© Siemens AG 2011
SIMATIC Technology
Per compiti tecnologici –
conteggio/misura, comando a camme, regolazione,
Motion Control
Brochure · Aprile 2011
SIMATIC Technology
Answers for industry.
© Siemens AG 2011
SIMATIC Technology
Per la soluzione di tutti i compiti tecnologici
La base perfetta per tutti i compiti tecnologici –
Scalabilità su misura
Omogeneità ed efficienza con Totally Integrated
Automation
Con la nostra soluzione di sistema studiata fin nei dettagli,
voi semplificate l'handling della vostra macchina o del vostro impianto, vi avvalete di un confortevole engineering
unitario ed abbreviate notevolmente i vostri tempi di messa
in servizio – senza discontinuità di sistema. Realizzate notevoli risparmi di costi nell'engineering, utilizzando il knowhow esistente.
Del tutto in linea con il concetto di Totally Integrated Automation, voi approfittate di una omogeneità esclusiva e di
prodotti di prim'ordine – per ogni campo d'impiego, in
tutti i settori. Sia che si tratti di automazione manifatturiera
o di processo oppure di soluzioni per l'infrastruttura: con
Totally Integrated Automation e il suo nucleo centrale
SIMATIC noi possiamo dare un contributo importante per
l'aumento della vostra produttività.
Sia che si tratti di conteggio e misura, comando a camme,
regolazione o Motion Control: con SIMATIC Technology avete in pugno tutti i compiti tecnologici nelle più svariate
combinazioni e complessità. Dalle funzioni integrate nelle
CPU attraverso i moduli funzionali ET 200S decentrati o i
controllori tecnologici fino alle unità di applicazione ed ai
sistemi di regolazione liberamente progettabili – voi avete
la libera scelta della tecnica realizzativa del vostro sistema.
Funzioni integrate per
CPU S7
da pag. 18
2
SIMATIC Technology
Blocchi funzionali caricabili per soluzioni basate
sul software
da pag. 21
Siemens –
un partner, sul quale potete contare
Sfruttate i vantaggi offerti da un partner competente
nell'automazione industriale e affidatevi alla nostra pluriennale esperienza nonché alla relativa costante capacità d'innovazione. Noi siamo sempre a vostra disposizione: a tutte
le ore, in tutto il mondo – con un'offerta completa
di servizi.
Moduli funzionali intelligenti ET 200S per soluzioni decentrate
da pag. 25
Unità funzionali
parametrizzabili per
S7-300/400
da pag. 28
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Contenuto
Highlights
Totally Integrated Automation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Soluzione di compiti tecnologici con l'omogeneità di
Caratteristiche di sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
SIMATIC Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
sistema di TIA
Massima scalabilità possibile nella scelta di una soluzione basata su software o su hardware
Parametrizzazione e programmazione nell'abituale
Funzioni integrate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Conteggio, posizionamento e regolazione con le CPU S7 18
PID Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Blocchi funzionali caricabili . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
ambiente STEP 7
Soluzioni con PROFIBUS in sincronismo di clock per la
Standard PID Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
massima precisione di veloci processi di lavorazione
PID Self-Tuner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Modular PID Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Easy Motion Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Moduli ET 200S decentrati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Moduli ET 200S decentrati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Unità funzionali parametrizzabili . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Unità funzionali parametrizzabili. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Unità di conteggio / Unità di comando a camme . . . . . . . 29
Unità di regolazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Unità di posizionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Unità di posizionamento per motori passo-passo e
servomotori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Controllo continuo e di posizionamento FM 357-2 . . . . . . 34
Controllori tecnologici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Controllori tecnologici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Dati tecnici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Esempi applicativi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Controllori tecnologici per
funzionalità di PLC, Motion
Control e Safety Integrated
da pag. 35
Unità di applicazione e
sistemi di regolazione
liberamente progettabili
da pag. 40
Unità di applicazione liberamente progettabili e
sistemi di regolazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Unità di applicazione liberamente progettabili e
sistemi di regolazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Blocchi funzionali per il controllo del movimento . . . . . . . 42
Unità di applicazione FM 458-1 DP . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Unità tecnologica T400 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Sistema di regolazione SIMATIC TDC . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Tabelle di confronto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Comando a camme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Conteggio/misura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Regolazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Posizionamento / Motion Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Glossario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Referenze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
SIMATIC Technology
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Totally Integrated Automation
Puntate su criteri di produttività nuovi
per ottenere durevoli vantaggi competitivi
4
Caratteristiche
Totally Integrated
di sistema
Automation
© Siemens AG 2011
In risposta alla crescente pressione della concorrenza
internazionale è oggi più importante che mai sfruttare
costantemente tutti i potenziali di ottimizzazione –
lungo l'intero ciclo di vita di una macchina o di un impianto.
I processi ottimizzati consentono una riduzione del Total Cost of Ownership, un'abbreviazione del Time-toMarket e un miglioramento della qualità. Questo perfetto equilibrio tra qualità, tempo e costi è oggi più che
mai il fattore di successo decisivo per l'industria.
Totally Integrated Automation risponde a tutte le esigenze con apertura a standard internazionali e sistemi
non-Siemens. Con le sue sei caratteristiche di sistema
Totally Integrated Automation supporta l'intero ciclo di
vita di una macchina o di un impianto. L'architettura di
sistema completa offre soluzioni globali per ogni applicazione di automazione sulla base di una vastissima
gamma di prodotti.
SIMATIC: automatizzare in modo efficiente –
con tecnica di sistema
SIMATIC, il nucleo centrale di Totally Integrated Automation, comprende una molteplicità di prodotti standardizzati, flessibili e scalabili – come ad esempio
le apparecchiature periferiche decentrate SIMATIC
Technology, che vi presentiamo in questa brochure.
SIMATIC è oggi il numero uno nell'automazione a livello
mondiale. Ciò dipende in gran parte dal fatto che
SIMATIC possiede le sei caratteristiche di sistema di
Totally Integrated Automation:
• Engineering
• Comunicazione
• Diagnostica
• Safety
• Security
• Robustezza
Inoltre SIMATIC si distingue per due ulteriori caratteristiche di sistema:
• Tecnologia
• Elevata disponibilità
Ulteriori informazioni sulle caratteristiche di sistema e
sui vantaggi risultanti sono riportate nel seguente capitolo “Caratteristiche di sistema”.
Caratteristiche
di sistema
Totally
Integrated Automation
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© Siemens AG 2011
Caratteristiche di sistema
Panoramica
Engineering
Elevatissima efficienza di engineering –
in tutte le fasi del ciclo di vita delle macchine e degli impianti
Con SIMATIC vi avvalete di un ambiente di engineering omogeneo. Software efficiente vi supporta
lungo l'intero ciclo di vita della vostra macchina o del vostro impianto – dalla pianificazione e dalla
concezione attraverso la progettazione e la programmazione fino alla messa in servizio, all'esercizio
e alla modernizzazione. Il software SIMATIC consente, grazie alla capacità d'integrazione e ad interfacce accordate, una grande coerenza dei dati – in tutto il processo di engineering.
Con il Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal) Siemens ha ridefinito l‘engineering. Il nuovo
ambiente di engineering del TIA Portal riunisce i tool software di automazione SIMATIC STEP 7,
SIMATIC WinCC e SINAMICS StartDrive in un unico ambiente di sviluppo.
Comunicazione
Massima trasparenza dei dati attraverso tutti i livelli di automazione,
sulla base di standard comprovati
Con SIMATIC create il presupposto per un'omogeneità illimitata nella comunicazione e pertanto per la massima trasparenza attraverso tutti i livelli, dal livello di campo e di comando
attraverso il livello di direzione operativa fino al livello di direzione aziendale. SIMATIC si basa
su standard internazionali indipendenti dal produttore e combinabili in modo flessibile.
PROFINET, lo standard Industrial Ethernet leader nel mercato e PROFIBUS, il bus di campo numero uno al mondo.
Diagnostica
Minimizzazione dei tempi improduttivi –
grazie ad efficienti concetti di diagnostica
Tutti i prodotti SIMATIC possiedono funzioni diagnostiche integrate con le quali è possibile
individuare ed eliminare in modo efficiente un guasto, a garanzia di un'elevata disponibilità di
sistema. Per gli impianti di maggiori dimensioni potete avere con la Maintenance Station una
vista unitaria delle informazioni rilevanti per la manutenzione di tutti i componenti di automazione.
Safety
Protezione dell'uomo e della macchina –
nell'ambito di un sistema globale omogeneo
SIMATIC Safety Integrated offre prodotti certificati dal TÜV, semplificando così la conformità
alle norme principali: IEC 62061 fino a SIL 3, EN ISO 13849-1 fino a PL e nonché EN 954-1.
Grazie all'integrazione della tecnica di sicurezza nella tecnica standard sono necessari solo un
controllore, una periferia, un engineering e un sistema di bus. Pertanto i vantaggi di sistema
e la completa funzionalità di SIMATIC sono disponibili anche per applicazioni fail-safe.
6
Caratteristiche di sistema
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Security
Sicurezza dei dati nel mondo delle reti –
grazie a sistemi di sicurezza accordati e scalabili
A causa dell’impiego sempre più diffuso dei collegamenti Ethernet fino al livello di campo
gli aspetti legati alla sicurezza acquistano un’importanza sempre maggiore nell’ambiente industriale. Per la protezione completa di un impianto si devono attuare diversi provvedimenti,
che vanno dall’organizzazione aziendale, incluse le rispettive prescrizioni sulle misure di sicurezza per PC e sistemi di controllo, fino alla sicurezza delle celle di automazione mediante la
segmentazione della rete. Siemens persegue qui il concetto di protezione della cella e con i
moduli della serie SCALANCE e i moduli di sicurezza offre i componenti adatti per la realizzazione di celle sicure.
Robustezza
Massima idoneità industriale grazie all'elevata robustezza
Ogni prodotto standard della gamma SIMATIC si distingue per l'altissimo grado di qualità e robustezza e si presta perfettamente all'impiego in ambiente industriale. Specifici test di sistema assicurano la qualità pianificata e richiesta. I componenti SIMATIC soddisfano le principali norme internazionali e sono certificati in corrispondenza. Le direttive SIMATIC per la qualità definiscono l'insensibilità alla temperatura e agli urti come pure la resistenza alle vibrazioni e alle influenze EMC.
Per condizioni d'impiego gravose e finanche estreme sono disponibili varianti speciali come
ad es. SIPLUS extreme o le apposite varianti del SIMATIC ET 200. Esse si contraddistinguono
per il grado di protezione elevato, campi di temperatura estesi e impiegabilità in atmosfera
estremamente aggressiva.
Elevata disponibilità
Tecnologia
Più possibilità, meno complessità –
grazie alla funzionalità tecnologica integrata
Sia che si tratti di conteggio e misura, comando a camme, regolazione o Motion Control: i
compiti tecnologici possono essere integrati nel mondo SIMATIC senza incompatibilità di sistema nelle più svariate combinazioni e qualsiasi ne sia la complessità – in modo semplice,
confortevole, omogeneo. La parametrizzazione e la programmazione si eseguono nel consueto ambiente STEP 7.
Altissima disponibilità –
con concetti omogenei di ridondanza
Per un'elevata disponibilità degli impianti Siemens ha sviluppato un concetto globale di ridondanza per l'intero impianto: dal livello di campo attraverso il livello di comando fino al livello di
direzione operativa. Ad esempio, controllori testati sul campo rendono assolutamente sicuro
il vostro settore d'impianto ad elevata disponibilità, grazie alla commutazione bumpless con
sincronizzazione automatica sull'evento.
www.siemens.com/simatic-system-features
Caratteristiche di sistema
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Engineering
Elevatissima efficienza di engineering –
in tutte le fasi del ciclo di vita delle macchine e degli impianti
Engineering e design unitari …
… per tutti i componenti di automazione
Engineering Station
Livello di gestione
aziendale
SIMATIC WinCC
Livello di controllo
Banca dati progetto
Engineering digitale
t4*.ATIC Automation Designer
Software di engineering
t4*.ATIC STEP 7
t4*.ATIC WinCC / WinCC flexible
TIA Portal
Controller
HMI
PROFIBUS
Livello di campo
Azionamenti
Periferia decentrata
Con SIMATIC vi avvalete di un ambiente di engineering
omogeneo. Software efficiente vi supporta completamente lungo l'intero ciclo di vita della vostra macchina o del
vostro impianto – dalla pianificazione e dalla concezione
attraverso la progettazione e la programmazione fino alla
messa in servizio, all'esercizio e alla modernizzazione.
Il software SIMATIC consente, grazie alla capacità d'integrazione e ad interfacce accordate, una grande coerenza
dei dati – in tutto il processo di engineering.
Interfacce per dati aperte
• Componenti non-Siemens possono essere integrati sulla base di
GSD/EDD
• Interfacce di importazione/esportazione consentono lo scambio di
dati con software non-Siemens (MS Excel)
Coerenza dei dati nell'intero progetto
• Le variabili devono essere immesse e progettate solo in
un editor
• Sincronizzazione estesa all'intero progetto
Capacità multilingue/internazionalità
• L'interfaccia utente di molti pacchetti software è disponibile in sei
lingue
• Le interfacce utente delle apparecchiature HMI (Panel) possono essere configurate in qualsiasi lingua – e altrettanto i commenti del
programma nell'ambito di SIMATIC STEP 7
Modularità con blocchi
• Parti di programma e interfacce utente possono essere
create modulari come blocchi riutilizzabili
• I blocchi di programma possono essere caricati durante
l'esercizio nel sistema di automazione
• Inoltre sono possibili ampliamenti e modifiche del progetto hardware durante l'esercizio
Progettazione comune per tutto l'hardware di
automazione
• Configurazione comune dell'hardware
• Progettazione comune della rete
8
PROFINET
Industrial Ethernet
Caratteristiche di sistema
Archiviazione dati
• Tutti i dati, dati di configurazione hardware, programmi e interfacce utente vengono memorizzati e archiviati in un progetto
Linguaggi di programmazione standard
• Linguaggi di programmazione conformi a PLCopen o IEC 61131-3
• Blocchi di Motion Control con certificazione PLCopen
Con il Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal) Siemens
ha ridefinito l‘engineering. Il nuovo ambiente di engineering del
TIA Portal riunisce i tool software di automazione SIMATIC STEP 7,
SIMATIC WinCC e SINAMICS StartDrive in un unico ambiente di
sviluppo.
Con la sua interfaccia utente intuitiva, il sistema di navigazione efficiente e la tecnologia collaudata, il TIA Portal offre molte innovazioni in diversi settori. Esso rappresenta una pietra miliare nello
sviluppo del software futuro.
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Comunicazione
Massima trasparenza dei dati attraverso tutti i livelli di automazione,
sulla base di standard comprovati
Livello di direzione aziendale/
Livello di direzione della
produzione
Internet
Ethernet
Livello di
direzione operativa
SIMATIC
WinCC
Switch
PROFINET
Livello di comando
Industrial Ethernet
IWLAN
Controllore HMI
Controllore
IWLAN
PROFIBUS
Livello di campo
Periferia
decentrata
AS-Interface
Periferia
decentrata
Azionamenti
Con SIMATIC create il presupposto per una omogeneità illimitata nella comunicazione e pertanto per la massima
trasparenza dal livello di campo e di comando attraverso il
livello di direzione operativa fino al livello di direzione
aziendale. SIMATIC si basa su standard internazionali indipendenti dal produttore e combinabili in modo flessibile. PROFIBUS, il bus di campo numero uno al mondo e
PROFINET, lo standard Industrial Ethernet leader nel
mercato.
