(dòng)態(tài)庫(kù)編程工具VC來(lái)開發(fā)并實(shí)現(xiàn)；NCDDE服務(wù)器借助于多點(diǎn)接口MPI完成840D與上位機(jī)數(shù)控應(yīng)用程序通訊的功能，借助于編程語(yǔ)言的通訊控件和通訊語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)；SINUMERIK840DNCK完成插補(bǔ)運(yùn)算、處理解釋數(shù)控代碼，執(zhí)行軋輥工藝數(shù)控程序。SIMATCS7PLC部分是具體執(zhí)行單元，我們以PLC編程語(yǔ)言S7-300語(yǔ)言對(duì)其進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，以配合軋輥工藝的實(shí)現(xiàn)；相關(guān)通訊測(cè)量單元將涉及到精密化磨削與測(cè)量數(shù)據(jù)的采集，借助于納米級(jí)精密光柵尺、PLC以及反饋裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。

經(jīng)過(guò)對(duì)軋輥磨床數(shù)控系統(tǒng)的硬件平臺(tái)和軋輥工藝的需求分析，上位機(jī)數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用程序部分包括了系統(tǒng)初始化、軋輥磨削參數(shù)設(shè)置、軋輥工藝程序智能決策、軋輥輥形曲線智能創(chuàng)成、軋輥磨削加工過(guò)程實(shí)現(xiàn)，軋輥測(cè)量單元選擇、軋輥磨削軌跡及測(cè)量曲線再現(xiàn)，砂輪修整與自動(dòng)補(bǔ)償，基于知識(shí)的軋輥PDM以及系統(tǒng)診斷及探傷10個(gè)模塊。

利用MicrosoftAccess2000設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)sjk_data.mdb用來(lái)存儲(chǔ)和管理軋輥加工輸入的機(jī)床參數(shù)、砂輪參數(shù)、工件參數(shù)、輥形曲線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)以及加工過(guò)程中的工藝參數(shù)等數(shù)據(jù)，為使用者提供一個(gè)友好的人機(jī)交互式參數(shù)編輯環(huán)境。

三、上位機(jī)數(shù)控應(yīng)用程序各模塊功能分析

上位機(jī)應(yīng)用程序主要將數(shù)控系統(tǒng)的人機(jī)交互式操作界面顯示在840D的MMC103計(jì)算機(jī)屏幕上，為數(shù)控系統(tǒng)用戶提供一個(gè)方便的操作環(huán)境，這是軋輥磨床納米數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)中的重要部分。由于軋輥磨床數(shù)控系統(tǒng)界面要求具有良好的人機(jī)交互性，所以我們利用OEM開發(fā)包中的Menudesign菜單設(shè)計(jì)器來(lái)生成各個(gè)界面。界面之間的調(diào)用通過(guò)軟鍵（Softkey）來(lái)實(shí)現(xiàn)。

系統(tǒng)初始化：該模塊主要完成上位機(jī)應(yīng)用程序內(nèi)嵌到西門子系統(tǒng)所需要構(gòu)建的一些技術(shù)處理，利用OEM提供的Regie文件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的初始化，系統(tǒng)的啟動(dòng)、加載系統(tǒng)和MMC的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，用正確的順序啟動(dòng)程序，系統(tǒng)配置和區(qū)域轉(zhuǎn)換保證上位機(jī)應(yīng)用程序在OEM環(huán)境下順利運(yùn)行。

軋輥磨削參數(shù)設(shè)置：在加工之前，對(duì)軋輥磨削所需要的機(jī)床參數(shù)、砂輪參數(shù)、工件參數(shù)和輥形曲線參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。軋輥工藝程序決策：針對(duì)不同軋輥設(shè)計(jì)了7道軋輥磨削工藝，分別是加工準(zhǔn)備、校準(zhǔn)、砂輪趨進(jìn)、粗磨、測(cè)量、精磨及拋光等，涉及軋輥加工時(shí)用到的工藝程序進(jìn)行模糊推理決策，重組。