Con SIMATIC sono sempre disponibili in ogni momento
importanti informazioni in tutto l'impianto. Ciò semplifica
enormemente la messa in servizio, la diagnostica e la manutenzione – anche senza fili o tramite Internet. Inoltre è
possibile accedere ovunque ai componenti, per intervenire all'occorrenza nel processo.
Accesso a dati in tutto l'impianto o nell'intera azienda
• Possibilità di comunicazione omogenea attraverso tutti
i livelli di automazione
- Livello di management
- Livello di direzione operativa
- Livello di comando
- Livello di campo
Azionamenti
Flessibilità e scalabilità
• Flessibilità di combinazione degli standard di comunicazione – senza incidere sulla performance di un
sistema (safety, diagnostica etc.)
• Realizzazione di applicazioni con criticità temporale fino
al sincronismo di clock
Sistemi di bus combinabili
• Strutture di comunicazione già esistenti possono essere
integrate e/o conservate tramite processori di comunicazione CP/link (PROFINET, PROFIBUS, AS-Interface etc.)
Comunicazione senza fili (wireless)
• Supporto della comunicazione senza fili sulla base di Industrial Wireless LAN – persino la funzionalità safety è
realizzabile tramite la comunicazione IWLAN
Funzione di routing
• Raggiungibilità in tutto il sistema di tutti i componenti, per messa in servizio, diagnostica e telemanutenzione facilitate
Integrazione in applicazioni Office
• OPC e OPC XML per il collegamento di applicazioni
Office
• Funzionalità di Web-Server per l'accesso a informazioni
sulle apparecchiature (ad es. buffer diagnostico) da ogni
PC collegabile a Internet
Caratteristiche di sistema
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© Siemens AG 2011
Diagnostica
Minimizzazione dei tempi improduttivi –
grazie ad efficienti concetti di diagnostica
Livello di direzione
operativa
SIMATIC WinCC Maintenance Station
Diagnostica estesa all'intero impianto
Importazione della configurazione da STEP 7
PROFINET
Livello di comando
Industrial Ethernet
Engineering
Attivazione della
diagnostica
Controllore
SIMATIC
STEP 7
HMI
Visualizzazione delle informazioni su tutta la linea
Riconoscimento
del guasto
PROFIBUS
Livello di campo
Azionamenti
Tutti i prodotti SIMATIC possiedono funzioni diagnostiche integrate con le quali è possibile individuare ed eliminare in modo efficiente un guasto, a garanzia di una
elevata disponibilità di sistema. Per gli impianti di maggiori dimensioni potete avere con la Maintenance Station una vista delle informazioni rilevanti per la manutenzione di tutti i componenti di automazione.
È quindi possibile aumentare la Overall Equipment Efficiency (OEE), minimizzare i tempi improduttivi e risparmiare costi.
Diagnostica integrata
• Totally Integrated Automation offre prodotti e unità
con funzione diagnostica integrata
• Diagnostica di sistema estesa all'intero impianto per
il riconoscimento e la segnalazione automatica di
anomalie
• Segnalazioni addizionali per il monitoraggio dell'applicazione/del processo (diagnostica di processo)
possono essere progettate facilmente e generate automaticamente
Diagnostica con visualizzazione di importanti
informazioni
• Informazione testuale sull'errore
• Identificazione univoca del modulo (numero)
• Informazione relativa a indirizzo/posto connettore
• Marcatura temporale cronologica
10
Caratteristiche di sistema
Periferia
decentrata
Diagnostica attivabile, nessun onere di programmazione
• La funzione diagnostica delle unità viene attivata comodamente in SIMATIC STEP 7
• Testi di segnalazione disponibili in cinque lingue
• Finestre/viste di segnalazione predefinite per la visualizzazione sull'apparecchiatura HMI
Diagnostica omogenea dal livello di campo fino al livello di management
• Stati di sistema (stato delle unità e della rete, segnalazione di errori di sistema) sono disponibili per l'intero l'impianto in una rappresentazione unitaria.
• Le pagine diagnostiche con differente grado di specificazione (gerarchia) vengono generate automaticamente dai dati di progettazione (HW-Config)
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Safety
Protezione dell'uomo e della macchina –
nell'ambito di un sistema globale omogeneo
Finora: Automazione standard e automazione di sicurezza separate in due sistemi
Arresto
d'emergenza
Arresto
d'emergenza
Controllore
standard
Controllore
fail-safe
Controller
Periferia
standard
Arresto
d'emergenza
Bus di sicurezza
PROFIBUS
Novità: Automazione standard e automazione di sicurezza integrate in un unico sistema
Arresto
d'emergenza
Controllore
SIMATIC
fail-safe
Controller
Arresto d'emergenza
I/O standard
e fail-safe
Arresto d'emergenza
PROFINET/PROFIsafe
PROFIBUS/PROFIsafe
In qualità di costruttori o gestori di macchine e di impianti siete obbligati dal legislatore a provvedere alla sicurezza dell'uomo e dell'ambiente. Per soddisfare queste direttive Siemens offre con Safety Integrated
prodotti certificati dal TÜV che semplificano la conformità alle norme principali: IEC 62061 fino a SIL 3, EN
ISO 13849-1 fino a PL e nonché EN 954-1 fino a Cat. 4.
In pieno accordo con Totally Integrated Automation,
con Safety Integrated vengono integrate funzioni tecniche di sicurezza nell'automazione standard. Siemens
offre pertanto un programma di sicurezza completo e
omogeneo – dal rilevamento attraverso l'analisi fino
alla reazione.
Un tema di assoluta importanza è rappresentato da
SIMATIC Safety Integrated, il sistema di comando failsafe. Grazie all'integrazione della tecnica di sicurezza
nella tecnica standard sono necessari solo un controllore, una periferia, un engineering e un sistema di bus. I
vantaggi di sistema e l'intera funzionalità di SIMATIC
sono così disponibili anche per applicazioni fail-safe.
Il risultato: onere di engineering nettamente inferiore
ed enorme riduzione dei componenti hardware.
Un controllore per standard e safety
• Numerose funzioni di autotest e autodiagnostica dei
controllori fail-safe SIMATIC
• Elaborazione contemporanea del programma standard e del programma di sicurezza su un controllore
Configurazione mista della periferia
• Realizzazione salvaspazio con la combinazione di
moduli fail-safe e unità standard in una stazione
Engineering omogeneo
• Programmazione complessiva (standard e safety) nel
comprovato ambiente STEP 7
• Programmazione a scelta con blocchi predefiniti certificati dal TÜV o realizzati in proprio
Comunicazione fail-safe
• Comunicazione fail-safe mediante gli standard comprovati in tutto il mondo PROFINET o PROFIBUS, con il profilo PROFIsafe
• Concetti di soluzioni innovative come ad es. la comunicazione fail-safe senza fili tramite IWLAN (Industrial
Wireless LAN) e PROFINET – ad es. mediante il SIMATIC
Mobile Panel 277F IWLAN con funzione di sicurezza integrata
Funzioni diagnostiche
• Identica diagnostica di sistema per unità safety e componenti standard: uniformità di funzione, rappresentazione, parametrizzazione nonché semplice attivazione
della funzione diagnostica senza programmazione
Caratteristiche di sistema
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SIMATIC Technology
Per la soluzione di tutti i compiti tecnologici
Conteggio e misura
Conteggio e misura (pagina 54)
Regolazione (pagina 56)
Conteggio di impulsi con frequenze fino a 650 kHz
Regolazione di temperatura/pressione/portata
Conteggio singolo, periodico o senza fine
Regolatore a passi/a impulsi e continuo
Rapide azioni dipendenti dallo stato di conteggio
Regolazione a valore fisso, asservita, in cascata, di
Misura di lunghezze di percorso, di velocità, di frequenze o di durate di periodi
Rilevamento di corsa con trasduttore incrementale o SSI
rapporto e mista
Strutture di regolazione predisposte da parametrizzare o programmabili in modo flessibile
Autotuning
Dosaggio
Funzione latch
Posizionamento
Uscita regolatore a passi/Modulazione di larghezza di
impulso
Comando a camme
Posizionamento / Motion Control (pagina 58)
Comando a camme (pagina 53)
Funzionamento a impulsi
Azioni dipendenti dalla posizione o dal tempo
Posizionamento comandato con il metodo della mar-
Dipendente dalla direzione
cia veloce/lenta
Posizionamento regolato ad anello chiuso
Interpolazione di più assi
Sincronismo di riduttore e di camma
Motori asincroni/motori passo-passo/servomotori
Monitoraggio del campo di movimento
Funzione latch
12
Regolazione
SIMATIC Technology
Azione derivativa dinamica
Comportamento d‘isteresi
Tempi di reazione a partire da 1 s
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Controllo di processi veloci mediante sincronismo di clock
Soluzioni decentrate con sincronismo di clock garantiscono una precisione elevata nonché una sequenza operativa veloce ed affidabile. Ciò è di grande importanza
specialmente per la regolazione di azionamenti.
Per il comando di macchine in processi di produzione e di
lavorazione ad alta velocità, si ha la sincronizzazione dei
cicli operativi. Ciò significa che le cadenze di determinati
processi vengono tra loro sintonizzate sulla base di un reticolo temporale fisso – il clock di sistema. Ne risulta una
continuità dei cicli operativi che consente la loro esecuzione con velocità e affidabilità.
È così possibile avere tempi di reazione al processo brevi,
riproducibili e definiti. A questo fine i segnali della periferia
devono essere rilevati, emessi e sincronizzati con il programma applicativo in un reticolo temporale di intervalli
equidistanti.
Per questo il tempo intercorrente dal rilevamento di un
segnale tramite la periferia decentrata fino alla corrispondente reazione sull‘attuatore deve essere il più breve possibile e riproducibile con precisione.
Questa esigenza si soddisfa realizzando un accoppiamento
diretto tra il ciclo DP equidistante, le unità periferiche ed il
programma applicativo.
CPU
Esigenza elevatissima di precisione del clock di sistema: Telai tessili
L‘accoppiamento sincrono di una soluzione di automazione
SIMATIC al PROFIBUS equidistante è denominato „sincronismo di clock“ ed offre i seguenti vantaggi:
• Processi veloci basati sul tempo, per i quali la riproducibilità (comportamento deterministico) è determinante, possono essere automatizzati anche con periferia decentrata.
• Il sincronismo di clock offre molteplici possibilità
d‘impiego, che non sono limitate solo alle applicazioni di
azionamento. Il sincronismo di clock è adatto all‘impiego
in applicazioni con sensori e attuatori distribuiti sulla
macchina in struttura decentrata.
PROFIBUS
System clock
G_ST70_XX_00716
ET 200
Il clock di sistema vale per l‘intera struttura di automazione
SIMATIC Technology
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Gamma di prodotti –
Famiglie di prodotti e applicazioni per SIMATIC Technology
SIMATIC Technology sta per massima libertà possibile nella
scelta della tecnica costruttiva e nella scalabilità dell’hardware
e del software.
Funzioni integrate (da pag. 18)
Le funzioni tecnologiche integrate sono ideali per applicazioni in macchine compatte con pochi assi,
canali di conteggio e regolazione.
Le funzioni tecnologiche sono parte integrante del sistema operativo della CPU o di STEP 7 e utilizzano gli
ingressi e le uscite, che sono integrati direttamente sulla CPU, o la periferia standard.
La parametrizzazione delle funzioni integrate, ad es. un algoritmo di regolazione o di posizionamento,
avviene in modo semplice e confortevole con maschere incluse in STEP 7.
I vostri vantaggi:
■
■
■
■
Soluzioni economiche per esigenze di livello medio-basso.
Handling semplice: Nessun hardware addizionale o Runtime-Software
Nessun ulteriore fabbisogno di spazio grazie alla funzionalità integrata
Parametrizzazione integrata in STEP 7
Blocchi funzionali caricabili (da pag. 21)
Soluzioni basate su software sono impiegabili in modo ottimale per semplici compiti di posizionamento/
regolazione e rappresentano un’alternativa flessibile ed economica per la soluzione di compiti tecnologici
mediante hardware.
I blocchi funzionali sono universalmente impiegabili sulle piattaforme hardware SIMATIC S7-300, S7-400,
ET 200S e WinAC. Per ogni CPU è necessaria una licenza runtime. Per l’engineering si utilizza STEP 7.
La parametrizzazione dei blocchi funzionali avviene in modo semplice e confortevole con maschere di
parametrizzazione.
Queste sono ottenibili con i blocchi funzionali o come pacchetto separato.
Per il collegamento di trasduttori e attuatori servono
■
■
Unità standard del SIMATIC, ad es. unità di ingresso/uscita e di conteggio in struttura centrale o decentrata
o il PROFIBUS con trasduttori e azionamenti collegati direttamente.
I vostri vantaggi:
■
■
■
Soluzioni economiche nella fascia di potenzialità bassa
Soluzione flessibile grazie al richiamo dei blocchi necessari nel programma applicativo
Performance/dinamica scalabili grazie alla scelta della piattaforma hardware:
SIMATIC S7-300, S7-400, ET 200S, WinAC
Moduli funzionali ET 200S decentrati (da pag. 25)
I moduli funzionali ET 200S del sistema di periferia decentrata ET 200S sono unità intelligenti e vengono
impiegati preferibilmente in applicazioni distribuite. Essi risolvono compiti tecnologici in modo ampiamente
autonomo, cioè indipendentemente dalla CPU.
Questi moduli comportano tutti i vantaggi del sistema ET 200S, come ad es. concetto di cablaggio intelligente, inserimento/estrazione dei moduli in esercizio nonché tecnica costruttiva finemente modulare.
La parametrizzazione dei moduli avviene in STEP 7.
I vostri vantaggi:
■
■
■
14
Performance ottimale con compiti tecnologici decentrati
Enorme risparmio di costi di cablaggio
Ridotto fabbisogno di spazio e configurazioni hardware perfettamente adattate grazie alla forma costruttiva
compatta finemente modulare
SIMATIC Technology
© Siemens AG 2011
Unità funzionali parametrizzabili (da pag. 28)
Le unità funzionali vengono sempre impiegate, quando si hanno esigenze elevate di precisione e dinamica.
Esse sono unità intelligenti del SIMATIC S7-300/400, risolvono autonomamente i compiti tecnologici e sgravano pertanto la CPU.
Per la parametrizzazione sono disponibili rispettivi tool di progettazione basati su STEP 7. La parametrizzazione e la messa in servizio si eseguono tramite comode maschere.
Le unità funzionali dell’S7-300 possono essere impiegate anche decentrate nel sistema di periferia
ET 200M – anche per l’automazione basata su PC con WinAC.
I vostri vantaggi:
■
■
■
Grande precisione, dinamica e brevi tempi di reazione (comportamento deterministico)
Unità specialistiche e universali con ampio repertorio di funzioni
La CPU non viene aggravata poiché la funzionalità è integrata nel firmware di ogni unità
Controllore tecnologico (da pag. 35)
I controllori tecnologici vengono impiegati per funzioni tecnologiche e costituiscono una soluzione economica per max. 32 assi.
Il Motion Controller integrato offre potenza di calcolo addizionale, con la quale è possibile risolvere in modo
assai performante complessi compiti di Motion Control.
La parametrizzazione si esegue mediante S7-Technology, un pacchetto opzionale di STEP 7. Per la programmazione è disponibile una biblioteca di blocchi funzionali conformi a PLCopen.
Il collegamento degli azionamenti avviene tramite un’interfaccia PROFIBUS integrata addizionale DP(DRIVE).
Ciò garantisce trasparenza dal livello HMI fino ai parametri degli azionamenti.
I vostri vantaggi:
■
■
■
Elevata performance per compiti di Motion Control
Parametrizzazione e programmazione nell’abituale ambiente STEP 7.
Programmazione efficiente con blocchi funzionali già pronti e conformi allo standard PLCopen
Unità di applicazione liberamente progettabili e sistemi di regolazione (da pag. 40)
Le unità di applicazione ampliano la flessibilità della CPU con potenza di calcolo addizionale ed offrono
così massima performance per funzionalità di comando, calcolo e regolazione nel SIMATIC.
La progettazione della funzione tecnologica si esegue graficamente, a seconda dell’unità, con i collaudati
tool del SIMATIC S7 (KOP/FUP, CFC/SFC o linguaggio evoluto C) e viene specificatamente adattata alla rispettiva applicazione.
Il sistema di regolazione SIMATIC TDC risolve anche complessi compiti di azionamento, regolazione e comunicazione con grandissime strutture d’insieme e brevissimi tempi di ciclo.
I vostri vantaggi:
■
■
■
Altissima velocità di elaborazione e precisione
Massima flessibilità per esigenze individuali
Impiegabilità per tutte le tecnologie
SIMATIC Technology
15
© Siemens AG 2011
Guida alla scelta
Caratteristiche specifiche dei componenti si trovano da pag. 18,
Tabelle comparative per tecnologie si trovano da pag. 53
Regolazione
Passo
Segnale continuo
(analogico)
Uscita segnale controllante
PWM
Misura
Comando
a camme
ottimizzata per
regolazioni
di temperatura
PID
Conteggio/misura
Camma di posizione /
temporizzazione
Canali/
assi
Dosaggio
Pagina
Conteggio
Funzione tecnologica
Funzioni integrate
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
CPU 1211C
18
3/2
CPU 1212C
18
4/2
CPU 1214C
18
6/2
CPU 312C
19
2
CPU 313C
19
3
CPU 314C
19
4/14)
STEP 7 PID Control
20
qualsiasi
STEP 7 PID Temp. Control
20
qualsiasi
Standard PID Control
21
qualsiasi
Modular PID Control
23
qualsiasi
Easy Motion Control
24
qualsiasi
1 SSI
26
1
2 PULSE
26
2
1 STEP
27
1
1 POS U
27
1
1 COUNT 5/24 V
27
1
k
k
k
FM 350-1/450
29
1/2
FM 350-2
29
8
k
k
k
k
k/–
k
FM 352/452
29
1/1
FM 355C/455C
30
4/16
FM 355S/455S
30
4/16
FM 355-2C
31
4
FM 355-2S
31
4
FM 351/451
32
2/3
SM 338
32
3
IM 174
32
4
FM 353
33
1
FM 354
33
1
FM 453
33
3
FM 357-2
34
4
35
8/32/32
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
Blocchi funzionali caricabili
Moduli ET 200S decentrati
Unità funzionali parametrizzabili
k
k
k
k
k
k
k
Controllori tecnologici
CPU 315T/317T /317TF 1)
k
Unità di applicazione liberamente progettabili e sistemi di regolazione
16
FM 352-5
40
1
FM 458-1 DP, EXM 4xx
43
qualsiasi
T400
46
2
SIMATIC TDC
50
qualsiasi
SIMATIC Technology
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
per tutti i compiti di automazione nella fascia di potenzialità più alta
k
k
© Siemens AG 2011
k
k
k
k3)
k3)
k3)
k
k
k
k
Liberamente
progettabile
Interpolazione
Programmi di
movimento
Regolazione di
pressione
Assi idraulici
Sincronizzazione
con marche di
stampa
Camma a disco
Interfaccia
impulsi
assoluto
Regolazione
ad anello
chiuso
(di assi singoli, di più assi)
Limitazione dello
strappo
Posizionamento
Marcia veloce/
lenta
Rilevamento di
corsa
Riduttore elettronico
Motion Control
incrementale
Autotuning online
integrato
Funzione di backup
Regolazione
k
k
k
k
k
k 3)
k 3)
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k 2)
k 2)
k
k
k
k 3)
k 3)
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
2)
1)
In combinazione con S7-Technology
Incl. operatività in caso di stop della CPU
tramite OP
3)
In combinazione con PID Self-Tuner
4)
4 x conteggio, 1 x posizionamento
5)
Tramite IM 174
6)
Uscita segnale controllante
k
k 6)
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k 6)
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k 5)
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
k
SIMATIC Technology
17
© Siemens AG 2011
Funzioni integrate
Conteggio, posizionamento e regolazione con le CPU S7
Le CPU S7 offrono diverse funzioni integrate, per risolvere
semplici compiti di conteggio, posizionamento
e regolazione.
S7-1200
A seconda della CPU sono integrati fino a sei contatori HighSpeed, tre a 100 kHz e tre a 30 kHz. Sono opzionalmente
disponibili Signal Board 200 kHz (variante a 24 V o 5 V). Essi
vengono impiegati per il monitoraggio preciso di trasduttori
incrementali, conteggi di frequenza o rapida acquisizione di
eventi di processo. Due uscite ad alta velocità sono state integrate nel controllore SIMATIC S7-1200 come uscite a impulsi.
Esse possono essere impiegate per la regolazione di velocità
e di posizione con motori passo-passo e servoazionamenti.
La configurazione avviene semplicemente mediante un
oggetto tecnologico "asse" ed i blocchi funzionali PLCopen
Motion riconosciuti a livello internazionale, che sono contenuti nel SIMATIC STEP 7 Basic Engineering System.
La vista del progetto organizza nell’albero del progetto (1) tutti
i componenti hardware impiegabili nonché gli elementi strutturali del programma ed i dati correlati. Ciò consente l’accesso
diretto alle corrispondenti apparecchiature, cartelle e viste
speciali, che offrono un supporto nella soluzione dei compiti
di automazione. Funzioni tecnologiche come regolazione o
controllo del movimento sono integrate nell’engineering.
Sono incluse sia parametrizzazione sia funzioni di messa in
servizio.
Il pannello di comando contenuto nel SIMATIC STEP 7 Basic
Engineering System semplifica la messa in servizio di azionamenti passo-passo e servoazionamenti con interfaccia impulsi/direzione. Esso consente il comando sia manuale che
automatico di singoli assi di movimento ed offre informazioni
diagnostiche online.
Engineering intuitivo ed efficiente nel TIA Portal
Sotto la parametrizzazione degli assi (2) viene presentato
il programma applicativo (3). Questo editor di programma
consente la programmazione efficiente in KOP e FUP con
l’impiego di istruzioni e biblioteche (4).
L’engineering dell’S7-1200 offre una vista del progetto per
tutti i compiti, una modernissima Guida in linea per la progettazione grafica intuitiva con tecnologia "drag & drop" intelligente, una gestione dati unitaria e l’integrazione di SIMATIC
WinCC Basic.
Elementi di programma simbolici possono essere correlati
direttamente tra editor di controllore e editor di HMI mediante
"drag & drop" intelligente. Gli editor di HMI e di controllore
sono utilizzabili insieme efficientemente nell’ambiente di
engineering.
Grazie all’interfaccia strutturata è possibile configurare semplicemente apparecchiature e reti mediante editor grafici.
TIA Portal - Engineering dell’S7-1200
18
Funzioni integrate
© Siemens AG 2011
S7-300
A seconda del tipo di CPU S7-300 compatta, sono disponibili
diversi contatori veloci fino a 60 kHz. Essi servono per il conteggio e la misura di frequenza con trasduttori incrementali.
Le CPU compatte offrono inoltre uscite ad impulsi modulati in
ampiezza per il comando diretto di valvole, attuatori in genere
e apparecchi di manovra. Le CPU 313C e 314C dispongono in
più di blocchi di regolazione integrati, che non impegnano la
memoria utente. Essi possono essere combinati in modo ideale con la periferia onboard per semplici compiti di regolazione.
Con la compatta CPU 314 sono facilmente risolvibili nella CPU
anche semplici compiti di posizionamento. L’algoritmo di posizionamento, per il movimento relativo o assoluto di un asse
secondo il metodo della marcia veloce/lenta, è integrato nel
sistema operativo.
Per la misura del percorso è collegabile un trasduttore incrementale a 24 V. L’emissione del valore di riferimento avviene
a scelta tramite 4 uscite digitali o tramite un’uscita analogica
±10 V.
Per il posizionamento, l’unità attiva dapprima l’azionamento
(ad es. convertitore di frequenza con motore asincrono normalizzato) con il settaggio di un’uscita per la marcia veloce.
Poco prima del raggiungimento della posizione di destinazione (distanza di commutazione) l’unità commuta l’azionamento nella marcia lenta. Al raggiungimento della posizione di
destinazione o, in funzione della parametrizzazione anche
immediatamente prima, l’azionamento viene completamente
disinserito.
CPU compatte S7-300
Funzioni integrate
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© Siemens AG 2011
PID Control
PID Control con S7-1200
Nell’S7-1200 sono disponibili due diversi algoritmi PID:
• PID Compact per regolazione continua e regolazione
a impulsi (modulazione di larghezza di impulso)
• PID 3-Step per regolazione a passi di valvole e valvole
a farfalla
Con gli editor di supporto nell’Engineering System SIMATIC
STEP 7 e con i blocchi di regolazione universalmente impiegabili si possono risolvere facilmente compiti di regolazione.
Dopo l’inserimento del blocco di regolazione nel programma
applicativo vengono combinati tra loro valore di riferimento,
valore di processo e valore di uscita. La messa in servizio avviene con un autotuning in due fasi, cioè i parametri ottimali per
amplificazione, tempo di integrazione e tempo vengono
calcolati automaticamente in una prima ottimizzazione e in
una post-ottimizzazione. Con questa combinazione è possibile controllare anche sistemi regolati difficili. Il pannello di comando integrato in SIMATIC STEP 7 consente, oltre al monitoraggio del sistema regolato in una rappresentazione grafica in
tempo reale, l’attivazione dell’autotuning e il comando manuale del regolatore (commutazione bumpless manuale-automatico nonché attivazione disattivazione del regolatore).
PID Control con l’S7-1200 rende possibile una semplice configurazione ed un’efficace messa in servizio.
Pannello di comando per l’ottimizzazione della regolazione PID con S7-1200
PID Control con S7-300/400:
I blocchi funzionali standard per le diverse funzioni di regolazione sono contenuti nelle biblioteche di STEP 7 e CFC e vengono caricati nelle CPU. Per le CPU compatte 313C e 314C,
questi regolatori sono già presenti come SFB (System Function
Block) nel sistema operativo e non occupano spazio nella
memoria utente.
La parametrizzazione dei regolatori avviene in STEP 7 sulla
base di una chiara tabella. Il numero dei regolatori realizzabili
dipende dallo spazio di memoria disponibile e dal runtime
complessivo risultante.
PID Temperature Control
Oltre ai blocchi funzionali PID Control universalmente impiegabili, STEP 7 offre due blocchi di regolazione specializzati per
semplici regolazioni di temperatura (ad es. regolatore di riscaldamento o di raffreddamento). Sono inoltre compresi un software di parametrizzazione, un progetto d’esempio e un manuale elettronico.
PID 3-Step nell’editor di programma con S7-1200
20
Funzioni integrate
Il software di parametrizzazione offre un assistente per l’autotuning nonché una speciale maschera per la messa in servizio
e può essere attivato direttamente dal SIMATIC-Manager.
• Oltre alle funzioni PID Control, il blocco dispone di un autotuning online integrato per la regolazione di temperatura,
che non richiede l’impiego di PG/PC.
• È inoltre integrato uno stadio formatore di impulsi per la realizzazione di regolatori ad impulsi. Rispetto alla soluzione con
PID Control, viene meno l’interconnessione di blocchi di regolazione – parametrizzazione anziché programmazione.
• Un ulteriore blocco funzionale serve per la realizzazione di
regolatori a passi.
© Siemens AG 2011
Blocchi funzionali caricabili
Standard PID Control
Standard PID Control è una struttura di regolazione predefinita, adattabile al processo di regolazione semplicemente attivando o disattivando delle funzioni. La struttura di regolazione viene realizzata con un blocco funzionale da caricare nella
CPU. Questo viene configurato graficamente con l’apposito
software di parametrizzazione. Standard PID Control viene impiegato ovunque si debbano risolvere compiti di regolazione
di piccola e media complessità: regolazioni di temperatura,
pressione, portata e livello di riempimento. Standard PID
Control è particolarmente adatto per quelle applicazioni che
finora venivano eseguite con regolatori compatti.
Commutazione manuale-automatico avanzata
Con la commutazione manuale-automatico sono selezionabili
le seguenti funzioni mediante parametrizzazione:
• Commutazione manuale-automatico continua
• Commutazione manuale-automatico discontinua con salto
corrispondente della grandezza di uscita per compensare
più rapidamente lo scostamento di regolazione.
• Controllo valore manuale nel funzionamento automatico
Parametrizzazione confortevole
Standard PID Control contiene i seguenti esempi già pronti:
•
•
•
•
•
Regolatore a passi con simulazione del sistema regolato
Regolatore continuo con simulazione del sistema regolato
Regolazione di rapporto multi-loop
Regolazione mista
Regolazione in cascata
Regolatore a impulsi
Il regolatore a impulsi è riunito con il regolatore continuo in un
blocco che comprende anche la conversione in segnale impulso-pausa (formatore di impulsi). Si semplificano così la parametrizzazione e la messa in servizio del regolatore a impulsi.
È inoltre possibile impostare separatamente il tempo di campionamento del regolatore e la durata del periodo del formatore di impulsi. Per la durata del periodo si può scegliere un
valore maggiore rispetto al tempo di campionamento.
• Il vantaggio di un tempo di campionamento inferiore sta
nella reazione più rapida del regolatore ad anomalie
e comandi operativi.
• La maggiore durata del periodo allunga la vita dell’attuatore grazie ad una minore frequenza di manovra. L’oscillazione dei valori reali viene impedita in quanto viene ridotta
automaticamente la durata efficace del periodo.
• Un ulteriore vantaggio è il minor carico della CPU, poiché il
formatore di impulsi può essere richiamato ad intervalli di
tempo maggiori.