輥形曲線智能創(chuàng)成：提供給軋輥加工所需要的輥形曲線的智能化生成，包括功能曲線（如正弦曲線等）、表格曲線（如CVC曲線等）和插補(bǔ)曲線等。軋輥磨削精度與輥形曲線的精度直接相關(guān)。本文中的輥形曲線納米精度是實(shí)現(xiàn)軋輥磨削精度的前提。軋輥磨削加工過(guò)程：實(shí)現(xiàn)了軋輥工藝程序的啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)磨床完成的任務(wù)，并實(shí)時(shí)顯示輥形的磨削實(shí)際曲線和理論曲線。

軋輥測(cè)量單元：完成軋輥的圓度、輥形誤差、粗糙度等測(cè)量。磨削軌跡及測(cè)量曲線：是完成磨削軌跡的實(shí)時(shí)顯示和經(jīng)過(guò)測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)量后輥形實(shí)際曲線的顯示，并作出誤差分析。砂輪修正與自動(dòng)補(bǔ)償：完成砂輪磨損后的實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將聲納檢測(cè)后的磨損值送入插補(bǔ)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)改變微進(jìn)給機(jī)構(gòu)U軸的坐標(biāo)值。

基于知識(shí)的軋輥PDM這部分是實(shí)現(xiàn)軋輥磨削程序及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、記錄，提供軋輥信息數(shù)據(jù)庫(kù)，為后續(xù)的研究分析提供知識(shí)的決策和管理，利用網(wǎng)絡(luò)輸出到軋輥研究中心進(jìn)行分析。系統(tǒng)診斷及探傷：是對(duì)軋輥磨削的故障的檢測(cè)分析，以及利用自動(dòng)超聲波探傷或渦流探傷儀完成對(duì)軋輥的紋理缺陷的探傷測(cè)量。

四、軟件部分功能模塊的具體實(shí)現(xiàn)

軟件功能模塊的實(shí)現(xiàn)用到系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)模塊和窗體以及程序模塊。利用動(dòng)態(tài)鏈接數(shù)據(jù)庫(kù)DLL實(shí)現(xiàn)軟鍵文本的顯示，利用PRIVATE.BAS模塊函數(shù)中的State_Cganged（）函數(shù)實(shí)現(xiàn)程序功能。

五、結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的軋輥磨床納米級(jí)數(shù)控系統(tǒng)，在MK8463上的應(yīng)用，保證了軋輥加工的輥形磨削精度，實(shí)現(xiàn)了軋輥磨削的智能化運(yùn)行以及軋輥工藝的特殊化集成，并實(shí)現(xiàn)了軋輥產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息化管理、自動(dòng)探傷、實(shí)時(shí)在線測(cè)量及補(bǔ)償?shù)韧晟频墓δ?，提升了?guó)內(nèi)數(shù)控軋輥磨床核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力，具有自主知識(shí)版權(quán)。

連接方式

監(jiān)控裝置可采用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子。

SIRIUS 3RP25 定時(shí)繼電器、3UG458 絕緣監(jiān)測(cè)繼電器、SIRIUS 3RS2 溫度監(jiān)測(cè)繼電器、SIRIUS3RN2 熱敏電阻電機(jī)保護(hù)和 SIRIUS 3RS70 信號(hào)轉(zhuǎn)換器均配有螺釘型接線端子或彈簧型接線端子（推入式）。

在危險(xiǎn)區(qū)域中運(yùn)行時(shí)的 ATEX 認(rèn)證

SIRIUS SIMOCODEpro 3UF7 電機(jī)管理系統(tǒng)可保護(hù)用于危險(xiǎn)區(qū)域中的電機(jī)，符合標(biāo)準(zhǔn)

• ATEX Ex I (M2)；設(shè)備組 I，Category M2（采礦）

• ATEX Ex II (2) GD；設(shè)備組 II，Category 2，區(qū)域 GD 中

用于 PTC 傳感器的 SIRIUS 3RN2011、3RN2012-...30、3RN2013 和 3RN2023電機(jī)過(guò)熱保護(hù)繼電器已根據(jù)有關(guān)爆炸性氣體或粉塵環(huán)境的 ATEXExII(2)G 和 D進(jìn)行認(rèn)證