• L’esempio di un regolatore a impulsi con uscita a 3 punti
"RISCALDAMENTO - OFF - RAFFREDDAMENTO" facilita la
messa in servizio della regolazione di temperatura.
La parametrizzazione è supportata graficamente da display di
struttura regolatore, display di loop, plotter e ottimizzazione
regolatore. La chiara struttura di regolatore consente la semplice attivazione e disattivazione di funzioni tramite interruttori software.
Le modifiche dei parametri sono possibili anche nello stato
RUN della CPU o mentre il plotter o il display di loop sono attivi.
Funzioni di test
Numerose funzioni di test facilitano la messa in servizio e la
diagnostica. Esattamente come per le unità di regolazione
FM 355/455 e Modular PID Control, sono disponibili un display
di loop di regolatore con diagramma a barre ed un plotter
per la registrazione degli andamenti dei segnali. Si possono
rappresentare contemporaneamente la struttura di regolatore, i parametri immessi e il loro effetto sul risultato.
Le curve memorizzate con il plotter possono essere archiviate
in file e successivamente, ad esempio, elaborate con un software per foglio elettronico.
Regolatore a passi
Un algoritmo fa sì che, a pari precisione di regolazione, i regolatori a passi possano funzionare con fino al 50% di comandi
operativi in meno rispetto ai regolatori a passi convenzionali.
Ciò salvaguarda gli attuatori collegati e ne aumenta notevolmente la durata di vita.
La chiara struttura di regolatore di Standard PID Control
Blocchi funzionali caricabili
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PID Self-Tuner
Ottimizzazione regolatore
Il software di parametrizzazione comprende una funzione di
autoimpostazione con la quale il regolatore può essere rapidamente impostato anche senza conoscere esattamente il sistema regolato. Il processo viene attivato con un salto a gradino
della grandezza di uscita o con una modifica del valore di riferimento. Durante il periodo transitorio, i valori di processo
vengono acquisiti e visualizzati automaticamente. Sulla base
di questi valori il programma calcola un modello matematico
del sistema regolato e determina i parametri di regolazione
ottimali per regolatore PI e PID secondo il "Digital Amount
Optimum".
Per l’autotuning del regolatore si può scegliere tra due diversi
tipi di transitorio:
• Transitorio del circuito di regolazione con fino al 10% di
sovraelongazione
• Transitorio senza sovraelongazione
Il pacchetto opzionale PID Self-Tuner aggiunge al regolatore
PID blocchi funzionali supplementari, trasformandolo in un
regolatore PID o PI con autotuning:
• Regolatore PID continuo
• Regolatore a passi con e senza feedback di posizione
Grazie a funzioni di facile comprensione e ad esempi sistematici, il regolatore può essere impostato online e adattato al
processo.
PID Self-Tuner può essere combinato in modo flessibile con
i prodotti per la regolazione PID Control (integrati in STEP 7),
Standard e Modular PID Control nonché FM 355 e FM 455.
Esso è impiegabile sulle piattaforme hardware SIMATIC S7300/400 e WinAC nonché perfettamente adatto per l’ottimizzazione di regolazioni di temperatura, livello e portata.
Condizioni di processo
• Comportamento transitorio asintotico stabile
• Tempi di ritardo non troppo lunghi
(tempo di ritardo < 0,3 * tempo di stabilizzazione)
• Sufficiente linearità nel campo di lavoro scelto
• Sufficiente qualità dei segnali di misura
• Amplificazioni di processo non troppo alte
Per l’autotuning online è consigliabile il PID Self-Tuner.
Funzioni
PID
Self-Tuner
Value
Setpoint
PID controller
Process
Controller
output
PID Self-Tuner ottimizza un regolatore PID
22
Blocchi funzionali caricabili
G_ST70_XX_00717
PID parameter
• Prima impostazione online di regolatori PID
• Adattamento online del regolatore PID per la post-ottimizzazione sul punto di lavoro
• Ottimizzazione di processi con riscaldamento e raffreddamento attivo
• Funzionamento manuale
• Ottimizzazione per funzionamento con zone di regolazione
• Funzioni di test
© Siemens AG 2011
Modular PID Control
Modular PID Control è una biblioteca di blocchi funzionali
standard perfettamente accordati tra loro.
Con questi blocchi si possono realizzare strutture di regolazione qualsiasi per SIMATIC S7-300/400 e WinAC in applicazioni
di tecnica di processo. In combinazione con l’unità analogica
SM 334 sono possibili tempi di campionamento fino a 5 ms.
L’interconnessione dei blocchi è possibile in STEP 7, SCL e graficamente con grande facilità in CFC. È così possibile realizzare
e testare in modo assai flessibile e trasparente anche complesse strutture di regolazione.
Esempi già pronti
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Regolatore a valore fisso con diverse uscite
Regolatore di rapporto single-loop
Regolatore di rapporto multi-loop
Regolatore misto
Regolatore in cascata
Regolatore con precomando
Regolatore con controllo predittivo (feedforward control)
Regolatore a selezione di campo
Regolatore con funzione override
Regolatore multivariabile
Funzioni corrispondenti a Standard PID Control
•
•
•
•
Funzioni di test
Ottimizzazione regolatore
Transitorio senza sovraelongazione
Algoritmo di regolazione per regolatore a passi
Per l’autotuning online di sistemi di regolazione di temperatura è consigliabile anche in questo caso la combinazione con
PID Self-Tuner.
Modular PID Control con l’editor di schema logico grafico CFC
Il relativo software di parametrizzazione contiene un display
di loop di regolatore con diagramma a barre ed un plotter per
la rappresentazione degli andamenti dei segnali. La messa
in servizio risulta notevolmente facilitata.
Il Modular PID Control viene da un lato impiegato per applicazioni che richiedono ampie strutture di regolazione. Dall’altro
esso si adatta anche all’impiego in applicazioni per le quali si
deve risparmiare spazio di memoria e i singoli regolatori modulari sono sufficienti per le prestazioni richieste. Modular PID
Control è consigliato anche quando si utilizzano solo blocchi di
calcolo analogici come zona morta, poligonale, normalizzazione o schedulatore.
Sono disponibili i seguenti tipi di regolatore:
• Regolatore PID continuo
• Regolatore a impulsi
• Regolatore a passi
Blocchi funzionali caricabili
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© Siemens AG 2011
Easy Motion Control
I casi di impiego sono ad es. lo spostamento per posizionamento assoluto o relativo e il semplice sincronismo di riduttore con assi sia lineari che rotanti. Easy Motion Control trova impiego nel controllo di assi di movimento e lavoro nonché di
alimentazione e trasporto. È anche possibile un passaggio al
volo in un nuovo movimento.
Easy Motion Control è la soluzione ideale per macchine con 1
a 5 assi. Il fabbisogno di memoria è di 10 a 20 kbyte per il primo asse. Per ogni ulteriore asse è necessario solo 1 kbyte.
Vantaggi
• Apertura nella scelta della tecnica di azionamento
(tranne motori passo-passo)
• Interfaccia standard conforme a PLCopen Motion Control
• Integrabilità flessibile e universale nel programma STEP 7
• Supporto di sincronismo di clock
Funzionamento
Il processo di posizionamento avviene mediante i blocchi funzionali caricati nella CPU. L’interfaccia standardizzata secondo
PLCopen Motion Control consente l’integrazione semplice e
diretta nel programma applicativo.
STEP 7 ed il software di parametrizzazione incluso nella fornitura consente di parametrizzare e mettere in servizio comodamente la soluzione del compito di posizionamento senza che
sia necessario nessun linguaggio speciale di Motion Control.
Per l’acquisizione dei segnali dei trasduttori
e l’emissione dei valori di riferimento sono
impiegabili, a seconda del caso, diverse unità
d’interfaccia.
Per le unità d’interfaccia più utilizzate sono
disponibili driver d’ingresso e d’uscita. Driver
universali consentono inoltre il collegamento
di qualsiasi interfaccia del valore reale e del
valore di riferimento.
Driver d’ingresso per rilevamento di corsa
•
•
•
•
•
•
•
CPU 314C
SM 338
FM 350-1, FM 450-1
ET 200S 1 SSI
ET 200S 1 COUNT
Trasduttore assoluto PROFIBUS DP
Driver universale per qualsiasi unità d’interfaccia
Driver d’uscita per il pilotaggio dell’azionamento per
•
•
•
•
•
CPU 314C
SM 332, SM 432
ET 200S 2 AO U
MICROMASTER 4 tramite PROFIBUS DP
Driver universale
Driver di ingresso e di uscita per SINAMICS e IM174 sono già
pronti in Internet per il download
http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/40787611
Ladder diagram
EN
MC_MoveAbsolute
Execute
Position
Done
Velocity
CmdAborted
Acceleration
Deceleration
Direction
Axis
Init
Blocco PLCopen in STEP 7
24
Blocchi funzionali caricabili
ENO
Busy
Error
G_ST70_XX_00719
Easy Motion Control è la soluzione flessibile ed economica
basata su software per compiti di posizionamento regolato ad
anello chiuso con SIMATIC S7-300/400 e WinAC. Easy Motion
Control comprende blocchi funzionali per la CPU ed un software di parametrizzazione.
© Siemens AG 2011
Moduli ET 200S decentrati
Stazione ET 200S finemente modulare
Sono disponibili diversi moduli ET 200S per poter eseguire le
funzioni di preelaborazione in modo decentrato. Con le unità
di testa IM 151 è possibile l’interconnessione in rete PROFIBUS
DP o PROFINET. Possono essere qui impiegati sia master S7 sia
altri master a norma.
La parametrizzazione si esegue mediante STEP 7 o con file
GSD standardizzati in ambiente di automazione aperto.
Non sono necessari blocchi funzionali standard.
Engineering nel TIA Portal
Per l’engineering sono offerte dal TIA Portal nuove tecnologie
software, che, grazie all’interfaccia utente intuitiva, consentono la soluzione facile ed efficiente di ogni compito di progettazione con un minimo onere di training.
All’inizio del progetto si può scegliere tra la vista del portale
orientata al compito con interfaccia utente semplificata o la
vista del progetto – tutti i tool principali per la progettazione
delle unità tecnologiche sono già integrati.
La vista del portale guida l’utente in modo intuitivo attraverso
i singoli passi di engineering. Sia che si tratti di programmare
un controllore o di sviluppare una pagina HMI o di configurare
collegamenti di rete – il TIA Portal aiuta neo-utenti ed esperti
a lavorare nel modo più produttivo possibile.
Engineering dai moduli tecnologici SIMATIC alla periferia decentrata
ET 200S
STEP 7 consente la progettazione chiara ed unitaria delle unità
tecnologiche. Il catalogo dei prodotti offre tutte le unità disponibili filtrate con sensibilità al contesto e chiaramente strutturate secondo le rispettive funzioni. Già in questa possibilità di
scelta sono mostrate le caratteristiche salienti. Se sono già
presenti più versioni queste possono essere selezionate comodamente. La rappresentazione fotorealistica nel catalogo
dell’hardware e nella progettazione finita dei singoli componenti esclude errori e procura un chiaro quadro d’insieme della
configurazione esistente.
Dopo la selezione della stazione ET 200S per il progetto, questa compare nell’albero del progetto strutturato – incl. la relativa configurazione e la diagnostica online. Nella figura sono
rappresentati tutti i moduli tecnologici, che possono essere
progettati e programmati nel TIA Portal. Il procedimento è intuitivo: le unità sono ordinate chiaramente per tema nel catalogo dell’hardware sulla destra e possono essere selezionate
con il numero di ordinazione nonché essere "innestate" con
"drag & drop" nel rack mostrato in modo fotorealistico.
Nella finestra di ispezione sono rappresentati tutti i principali
parametri in modo sensibile al contesto. Si possono qui eseguire tutte le impostazioni dal modo operativo fino alla direzione di conteggio. Per una migliore visione i parametri sono
ordinati in un albero.
Moduli ET 200S decentrati
25
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Modulo generatore di impulsi 2 PULSE
Il modulo tecnologico a 2 canali 2 PULSE serve per il comando
di attuatori e valvole. In combinazione con i pacchetti software di regolazione SIMATIC, ad es. Standard PID Control, esso
può emettere in modo decentrato valori di uscita come impulsi modulati in larghezza, sgravando così la CPU. Esso è ad es.
impiegabile per il comando di contattori statici o di elementi
riscaldanti.
La parametrizzazione comoda in sintesi
Con la scelta del modo operativo necessario (1) sono stabilite
le condizioni per la selezione dei possibili parametri e dello
spazio di indirizzamento necessario. I parametri adatti vengono visualizzati (2). Caselle di riepilogo a discesa offrono esattamente le giuste possibilità di impostazione. Su richiesta,
tooltips in cascata danno di volta in volta informazioni dettagliate sulle impostazioni e all’occorrenza un link diretto nel
potente sistema di Guida in linea (3). Nel background vengono assegnati correttamente gli indirizzi adatti e, se richiesto,
possono essere adattati alle esigenze dell’impianto.
Modulo di rilevamento corsa 1 SSI
L’unità di ingresso/uscita a 1 canale 1 SSI consente di collegare
trasduttori SSI all’ET 200S e di risolvere semplici compiti di posizionamento. L’algoritmo di posizionamento vero e proprio
viene elaborato nella CPU, ad es. con Easy Motion Control.
• 1 SSI rileva i valori reali del trasduttore SSI (13 ... 25 bit) e li
rende disponibili al master sovraordinato (ad es. CPU).
• Inoltre, il valore reale può essere confrontato con due valori
prestabiliti dal master.
• 1 SSI supporta nel funzionamento con sincronismo di clock
un tempo ciclo di 250 μs. Può funzionare sincronizzato
anche un trasduttore più lento con demoltiplicazione.
• Per la protezione della trasmissione può essere analizzato
un bit di parità.
26
Moduli ET 200S decentrati
Il modulo 2 PULSE funziona nei seguenti modi:
• Uscita di impulso: sull’uscita digitale 24 V viene emesso una
volta un impulso di durata predefinita.
• Treno di impulsi: sull’uscita digitale 24 V viene emesso un
numero di impulsi predefinito dall’utente con frequenza
predefinita.
• PWM (modulazione di larghezza di impulso):
sull’uscita digitale 24 V viene emessa una sequenza di
segnali modulati in larghezza
• Ritardo alla inserzione/disinserzione:
Un segnale presente all’ingresso digitale 24 V viene emesso
sull’uscita digitale 24 V con ritardo alla inserzione/disinserzione.
• Uscita di frequenza: sull’uscita 24 V viene emessa una
frequenza predefinita fino a 5 kHz.
Nei modi operativi PWM e treno di impulsi il modulo 2 PULSE
può misurare la corrente emessa e segnalarla alla CPU. Il valore di misura viene calcolato sul periodo. È così possibile regolare con precisione valvole proporzionali collegate direttamente. Il funzionamento con sincronismo di clock migliora la
precisione di una regolazione. Per aumentare la potenza si
possono collegare in parallelo entrambi i canali dell’unità per
ottenere così una corrente di fino a 4 A. L’interfaccia per dati
utili ampliata offre maggiore comfort nel comando dell’unità.
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Modulo per motore passo-passo 1 STEP
Il modulo per motore passo-passo 1 STEP a 1 canale provvede
a compiti di posizionamento in combinazione con motori
passo-passo. Esso è adatto ad es. all’impiego con dispositivi di
alimentazione in linee di montaggio, linee a trasferta, macchine da stampa, macchine da carta e macchine tessili.
Sono possibili i seguenti ordini di avanzamento:
• Posizionamento relativo: l’asse si muove per il percorso
predefinito
• Posizionamento assoluto: l’asse si porta nella posizione
predefinita
• Ricerca del punto di riferimento: l’asse si muove per trovare
il punto di riferimento ed inizializzare il sistema di misura
• Funzionamento di velocità: la frequenza data dal controllore viene emessa all’uscita in funzione della rampa di accelerazione/ritardo. Questo modo di funzionamento è adatto
anche all’impiego del modulo 1 STEP con un controllore di
posizionamento sovraordinato come uscita per motori
passo-passo, all’occorrenza anche con sincronismo di clock.
Per un impiego flessibile sono disponibili dati relativi alla velocità attuale, alla posizione attuale o alla corsa residua come
valori di risposta.
Il modulo 1 STEP possiede due ingressi digitali con funzionalità progettabile per:
• Interruttore del punto di riferimento
• Finecorsa superiore o inferiore, per limitare il campo di movimento
• Stop esterno per arrestare l’asse con un segnale esterno
• Consenso esterno agli impulsi per abilitare il funzionamento con un segnale esterno
È possibile l’impiego contemporaneo per interruttore del punto di riferimento e per finecorsa
Modulo di posizionamento 1 POS U
Il modulo di posizionamento ad 1 canale 1 POS U si
presta al posizionamento di
assi di registrazione e di lavoro - per assi sia lineari che
rotanti. Esso viene impiegato tra l’altro con macchine
di lavorazione della carta e
del cartone, nell’industria
Modulo di posizionamento 1 POS U
alimentare e nella tecnica
dei trasporti industriali.
• Per il rilevamento di posizione si possono impiegare
generatori di impulsi, trasduttori incrementali (con segnali
differenziali a 5 V o segnali a 24 V) o trasduttori assoluti con
interfaccia SSI.
• Il posizionamento comandato avviene con il metodo della
marcia veloce/lenta con tre uscite digitali per il
comando dell’azionamento. L’asse può muoversi su una
posizione assoluta o per un percorso relativo.
• Con il modo di funzionamento a impulsi vengono dati
segnali di comando dal programma applicativo e inoltrati in
cascata dal modulo.
• Tre ingressi digitali a 24 V servono per la corsa al punto di
riferimento e come finecorsa hardware.
• E’ possibile la parametrizzazione durante l’esercizio
(per la differenza commutazione/disinserzione).
• Oltre al valore reale è possibile leggere la corsa residua.
• 1 POS U consente con una valvola a 2 stadi anche il funzionamento di dosaggio; in questo caso viene analizzata solo
una traccia del trasduttore incrementale.
Moduli di conteggio 1 COUNT 5 V/24 V
I moduli di conteggio a 1 canale 1 COUNT 5 V/24 V sono
perfettamente adatti ad applicazioni di conteggio e misura
decentrate.
I moduli forniscono la tensione di 24 V per l’alimentazione del
trasduttore collegato.
• 1 COUNT acquisisce gli impulsi del trasduttore in funzione
dei segnali di porta (ad es. barriera ottica collegata all’ingresso digitale integrato).
• Viene quindi determinata la direzione dei segnali e il valore
di conteggio/misura viene confrontato con un valore
preimpostato e viene eventualmente emessa una reazione
tramite un’uscita digitale integrata.
I moduli di conteggio consentono le seguenti funzioni:
• Conteggio singolo, periodico, senza fine
• Misura di lunghezza, frequenza, velocità e durata
periodo
• Rilevamento di posizione con trasduttore incrementale *)
*) Nel Fast Mode sono possibili
applicazioni veloci con sincronismo di clock fino a 500 μs.
Modulo di conteggio 1 COUNT 5
V/500 kHz
Moduli ET 200S decentrati
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Unità funzionali parametrizzabili
Per compiti tecnologici è disponibile una serie di unità funzionali parametrizzabili (FM).
• Nella forma costruttiva S7-300 per S7-300, ET 200M
e WinAC
• Nella forma costruttiva S7-400
Un relativo software di parametrizzazione consente di parametrizzare le unità FM in modo semplice tramite maschere,
ad es.
•
•
•
•
Scelta del tipo di trasduttore necessario
Scelta del modo di funzionamento adatto
Immissione dei dati macchina
Specificazione dei percorsi
Una guida Getting Started conduce con semplici operazioni ad
una configurazione funzionante.
Le unità FM possiedono speciali ingressi e uscite onboard
per il collegamento diretto di trasduttori (ad es. encoder)
e attuatori (ad es. azionamenti).
La targhetta identificativa elettronica contiene i dati di identificazione memorizzati nell’unità, ad es. numero di ordinazione, versione, data d’installazione, codice d’impianto. Questi
dati individuano univocamente l’unità e sono disponibili online, per ad es. semplificare l’eliminazione degli errori.
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Unità funzionali parametrizzabili
Unità funzionali dei sistemi S7-400 e S7-300
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Unità di conteggio
Unità di comando a camme
Unità di conteggio
FM 350-1/450
Unità di comando a camme
FM 352/452
Le unità di conteggio intelligenti FM 350-1 (1 canale) e
FM 450 (2 canali) si prestano alla perfezione ad una
vasta gamma di compiti di
conteggio e misura di precisione ad alta frequenza
(fino a 500 kHz).
• Esse acquisiscono direttamente gli impulsi di
Unità di conteggio FM 350-1
trasduttori incrementali
(a sinistra) e FM 450 (a destra)
in dipendenza di segnali
di porta (ad es. barriera ottica). Il comando di porta avviene
mediante livello, impulsi o tramite programma applicativo.
• Le unità rilevano la direzione degli impulsi di trasduttori
incrementali e confrontano il valore di conteggio con due
valori preimpostabili.
• È possibile parametrizzare se, al raggiungimento del valore
finale o di un valore di confronto, deve avvenire una reazione tramite uscite digitali o deve essere generato un
interrupt di processo per la CPU.
Le unità di comando a camme vengono impiegate per
comandare funzioni in dipendenza della posizione o
del tempo. Esse costituiscono un’alternativa decisamente superiore ai dispositivi a camme meccaniche
soprattutto per la loro grande flessibilità, consentendo
ad es. di eseguire modifiche
via software durante l’esercizio.
Le unità di conteggio consentono le seguenti funzioni:
• Conteggio singolo, periodico, senza fine
• Misura di lunghezza, frequenza, velocità e durata
periodo *)
• Rilevamento di posizione con trasduttore incrementale
Le camme possono essere assegnate liberamente e sono
impiegabili come camme di posizione o di temporizzazione.
• Comando a camme dipendente da posizione:
Un trasduttore rileva la posizione di un asse – in dipendenza di ciò vengono inserite/disinserite le camme.
• Comando a camme dipendente da temporizzazione:
Le camme vengono settate in funzione della posizione
e resettate in dipendenza del tempo, dato da un orologio
integrato.
• Una riproducibilità di fino a 20 ms assicura un’altissima
precisione.
Unità di conteggio FM 350-2
L’FM 350-2 è una unità di conteggio di larghezza doppia con 8
canali indipendenti tra loro per un’ampia gamma di compiti di
conteggio e misura fino a 20 kHz.
In combinazione con valvole multistadio, l’FM 350-2 svolge
anche la funzione di dosaggio. In tal caso vengono raggruppati 4 canali di conteggio a costituire un canale di dosaggio.
Dopo l’abilitazione della porta viene eseguito un singolo processo di dosaggio fino al valore finale superiore o inferiore.
*) Solo con FM 350-1
Unità di comando a camme FM 452
(a sinistra) e FM 352 (a destra)
FM 352/FM 452 sono unità di comando a camme monocanale
e sgravano l’unità centrale con il set/reset autonomo di camme elettroniche in dipendenza del valore reale. Esse possiedono 32 tracce di camma, che possono essere lette direttamente
dalla CPU. Inoltre, molte di queste tracce di camma possono
essere emesse direttamente tramite uscite digitali onboard,
per garantire tempi di reazione estremamente brevi.
Ulteriori funzioni delle unità FM 352/452:
• Compensazione del tempo morto (precomando dipendente dalla velocità prima della posizione di comando)
• Traccia di camma di conteggio parametrizzabile
• Traccia di camma di frenatura parametrizzabile (la pressa si
ferma sempre in stato aperto)
Unità funzionali parametrizzabili
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Unità di regolazione
Unità di regolazione
FM 355/455
FM 355 (4 canali) e FM 455
(16 canali) sono unità di regolazione universali, disponibili in due diverse tipologie:
• FM 355C/FM 455C come
regolatore continuo per
il comando di attuatori
analogici, ad es. valvole
• FM 355S/FM 455S come
Unità di regolazione FM 455
regolatore a passi o a im(a sinistra) e FM 355 (a destra)
pulsi per il comando di
attuatori digitali (ad es. attuatori motorizzati, elementi
riscaldanti elettrici, attuatori ad azione integrale)
Campo d’impiego
Le unità di regolazione sono universalmente impiegabili, ad
es. per regolazione di temperatura, pressione, portata e livello
nei più svariati settori della costruzione di macchine e impianti. Specialmente grazie alle funzioni di backup, le unità sono
particolarmente adatte ad applicazioni di tecnica di processo
nei settori dell’industria chimica, del vetro e della ceramica.
I processi continui ed i processi batch possono essere regolati
allo stesso modo.
Parametrizzazione
All’unità di regolazione appartengono un software di parametrizzazione con una esauriente Guida in linea, manuale e
Getting Started nonché blocchi funzionali per la comunicazione tra FM e CPU. Numerose funzioni di test e possibilità di
simulazione facilitano la messa in servizio.
Strutture di regolazione
Le unità di regolazione contengono più strutture di regolazione predefinite:
• Regolazione a valore fisso
• Regolazione in cascata
• Regolazione di rapporto
• Regolazione a 3 componenti
Fino a 4 regolatori possono essere interconnessi in una struttura di regolazione.
30
Unità funzionali parametrizzabili
Ottimizzazione regolatore
• Il regolatore PID può essere ottimizzato mediante il software di parametrizzazione (è necessario un PG/PC).
• Per la regolazione e l’ottimizzazione di molti circuiti di regolazione della temperatura sono disponibili blocchi separati
per FM 455 (tranne regolatore a passi). Essi servono di regola quando si ha un gran numero di zone di riscaldamento
o di riscaldamento/raffreddamento, come succede nel caso
degli estrusori.
Funzionamento di backup
Questa funzione assicura che l’unità di regolazione continui
a funzionare anche se la CPU va fuori servizio o in stop. Per il
funzionamento di backup è possibile impostare un valore di
riferimento di sicurezza. Per il caso di guasto del trasmettitore
può essere parametrizzata una grandezza di uscita di sicurezza.
Modi di funzionamento
Oltre al funzionamento automatico e di backup, sono possibili
anche i seguenti modi di funzionamento:
• Funzionamento manuale
• Funzionamento a inseguimento
• Funzionamento di sicurezza
Aggiornamento del firmware
Per un upgrade veloce e semplice è possibile scaricare gratuitamente da Internet la versione di firmware attuale. Il nuovo
firmware viene trasferito all’unità mediante il software di parametrizzazione.
Ingressi
Gli ingressi analogici possono essere impiegati per il rilevamento di valore analogico o per il controllo predittivo (feedforward). Un ingresso supplementare serve per la compensazione di temperatura nel funzionamento con termocoppie.
Le caratteristiche dei trasduttori collegabili sono memorizzate
sull’unità e vengono attivate tramite parametrizzazione. Se
manca una caratteristica di trasduttore, è comunque possibile
immettere una qualsiasi caratteristica definendo punti di
interpolazione.
© Siemens AG 2011
Interfaccia di parametrizzazione grafica dell’FM 355C
Ottimizzazione regolatore con unità di regolazione temperatura FM 355-2
Unità di regolazione temperatura FM 355-2
Ottimizzazione regolatore
FM 355-2 dispone di un autotuning online integrato, che può
essere eseguito anche senza PG/PC.
L’unità di regolazione temperatura a 4 canali
FM 355-2 è disponibile in
due tipologie:
• FM 355-2C con uscite
analogiche come regolatore continuo
• FM 355-2S con uscite
digitali come regolatore
a impulsi/passi
L’autotuning può essere attivato sia partendo dalla temperatura ambiente mediante un salto del valore di uscita (prima ottimizzazione) sia partendo dal punto di lavoro del regolatore
(post-ottimizzazione).
Unità di regolazione FM 355-2
L’unità è progettata appositamente per la regolazione di sistemi di temperatura, dove
sono realizzabili e ottimizzabili anche regolatori con riscaldamento e/o raffreddamento attivo. Fondamentalmente possono essere regolati anche altri sistemi con esigenze simili.
FM 355-2 possiede rispetto a FM 355 una precisione maggiore
degli ingressi analogici, che offre soprattutto vantaggi nell’impiego di termocoppie.
Per l’attivazione dell’ottimizzazione è necessario uno stato
quasi stazionario, è cioè tollerata una deriva del valore reale.
Già al raggiungimento del punto d’inversione della risposta al
salto del valore di riferimento sono pronti i parametri di regolatore. Uno stato finale stazionario non è necessario, cosa che
abbrevia notevolmente il tempo di messa in servizio.
Il regolatore dispone di una zona di regolazione per il rapido
raggiungimento del punto di lavoro. Tramite un’attenuazione
parametrizzabile della parte P per variazioni del valore di riferimento è possibile modificare la reazione di risposta del regolatore ed evitare sovraelongazioni. I limiti del valore di uscita
sono modificabili online.
L’unità funziona con un algoritmo PID. Il tempo di campionamento ammonta a 100 ms per ogni ingresso analogico impiegato. Per facilitare il comando delle principali funzioni di regolazione, è allegato all’unità un progetto d’esempio OP27.
Funzionamento di backup
Questa funzione assicura che l’unità di regolazione continui a
funzionare anche se la CPU va fuori servizio o in stop. Per il
funzionamento di backup è possibile impostare un valore di
riferimento di sicurezza. Per il caso di guasto del trasmettitore
può essere parametrizzata una grandezza di uscita di sicurezza.
Unità funzionali parametrizzabili
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Unità di posizionamento
Unità di posizionamento
FM 351/451
Unità PROFIBUS
IM 174
Le unità di posizionamento
FM 351 (a 2 canali) e
FM 451 (a 3 canali) servono
per la registrazione e il posizionamento di assi meccanici con il metodo
della marcia veloce/lenta.
Sono possibili spostamenti
assoluti o relativi di assi rotanti e lineari.
Le unità FM 351/451 consentono una precisione di posizionamento relativamente alta nonostante i semplici azionamenti,
consentendo così soluzioni economiche. Campi d’impiego per
FM 351/451 sono ad es. gli assi di movimento nei settori della
logistica e del trasporto.
L’IM 174 è una nuova unità
PROFIBUS con sincronismo
di clock nella forma costruttiva dell’S7-300, per consentire il funzionamento di
fino a quattro azionamenti
collegati tramite PROFIBUS
La nuova unità PROFIBUS
DP ad un controllore di Mocon sincronismo di clock IM 174
tion Control. Questi possono essere azionamenti elettrici o idraulici con interfaccia analogica per valore di riferimento (+/-10 V) oppure azionamenti passo-passo con interfaccia impulsi-direzione. Come controllore è possibile
impiegare le CPU SIMATIC S7-300 e S7-400 con sincronismo di
clock, le CPU tecnologiche e SIMOTION C/P/D.
Le posizioni finali possono essere prestabilite dalla CPU e modificate in esercizio. Esse possono essere anche memorizzate
anche in una tabella nell’unità di posizionamento. All’occorrenza, la posizione finale può essere raggiunta dalla posizione
attuale sempre nella stessa direzione. Opzionalmente, lo stato
di fermo dell’asse può essere monitorato fino all’avvio di un
nuovo posizionamento.
I valori reali (valori di trasduttore) vengono trasmessi
dall’IM 174 tramite PROFIBUS DP al controllore di Motion
Control. Come trasduttori si possono incrementare trasduttori
incrementali a 5 V o 24 V o trasduttori assoluti SSI. Il regolatore di posizione nel controllore calcola il valore di riferimento
della velocità. Questo valore viene trasmesso tramite
PROFIBUS DP all’IM 174 e lì emesso.
Unità di rilevamento
corsa SM 338
L’unità di rilevamento corsa
SM 338 consente il collegamento di fino a 3 trasduttori SSI all’S7-300 e
all’ET 200M. Sincronismo di
clock e funzione latch tramite ingressi digitali conUnità di rilevamento corsa SM 338
sentono anche applicazioni
con criticità temporale nel
campo del rilevamento di corsa.
SM 338 rende disponibili i valori dei trasduttori per l’ulteriore
elaborazione nel programma STEP 7. L’ulteriore elaborazione
viene eseguita nella CPU, ad es. posizionamento con Easy
Motion Control. La parametrizzazione si esegue con STEP 7
senza ulteriore software di progettazione.
SM 338 è in grado di elaborare telegrammi SSI da 13 a 25 bit
protetti con un bit di parità.
32
Unità funzionali parametrizzabili
SIMATIC IM 174
PROFIBUS
Incremental encoder signal
SSI encoder signal
±10 V
±10 V
Pulse
direction
signal
Servo
drive 1
Stepper
drive
Servo
drive 2
Collegamento di azionamenti all’unità PROFIBUS IM 174
G_ST70_XX_00720
Unità di posizionamento FM 351/451
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Unita di posizionamento per motori passo-passo e servomotori
Unita di posizionamento per motori passo-passo e servomotori
Unità
FM 353
FM 354
FM 453
Forma costruttiva
S7-300
S7-300
S7-400
Motore
Motore passo-passo
Servomotore
Motore passo-passo e servomotore
Sistema di misura percorso
Non necessario
Incrementale a 5 V, SSI
Incrementale a 5 V, SSI
Numero di assi
1
1
3
Queste unità servono per il comando di motori passo-passo o
per la regolazione di posizione con servomotori. Esse sono impiegabili per posizionamenti punto a punto nonché per complessi profili di corsa con esigenze elevate di dinamica, precisione e velocità fino ad applicazioni multiasse. Sono possibili
spostamenti assoluti o relativi di assi rotanti e lineari. Esempi
pratici sono il posizionamento di assi di alimentazione, di movimento, di lavoro, di produzione e di trasporto.
Grazie al posizionamento autonomo con motori passo-passo e
servomotori risulta notevolmente sgravata la CPU del sistema
di automazione. Nel funzionamento automatico vengono
eseguiti complessi profili di posizionamento (programmi di
movimento) in modo continuo o anche a passi. I programmi di
movimento possono essere caricati durante l’esercizio.
Per l’accoppiamento con la macchina sono disponibili ingressi
liberamente configurabili (ad es. per misure veloci) e uscite
(ad es. per "Posizione raggiunta").
Motori passo-passo
I motori passo-passo vengono impiegati, se si deve posizionare con basso carico e senza grandi oscillazioni. Sono allora raggiungibili alte precisioni (nell’ordine dei μm) come con i servomotori. Contribuiscono a ciò anche la compensazione
dell’usura utensile e dei giochi del riduttore. Essi consentono
la realizzazione di soluzioni relativamente economiche,
perché non è necessario alcun sistema di misura.
Servomotori
I servomotori generano coppie di 0,1 Nm fino ad alcune centinaia di Nm e si prestano ad es. alla realizzazione di posizionamenti precisi con oscillazioni di carico o elevata dinamica.
Le unità FM 354/453 comandano l’azionamento tramite l’interfaccia di azionamento analogica. La posizione reale dell’asse è segnalata da trasduttori di posizione. Il confronto della
posizione reale con il valore di riferimento rende possibile
un’ottimizzazione continua di posizione, velocità e accelerazione. La funzione di regolazione del trasduttore assoluto consente la rapida nuova messa a punto dell’impianto dopo la sostituzione di un trasduttore assoluto difettoso. Si possono pertanto impiegare anche trasduttori economici non programmabili.
Soluzione completa da un unico partner
Gli azionamenti SIMODRIVE 611 Universal o MASTERDRIVES
MC/VC nonché SINAMICS S120 (è necessario il modulo TM 41)
con servomotori 1FT6-/1FT7-/1FK7 costituiscono un completamento ottimale per assi azionati da servomotori. A completamento della soluzione di azionamento sono disponibili trasduttori incrementali e assoluti della serie SIMODRIVE Sensor
nonché i cavi preconfezionati MOTION-CONNECT.
Le unità FM 353/453 inviano gli impulsi alla parte di
potenza del motore passopasso tramite la loro interfaccia impulsi/direzione. Il
numero totale degli impulsi
determina la lunghezza del
percorso, la frequenza degli
impulsi determina la velocità di spostamento.
Unità di posizionamento FM 354
per servomotori
Unità funzionali parametrizzabili
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Controllo continuo e di posizionamento FM 357-2
Campo d’impiego
Funzionamento
L’FM 357-2 è una unità di posizionamento e di controllo continuo per fino a quattro assi rotanti o lineari. Possono essere
collegati motori passo-passo e servomotori con interfaccia
± 10 V o PROFIBUS DP. La sorveglianza della posizione reale
può avvenire a scelta tramite trasduttore incrementale RS 422
o trasduttore assoluto SSI.
A seconda del tipo di asse impiegato avviene il movimento degli assi con motori passo-passo o servomotori come nel caso
delle unità FM 353/FM 354. In più con l’FM 357-2 è possibile
anche interpolare gli assi.
L’FM 357-2 offre la performance di un controllo numerico CNC
per la costruzione di macchine in genere. Integrata nel SIMATIC,
l’unità dispone anche di tutto il comfort operativo di STEP 7.
Essa copre pressoché tutti
i campi del controllo automatizzato del movimento,
dal semplice posizionamento fino al controllo
continuo interpolante, funziona in modo autonomo e
non impegna pertanto
l’unità centrale del sistema
di automazione.
Unità di posizionamento e
controllo continuo FM 357-2
L’unità si presta specialmente per il movimento di
sistemi funzionanti in più
dimensioni com’è il caso delle macchine per la lavorazione del
metallo, dei robot, dei manipolatori automatici nonché delle
macchine piegatrici e smussatrici. Inoltre essa rappresenta
la soluzione ideale per il controllo di movimento coordinato
ad es. per le macchine di confezionamento/imballaggio,
le macchine da carta e da stampa e le macchine tessili.
Funzioni dell’FM 357-2LX
Come FM 357-2L, più le seguenti funzioni:
• Interpolazione Spline
• Comando di assi gantry per portali
• Posizionamento su riscontro fisso (ad es. per il serraggio di
utensili)
• Zone di protezione 3D.
Funzioni dell’FM 357-2H
Come FM 357-2LX, più le seguenti funzioni:
• Trasformazione di coordinate per sistemi a braccio
pieghevole, sistemi Scara e a portale con fino a quattro assi;
• Funzione "Teach-in" con terminale hand-held HT 6.
Configurazione
Parametrizzazione
A seconda del firmware di sistema, dall’unità FM 357-2 derivano le varianti FM 357-2L, FM 357-2LX o FM357-2H.
Interfacce variabili consentono il collegamento di diversi
sistemi di azionamento (anche in funzionamento misto):
L’FM 357-2 viene programmata mediante un editor di programmazione integrato in STEP 7 secondo DIN 66025.
L’FM 357-2 dispone di potenti comandi di linguaggio evoluto
che vanno al di là di quanto specificato nella norma. La messa
in servizio è supportata da un apposito wizard, che offre
comode funzioni:
• Guida e test online degli assi da PG/PC
• MDI, JOG, funzionamento automatico
• Diagnostica e segnalazione degli errori
• Funzione di oscilloscopio
• Interfaccia analogica/PROFIBUS DP per applicazioni di
Motion Control o servoassi con trasduttori nonché motori
asincroni trifasi.
• Interfaccia di motore passo-passo per assi con motori
passo-passo
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Funzioni dell’FM 357-2L
• Interpolazione interna e coordinazione di fino a quattro
assi: interpolazione lineare, circolare e complessa: controllo continuo; assi sincroni; interpolazione con tabelle;
camma a disco intelligente.
• Funzioni di monitoraggio: rottura conduttore, tacca di zero,
stato di fermo, arrivo alla destinazione, finecorsa software.
• Funzioni speciali: misura di lunghezza, Start/Stop tramite
ingresso veloce, limitazione dello strappo, impostazione
del valore reale al volo.
• Capacità multicanale: fino a 4 canali definibili in qualsiasi
combinazione (con FM 357-2H: 1 canale).
Unità funzionali parametrizzabili
© Siemens AG 2011
Controllori tecnologici
Combinazione di funzionalità di PLC e di funzionalità di
Motion Control
Campi d’impiego
In combinazione con i blocchi di Motion Control conformi
a PLCopen, i controllori tecnologici si prestano particolarmente al controllo del movimento di più assi accoppiati.
Oltre al posizionamento preciso del singolo asse, essi sono
adatti soprattutto al controllo di movimenti sincronizzati complessi, ad es. sincronismo di riduttore, sincronismo di camma
e correzione con marche di stampa. Gli assi sincroni possono
essere accoppiati ad un master virtuale o reale.
Per l’interpolazione del percorso sono disponibili potenti funzioni conformi a PLCopen, che supportano le diverse cinematiche (SCARA, Roll Picker, braccio articolato, Delta Picker
2D/3D).
CPU tecnologiche dell’S7-300
I costruttori di macchine e di impianti si trovano continuamente di fronte alla sfida di dover offrire macchine sempre più flessibili e produttive a prezzi competitivi. Nelle nuove costruzioni
si sono fortemente affermate soluzioni meccatroniche 1) ottimizzate sotto l’aspetto dei costi.
Per la realizzazione di queste soluzioni meccatroniche vengono sempre più integrate nei sistemi di automazione e di azionamento funzioni tecnologiche focalizzate sul Motion Control. A questo scopo sono offerte da Siemens le CPU tecnologiche SIMATIC S7-300 per compiti di comando e di Motion
Control in una CPU.
Le CPU tecnologiche riuniscono
• le potenti CPU standard 315-2 DP, 317-2 DP e
• le funzioni di Motion Control conformi a PLCopen.
Le CPU tecnologiche dispongono di una tecnica costruttiva
compatta con periferia I/O veloce (4 ingressi digitali, 8 uscite
digitali) e due interfacce PROFIBUS DP:
• Interfaccia PROFIBUS con sincronismo di clock DP(DRIVE)
per il controllo dinamico del movimento di più assi accoppiati o di assi singoli
• Interfaccia MPI/DP per il collegamento di ulteriori componenti SIMATIC, ad es. PG, OP, controllori S7 e periferia decentrata. Nel funzionamento come interfaccia DP possono
essere realizzate reti estese.
1)
Il PROFIBUS con sincronismo di clock consente il comando di
assi tramite un sistema di bus digitale. Una seconda interfaccia PROFIBUS DP consente una comoda parametrizzazione
e messa in servizio degli azionamenti dal PC/PG.
In questo modo i controllori tecnologici aprono numerose
nuove possibilità d’impiego, ad es.
• Linee di lavorazione/montaggio
• Macchine a funzionamento continuo
• Sistemi di handling
• Bracci a bandiera
• Portali
• Linee di imbottigliamento
• Macchine nastratrici, avvolgitrici
• Avanzamento a rulli
• Cesoie volanti
• Macchine cartonatrici
• Macchine etichettatrici
• Troncatrice trasversale
• Presse idrauliche
• Pallettizzatori
Meccatronica: sostituzione di componenti meccanici come ad es. il
riduttore con una pura soluzione software "Riduttore elettronico"
Controllori tecnologici
35
© Siemens AG 2011
SIMATIC CPU 317TF-2 DP – Safety e Motion Control in un
controllore
Con la nuova CPU SIMATIC 317TF-2 DP è disponibile da subito
un controllore, con il quale si possono risolvere in un’unica
apparecchiatura compiti di Motion Control, di sicurezza e standard.
Con l’impiego della CPU 317T-2 DP potete avvalervi di molti
vantaggi e ricevete per applicazioni fail-safe blocchi di biblioteca già predefiniti e certificati dal TÜV con il pacchetto opzionale STEP 7 Distributed Safety, che offre le seguenti funzioni:
arresto di emergenza, comando a due mani, muting, sorveglianza di porta/riparo.
Previously:
Standard and safety automation – divided into two systems
CPU 317 T-2DP
Per la comunicazione fail-safe, il controllore utilizza PROFIBUS
DP con il profilo PROFIsafe. È possibile utilizzare funzioni failsafe direttamente dagli azionamenti.
Il controllore soddisfa altissimi requisiti di sicurezza e semplifica così la conformità a importanti norme:
EN 954-1 fino a Cat. 4, IEC 62061 fino a SIL 3 e
EN ISO 13849-1 fino a PL e.
Il vantaggio: disponete di un engineering uniforme per tutte
le funzioni e risparmiate in misura notevole tempo e costi nella programmazione, nella messa in servizio e nella manutenzione. Vengono meno l’impiego di hardware di sicurezza
esterno e l’oneroso cablaggio, cosicché si riduce notevolmente lo spazio d’installazione nel quadro elettrico.
New:
standard and safety automation – integrated in one system
Safety Controller
CPU 317TF-2DP
Safety
Components
352),%86'3'5,9(
SINAMICS S120
352),%86'3'5,9(ZLWK352),VDIH
Reduced complexity of the user
program
SINAMICS S120
Harmonization of the automation
concept
ET 200M
Automazione standard e di sicurezza in un unico sistema
36
Controllori tecnologici
ET 200S
ET 200M
G_ST70_XX_00721
352),%86'3ZLWK352),VDIH
352),%86'3
© Siemens AG 2011
Collegamento dei componenti di azionamento
Progettazione con STEP 7 e pacchetto opzionale
S7-Technology
I controllori tecnologici dispongono di un’interfaccia
DP(DRIVE) con sincronismo di clock per il collegamento dei
componenti di azionamento. Essa è ottimizzata per il collegamento di azionamenti tramite PROFIBUS – sono supportati
tutti gli azionamenti di Siemens.
3&
7HFKQRORJ\&38
23
03,
6
(76
352),%86'3'5,9(
352),%86'3
352),%86'3
0,&52
0$67(5
6,02'5,9( 6,02'5,9( 0$67(5
6HQVRU
'5,9(6
6,1$0,&6
G_ST70_XX_00722
,VRFKURQRXV
Collegamento dei componenti alla CPU tecnologica tramite DP(MPI)
e PROFIBUS DP(DRIVE)
Componenti supportati in rete PROFIBUS DP(DRIVE)
Assi di velocità
MICROMASTER 420/430/440
COMBIMASTER 411
SIMOVERT MASTERDRIVES VC
SINAMICS G120
Assi di posizionamento/assi
sincroni
SIMODRIVE 611 universal HR
SIMOVERT MASTERDRIVES MC
SIMODRIVE POSMO CD/SI/CA
SINAMICS S120
Ulteriori
nodi/partner PROFIBUS
Per la parametrizzazione e la programmazione della tecnologia è necessario il pacchetto opzionale S7-Technology, basato
su STEP 7:
• S7-Technology contiene una biblioteca di blocchi funzionali
conformi a PLCopen per la programmazione e la progettazione dei compiti di Motion Control nonché i componenti
software per il collegamento e la messa in servizio degli
azionamenti.
• Esso serve per la parametrizzazione degli oggetti tecnologici, ad es. asse, oggetto percorso, camma a disco, camma,
tastatore di misura. Non è necessario nessun linguaggio
speciale di Motion Control.
• In aggiunta alle funzioni diagnostiche SIMATIC sono disponibili un pannello di comando ed un trace in tempo reale.
In questo modo si riducono i tempi per la messa in servizio
e per l’ottimizzazione.
• S7-Technology registra i dati rilevanti per l’applicazione
degli oggetti tecnologici in blocchi dati. Questi blocchi possono essere interrogati nel programma applicativo S7.
• S7-Technology funziona con i linguaggi STEP 7 KOP, FUP,
AWL e con tutti gli Engineering Tool, ad es. S7-SCL o
S7-GRAPH.
• S7-Technology supporta assi idraulici regolati in pressione
e in posizionamento ad anello chiuso.
• Per l’interpolazione del percorso sono disponibili potenti
funzioni conformi a PLCopen, che supportano le diverse
cinematiche (SCARA, Roll Picker, braccio articolato, Delta
Picker 2D/3D).
Funzioni di Motion Control
I controllori tecnologici offrono tra l’altro le seguenti funzioni
di Motion Control:
• Master virtuale / Master reale
• Sincronismo angolare
• Sincronismo di riduttore
• Sincronismo di camma a disco
• Interpolazione del percorso
• Sincronizzazione e desincronizzazione
• Funzione di inserimento/disinserimento
• Angolo di offset (assoluto/relativo)
• Correzione con marche di stampa
• Camme e tracce di camma
• Posizionamento su riscontro fisso
• Posizionamento ad anello chiuso per assi elettrici, virtuali
e idraulici.
SIMODRIVE sensor isochronous
Unità d’interfaccia azionamento
analogica ADI 4
IM 174
ET 200M con IM 153-2 High Feature
ET 200S con IM151-1 High Feature
Controllori tecnologici
37
© Siemens AG 2011
Dati tecnici: CPU tecnologiche
CPU tecnologica
CPU 315T-2 DP
CPU 317T-2 DP
CPU 317TF-2 DP
Dimensioni
160 x 125 x 130
160 x 125 x 130
Connettore frontale necessario
1 x 40 poli
1 x 40 poli
- CPU 6ES7
315-6TH.
317-6TK.
- S7-Technology 6ES7
864-1CC.
864-1CC.
Memoria di lavoro
256 kbyte
1 Mbyte
1,5 Mbyte
Istruzioni
84 K
333 K
400 K
Operazione a bit
0,1 μs
0,05 μs
Operazione a parole
0,2 μs
0,2 μs
Operazione in virgola fissa
2 μs
0,2 μs
Operazione in virgola mobile
3 μs
1 μs
Merker
4 096 byte
4 096 byte
Temporizzatori S7/contatori S7
256 / 256
512 / 512
Temporizzatori IEC/contatori IEC
● *)
● *)
Area di indirizzi di periferia I/O
2 048 / 2 048 byte
8 192 / 8 192 byte
Immagine di processo I/O
2 048 / 2 048 byte
2 048 / 2 048 byte
Canali digitali (centrali)
512
512
Canali analogici (centrali)
64
64
N. di ordinazione base:
317-6TF.
Memoria
Tempi di elaborazione
Merker/temporizzatori/contatori
Area di indirizzi
Interfacce DP
Sistemi master DP interni / CP 342-5
●
Slave DP
●
/●
●
/●
●
Ingressi/uscite integrati
Ingressi digitali
4 x DC 24 V; ad. es. per valutazione del segnale di interruttori di prossimità
Uscite digitali
8 x DC 24 V; 0,5 A; per funzioni veloci di comando a camme
Funzioni integrate
Sincronismo di riduttore e di camma
Posizionamento su riscontro fisso
Correzione con marche di stampa tramite tastatore di misura
Comando a camme dipendente da posizione o temporizzazione
Posizionamento regolato ad anello chiuso
●
Sicurezza da errori
Massima struttura d’insieme tecnologica
*)
38
Assi
8
32
Camme a disco
16
32
Camme
16
32
Tastatori di misura
8
16
Trasduttori esterni
8
16
Impiegabili contemporaneamente
32
64
tramite SFB, numero illimitato o limitato dalla memoria di lavoro
Controllori tecnologici
© Siemens AG 2011
Esempi applicativi
Pallettizzatore con assi a interpolazione semplice sulla
base di camme a disco
Gripper
144
Soluzione
Il compito è stato realizzato con l’impiego di una serie di funzioni predefinite della biblioteca S7-Technology. Con la funzione di percorso "MC_MovePath" gli assi vengono percorsi
secondo le posizioni di pallettizzazione assegnate. Il calcolo
del percorso incl. la necessaria interpolazione 3D viene
eseguito dalla funzione "MC_PathSelect". Con la funzione
"MC_GroupInterrupt" gli assi possono essere sincronizzati sul
percorso stabilito senza deviazioni. Per la ripresa del percorso
dalla posizione raggiunta serve la funzione
"MC_GroupContinue".
Axis 3
Axis 2
Pallet
Walls
Packages
G_ST70_XX_00723
Axis 1
Conveyor belt
Press
0
5
135
Compito
Il compito tecnologico riguarda una pressa con alimentatore
del materiale collegato. L’asse rotante della pressa serve come
asse master per il comando dell’alimentazione del materiale
tramite una camma a disco statica. Per questo scopo la camma
a disco è progettata e realizzata in modo tale da stabilire un
accoppiamento definito tra il movimento continuo dell’asse
master della pressa e quello dell’asse asservito di alimentazione del materiale. Inoltre tramite una camma elettronica abbinata all’asse master della pressa viene generato un segnale di
comando per la pinza di presa del materiale.
270
360
G_ST70_XX_00724
Press
Material feed
Cesoia volante con sincronizzazione mediante marche di
stampa basata su sincronismo di riduttore
Compito
Il compito tecnologico riguarda una cesoia volante a 2 assi.
L’asse 1 muove su un trasportatore un nastro di materiale contrassegnato con marche di stampa. Al riconoscimento della
marca di stampa, la velocità della cesoia accoppiata all’asse 2
deve essere sincronizzata con quella dell’asse 1. Quando i due
assi si muovono in sincronismo, il nastro di materiale deve essere tagliato e l’asse 2 deve riposizionarsi nello stato iniziale.
Soluzione
Il compito è stato risolto sincronizzando l’asse di movimento
della slitta della cesoia con l’asse del nastro di materiale mediante sincronismo di riduttore. Il sincronismo dura per il tempo richiesto dall’operazione (taglio in questo caso). L’accoppiamento di sincronismo viene quindi interrotto e l’asse di movimento della slitta della cesoia si riposiziona nello stato iniziale. Il riconoscimento della marca di stampa successiva riattiva
l’accoppiamento di sincronismo
Initial position / starting position
Sensor
Alimentazione a pinza per una pressa sulla base di camme
a disco statiche
225
100 mm
Axis 2:
Drive for
shears slide
Crop mark
Conveyor
belt
Axis 1:
Drive for
conveyor belt
Shears slide
Shear blades
G_ST70_XX_00725
Compito
Per il compito tecnologico è impiegato un pallettizzatore a
3 assi. Al centro si trova una unità di trasporto il cui compito
è quello di disporre 16 pacchi su un pallet. L’asse 1 convoglia
l’unità di trasporto nella direzione X, l’asse 2 provvede allo
spostamento nella direzione Y e l’asse 3 nella direzione Z.
Il processo di posizionamento dei pacchi è complicato dal fatto
che questi, dopo la presa dal nastro trasportatore, devono
oltrepassare due muri per raggiungere la loro posizione finale.
I file scaricabili per download con la documentazione e i dati
di progettazione si trovano in Internet all’indirizzo:
www.siemens.com/t-cpu
nell’area "Ulteriori informazioni su SIMATIC Technology"
Soluzione
Il compito centrale di questa applicazione per una CPU tecnologica è lo sviluppo di una camma a disco adatta per l’accoppiamento dell’alimentatore del materiale all’asse rotante in
continuo movimento della pressa. Il risultato è una semplice
camma a disco, che può avere ulteriori funzioni ottimizzate.
Controllori tecnologici
39
© Siemens AG 2011
Unità di applicazione liberamente progettabili
e sistemi di regolazione
Soluzione per applicazioni altamente flessibili e dinamiche
Per la soluzione di compiti meccatronici di elevata complessità
sono disponibili unità di applicazione liberamente progettabili, che combinano massima flessibilità, funzionalità e performance.
• FM 352-5 per combinazioni logiche di bit ad alta velocità
con S7-300
• FM 458-1 DP per funzioni di calcolo e regolazione ad alta
precisione con S7-400
• Unità tecnologica T400 per regolazioni di azionamento di
elevata complessità
• SIMATIC TDC per soluzioni impiantistiche
High-Speed Boolean
Processor FM 352-5
L’unità di applicazione
FM 352-5 consente combinazioni logiche di bit estremamente veloci in macchine ad elevata velocità operativa. Essa è adatta ad applicazioni di conteggio e
misura con tempi di
reazione assai brevi, ad es.
High-Speed Boolean Processor
per l’assicurazione della
FM 352-5
qualità.
La periferia digitale onboard (12 DI, 8 DO) e l’ingresso per trasduttore di posizione
(incrementale o SSI) consentono tempi di reazione estremamente brevi. Grazie alla speciale struttura dell’hardware
è impostato un tempo di ciclo del programma fisso di 1μs.
L’unità FM 352-5 può essere impiegata centralmente
nell’S7-300, decentrata in rete PROFIBUS o come controllore
stand-alone. Gli ingressi/uscite digitali possono essere combinati liberamente nel programma applicativo o attivati in funzione della posizione.
Sistemi e unità funzionali per compiti di regolazione di elevata complessità
Per la programmazione è disponibile un subset del repertorio
istruzioni dell’S7-300, ad es. per combinazioni binarie, operazioni aritmetiche, confronti, funzioni di conteggio/temporizzazione, registro di scorrimento, misura di frequenza e durata
periodo (ad es. generatore di impulsi) etc. Il programma viene
sviluppato con l’editor standard KOP/FUP di STEP 7 e, una volta
realizzato, può essere testato in una CPU S7 prima di essere
trasferito all’unità.
Per la generazione del codice di destinazione è necessario il
software di progettazione per FM 352-5. Il codice di destinazione viene trasferito nell’FM 352-5 mediante Memory Card
o download.
40
Unità di applicazione liberamente progettabili e sistemi di regolazione
© Siemens AG 2011
Caratteristiche comuni di FM 458-1 DP, T400, SIMATIC TDC
Biblioteca di blocchi software
Le unità di applicazione FM 458-1 DP, T400 e il sistema di
regolazione SIMATIC TDC sono liberamente progettabili con
STEP 7 e gli Engineering Tool CFC e SFC. La progettazione
richiede la biblioteca di blocchi del pacchetto addizionale
D7-SYS.
Le numerose funzioni relative agli azionamenti delle macchine moderne vengono realizzate con blocchi funzionali CFC.
Questi blocchi sono contenuti nella biblioteca del pacchetto
opzionale D7-SYS.
Confronto delle unità e dei sistemi
Unità tecnologica T400
Integrata in azionamenti
■ MASTERDRIVES
■ Master DC
■ Nel proprio rack di montaggio
(stand alone)
Unità di applicazione FM 458-1 DP
Regolazione e calcolo veloci
■ Nel sistema S7-400
■ Veloci accessi alla periferia tramite
D7-SYS contiene numerosi blocchi funzionali che possono
essere combinati a piacere – dalle semplici operazioni logiche
o matematiche fino alle funzioni complesse per il controllo
di tutti i movimenti di assi lineari e rotanti.
È anche compreso un potente generatore di codice che traduce gli schemi logici completi nel veloce codice macchina.
D7-SYS contiene le seguenti classi di blocchi:
• Blocchi di regolazione
• Blocchi aritmetici
• Blocchi di ingresso/uscita
• Blocchi di comunicazione/comando/segnalazione
• Blocchi di conversione
• Blocchi di logica
• Blocchi di service/diagnostica
• Blocchi SFC
• Blocchi di Motion Control
unità di ampliamento
■ Sincronismo di clock con PROFIBUS
Progettazione e messa in servizio
DP onboard
Sistema di automazione High-Performance
SIMATIC TDC
Multicomputing sincronizzato
■ Fino a 20 CPU per rack
■ Fino a 44 rack
■ Per grandi impianti, acciaierie e lami-
natoi nonché per la trasmissione
dell’energia
La progettazione delle funzioni di comando si esegue in modo
semplice ed efficiente con CFC (Continuous Function Chart).
I blocchi funzionali tecnologici vengono selezionati dalla
biblioteca di blocchi di D7-SYS e interconnessi tramite gli
ingressi e le uscite. Gli schemi logici rappresentano automaticamente una documentazione dettagliata del programma
realizzato.
Il download, la messa in servizio e il service vengono realizzati
mediante le funzioni online di STEP 7 e CFC/D7-SYS attraverso
il collegamento MPI/DP centrale.
SFC (Sequential Function Chart) viene utilizzato quando si
devono combinare programmi CFC con comandi sequenziali.
Con il pacchetto opzionale FB-GEN è possibile programmare in
C propri blocchi funzionali per applicazioni speciali e integrarli
senza problemi nell’applicazione. Non sono necessarie licenze
runtime.
Unità di applicazione liberamente progettabili e sistemi di regolazione
41
© Siemens AG 2011
Blocchi funzionali per il controllo del movimento
Engage
Master
speed
Posizionamento
Il blocco di posizionamento fornisce oltre al valore di riferimento per la posizione da raggiungere anche le rispettive
grandezze di precomando, come velocità e accelerazione.
Si ottiene in questo modo un elevato livello di dinamica.
Il processo di posizionamento può essere perfettamente
adattato alle esigenze dell’applicazione. Sono impostabili:
• Velocità massima
• Accelerazione massima
• Strappo massimo
Disengage
Master
position
Slave position
Engaging
cycle
time
Slave
position
Funzione di inserimento/disinserimento
Camme a disco come tabelle
Speed
setpoint
∆a
t
∆t
Acceleration setpoint
L’interpretazione delle tabelle avviene con il blocco TABCAM.
Questo blocco determina a partire dalla tabella la posizione da
raggiungere e la velocità dello slave in corrispondenza di una
determinata posizione del master. Tra due punti di interpolazione viene eseguita un’interpolazione lineare.
Tramite un blocco multiplexer è possibile commutare tra più
tabelle durante l’esercizio.
Caratteristiche impostabili per il posizionamento
Inseritore/disinseritore
Table definition
Load S7
data block /
PC
Table evaluation
L’inseritore trasla l’asse dallo stato di fermo alla lunghezza
d’inserimento predefinita.
Il disinseritore frena l’azionamento fino allo stato di fermo e,
una volta raggiunta la lunghezza di disinserimento predefinita, lo accelera nuovamente fino alla velocità del master.
Individual
loading with
data blocks
MASTER
Position, Speed
Le lunghezze di inserimento e disinserimento possono essere
impostate ed incrementate "al volo". Per i movimenti si possono inoltre specificare arrotondamenti.
42
Caricamento e interpretazione di tabelle
Unità di applicazione liberamente progettabili e sistemi di regolazione
G_ST70_XX_00728
amax
G_ST70_XX_00726
Setpoint position
vmax
Le camme a disco tabellari vengono memorizzate nel blocco
TAB. Le tabelle contengono all’incirca da 16 000 a 250 000
punti di interpolazione.
SLAVE
Position, Speed
Il raggiungimento della posizione finale può avvenire nel tempo più breve o senza sovraelongazioni. Oltre al posizionamento assoluto è possibile anche un posizionamento relativo per
movimenti concatenati.
Jerk = ∆a
∆t
Slave speed
G_ST70_XX_00727
I seguenti blocchi rappresentano a titolo di esempio i numerosi blocchi funzionali della biblioteca.
© Siemens AG 2011
Unità di applicazione FM 458-1 DP
L’unità di applicazione FM 458-1 DP integra funzioni di calcolo
e regolazione estremamente precise nell’S7-400
L’FM 458-1 DP dispone con la biblioteca di blocchi di tutte le
funzioni meccatroniche necessarie per la soluzione di compiti
di controllore, di regolazione, di Motion Control e di tecnologia.
Tempi di campionamento equidistanti a partire da 100 s
consentono compiti di regolazione dinamici, ad es. per l’incremento della precisione o per l’aumento della cadenza operativa della macchina.
Con la versione di firmware V2, l’FM 458-1 DP offre una performance ancora maggiore allo stesso prezzo.
Utilizzando un dongle è possibile proteggere i blocchi
software tecnologici realizzati in proprio dall’utente.
Comunicazione
La comunicazione con partner esterni avviene tramite l’interfaccia PROFIBUS DP presente sull’FM 458-1 DP. Quest’ultima
ha le seguenti caratteristiche:
• Equidistanza, cioè il ciclo PROFIBUS DP ha sempre esattamente la stessa lunghezza.
• Sincronismo di clock, cioè CPU, periferia e programma
applicativo sono sincronizzati sul clock del PROFIBUS.
• Traffico trasversale, cioè gli slave configurati possono
scambiare dati tra loro direttamente senza necessità di progettazione nell’FM 458-1 DP.
• Capacità di routing, cioè l’accesso a tutti i nodi/partner del
bus avviene tramite un’interfaccia, ad es. MPI o PROFIBUS
DP e, come opzione, anche Industrial Ethernet.
Tramite il velocissimo accoppiamento in fibra ottica SIMOLINK
è possibile collegare ca. 100 azionamenti della serie
SIMOVERT Masterdrives o SIMOREG per ogni anello.
Possibili campi d’impiego
sono ad es. il funzionamento
con sincronismo di velocità e
posizione di assi lineari e rotanti, la sincronizzazione/desincronizzazione con/da altri
assi, regolazioni di avvolgitori e regolazioni di circuiti idraulici.
Vantaggi
■
■
■
■
■
■
■
Elevata velocità di elaborazione, potenza di calcolo,
precisione di posizionamento ed elevato numero di
assi
Tecnica di regolazione assai sofisticata con elevata
frequenza di clock (100 μs)
Controllo del movimento altamente dinamico
Universalmente impiegabile per tutte le applicazioni
tecnologiche nella costruzione di macchine e
impianti
Ampia biblioteca di blocchi
Massima flessibilità per esigenze individuali
Progettabile graficamente a piacere con i SIMATICTool STEP 7 e CFC, opz. SFC nonché programmi in C
Calcolo e regolazione con l’FM 458
Compito
Caratteristiche
Conteggio/misura
Per i più svariati compiti di conteggio e misura con trasduttori incrementali o assoluti fino a max. 2,5 MHz
Comando a camme
16 uscite digitali come tracce di camma (camme di posizione o di temporizzazione). Ogni traccia è adattabile singolarmente con anticipo o posticipo al rispettivo compito. Anticipo dinamico, isteresi dinamica.
Regolazione
Le strutture/i tipi di regolazione, ad es. regolazione a valore fisso, asservita, in cascata, di rapporto e mista, continua e
con funzione override, regolazione di pressione, di livello e di temperatura, regolazione di circuito idraulico, regolazione di azionamento, possono essere programmati in modo flessibile.
Motion Control
Posizionamento comandato/regolato di assi singoli nonché applicazioni con più assi tramite PROFIBUS DP o SIMOLINK
Unità di applicazione liberamente progettabili e sistemi di regolazione
43
© Siemens AG 2011
Hardware scalabile per molteplici applicazioni
L’unità FM 458-1 DP è strutturata modularmente e comprende
un’unità base e due diverse unità di ampliamento che possono
essere combinate. Ciò consente di impiegare solo i componenti effettivamente necessari per l’applicazione specifica.
In un PLC S7-400 possono essere integrate più combinazioni
FM 458-1 DP. Il numero massimo è limitato esclusivamente
dalla potenza dell’alimentatore impiegato.
Unità base FM 458-1 DP con due unità di ampliamento
Gamma delle unità FM 458
44
Unità di applicazione
FM 458-1 DP
Unità di periferia
EXM 438-1
Unità di comunicazione
EXM 448
Processore RISC floating point da 64 bit per una
potenza di calcolo estremamente elevata
■ Tempi di ciclo equidistanti da 100 μs
■ Rapido calcolo del valore di riferimento, ad
es. per azionamenti, alberi elettrici con
Flying Master e alberi virtuali
■ Coordinamento rapido e rigorosamente ciclico di movimenti di azionamento non lineari
■ 8 ingressi digitali con capacità di interrupt
Unità di ampliamento per l’acquisizione assai
veloce e sincronizzabile di valori di trasduttori
di velocità e assoluti nonché con ingressi/uscite
digitali e analogici.
Unità di ampliamento per una veloce comunicazione:
■ EXM 448:
- PROFIBUS DP o SIMOLINK
- slot libero per un modulo opzionale
MASTERDRIVES
■ EXM 448-2:
- fino a 2 interfacce SIMOLINK con piena
funzionalità (master, slave, dispatcher,
etc.)
- per l’accoppiamento sincrono sul tempo
di campionamento di più unità di applicazione FM 458-1 DP
Unità di applicazione liberamente progettabili e sistemi di regolazione
© Siemens AG 2011
Collegamento degli azionamenti
FM 458-1 DP
Setpoint
generation
Position
setpoint
Speed
setpoint
SIMOLINK
Axis 1
MASTERDRIVES MC
Position
controller
n* Speed
controller
M*
Pos*
Axis 2
n
Pos
Position, speed detection
M
T
Axis n
G_ST70_XX_00009
Interfacce intercambiabili seriali o analogiche consentono il
collegamento di diversi tipi di assi:
• Interfaccia PROFIBUS DP integrata con sincronismo di clock
e funzionalità di equidistanza, ideale per applicazioni decentrate di Motion Control
• Velocissimo anello in fibra ottica SIMOLINK, ad es. per
il collegamento di convertitori di frequenza SIMOVERT
MASTERDRIVES
• Interfacce analogiche per il collegamento di azionamenti
senza interfaccia PROFIBUS o SIMOLINK
Virtual
master
MASTERDRIVES MC
L’FM 458-1 DP viene utilizzato tipicamente per applicazioni
a partire da 6 assi. Per applicazioni con molti assi sono specificati fino a 127 azionamenti tramite PROFIBUS DP e fino a 200
slave tramite SIMOLINK. Pertanto è sufficiente in molti casi
l’impiego di una sola unità FM 458-1 DP.
Struttura di regolazione di un controllo asse FM 458-1 DP
per MASTERDRIVES MC
Collegamento tramite interfacce seriali
Gli azionamenti vengono collegati all’FM 458-1 DP tramite un
sistema di bus digitale. Alla trasmissione dei dati provvede il
PROFIBUS con sincronismo di clock o il velocissimo anello in
fibra ottica SIMOLINK (con MASTERDRIVES).
Collegamento tramite interfacce analogiche
Gli azionamenti senza interfaccia SIMOLINK o PROFIBUS DP
possono essere collegati tramite interfacce analogiche. In tal
caso l’FM 458-1 DP, oltre alla generazione del valore di riferimento, provvede anche alla funzione di regolazione di posizione per gli azionamenti.
Nel MASTERDRIVES MC viene utilizzato il regolatore di posizione con rilevamento della posizione per determinare un valore
di riferimento di velocità.
I valori di riferimento del numero di giri vengono forniti agli
azionamenti. I valori di velocità e posizione sono rilevati con
un blocco sull’FM 458-1 DP.
L’FM 458-1 DP mette inoltre a disposizione un valore di precomando di velocità per ottenere maggiore dinamica e stabilità.
FM 458-1 DP
Virtual
master
Setpoint generation
Analog,
serial port
Drive
Speed pre control
Axis 1
Pos*
Position controller
n*
Pos
Con un tempo ciclo del regolatore di posizione pari a 1 ms possono funzionare 12 SINAMICS S120 – un vantaggio evidente
per applicazioni con alta velocità di produzione e precisione.
Speed controller
n*
Speed
setpoint
Actual
position
Axis n
n
Speed
detection
Position detection
NAVMC
Position controller
M*
T
M
Drive n
Speed controller
G_ST70_XX_00020
In combinazione con SIMODRIVE e SINAMICS può essere impiegata l’interfaccia standardizzata DSC. Con configurazioni
SINAMICS il calcolo per 60 azionamenti può essere eseguito in
4 ms.
Struttura di regolazione di un controllo asse FM 458-1 DP per altri azionamenti
Unità di applicazione liberamente progettabili e sistemi di regolazione
45
© Siemens AG 2011
Unità tecnologica T400
Con l’unità tecnologica T400, progettabile graficamente,
si possono potenziare a basso costo gli azionamenti, aggiungendo complesse funzioni di regolazione, comando e posizionamento. Il potente processore RISC a 32 bit ha tempi di
campionamento a partire da 100 μs, atti ad aumentare la
precisione dei movimenti o ad accelerare il ciclo macchina.
SRT400 è un rack compatto – paragonabile al box di elettronica di SIMOVERT MASTERDRIVES – che serve per pilotare da
due a quattro azionamenti. Nell’SRT400 sono innestabili o due
unità tecnologiche T400 o una T400 ed una unità di comunicazione MASTERDRIVES. Si possono così realizzare in modo
economico ampliamenti funzionali e modernizzazioni di impianti esistenti.
T400 dispone di periferia digitale e analogica e di interfacce
seriali e consente il collegamento di trasduttori di posizione
(incrementali, assoluti).
Impiego
Nel box di elettronica dei convertitori trifasi
SIMOVERT MASTERDRIVES 6SE70
Nel box di elettronica delle apparecchiature in
corrente continua SIMOREG DC-Master 6RA70
Stand-alone nel box tecnologico SRT400 per
altri azionamenti
Progettazione del T400
A seconda del caso applicativo, si hanno più possibilità di progettazione per il T400:
Progettazione
Impiego del T400
Liberamente progettabile
Liberamente progettabile
Sono necessari STEP 7,
CFC e D7-SYS
Avvolgitore assiale
Sincronismo angolare
Regolazione di cesoia
Progettazione standard
sull’unità
Progettazione standard
nel codice sorgente
Il rispettivo codice eseguibile è già
caricato sul T400 e l’unità è subito
pronta all’uso. 1)
Il rispettivo codice sorgente
è disponibile su CD-ROM. 2)
Vantaggi
■
Elevata velocità di elaborazione, potenza di calcolo,
precisione di posizionamento ed elevato numero di assi
■
Tecnica di regolazione assai sofisticata con elevata frequenza di clock (100 μs)
■
Controllo del movimento altamente dinamico
■
Universalmente impiegabile per tutte le applicazioni
tecnologiche nella costruzione di macchine e impianti
■
Ampia biblioteca di blocchi
■
Massima flessibilità per esigenze individuali
■
Progettabile graficamente a piacere con i SIMATIC-Tool
STEP 7 e CFC, opz. SFC nonché programmi in C
1)
Per la messa in servizio devono essere impostati solo alcuni parametri specifici dell’applicazione. Per questo sono disponibili diversi strumenti, dal semplice Operator Panel fino al PC-Software (Drive ES); STEP 7 e CFC non sono
qui necessari.
Una volta completata la parametrizzazione le impostazioni possono essere
duplicate su ulteriori impianti.
2)
46
Il comando dipende da un sistema di automazione sovraordinato, collegato
con il T400 tramite PROFIBUS.
STEP 7 e CFC consentono di eseguire ampie modifiche per l’applicazione.
Unità di applicazione liberamente progettabili e sistemi di regolazione
© Siemens AG 2011
Regolazione di cesoia
In molti impianti di produzione sussiste la necessità di sezionare in singole parti materiale in movimento continuo. Spesso
i tagli devono essere eseguiti con assoluta precisione in una
determinata posizione. Nel caso di materiali stampati i tagli
devono essere effettuati in riferimento alle marche riportate
sul materiale stesso. A seconda del tipo di materiale e del metodo di taglio sono impiegate cesoie a tamburo (disposizione
rotatoria dei coltelli), coltelli volanti e seghe volanti.
Le applicazioni tipiche sono:
• Tagli in fogli nell’industria del metallo e della carta
• Esecuzione di tagli lisci all’inizio ed alla fine del
nastro
• Taglio di tubi e profilati nell’industria metalmeccanica e
della plastica
• Segatura al volo nella produzione di pannelli di masonite
• Punzonatura in sincronismo con marche di riferimento
Il taglio preciso di un materiale che si muove velocemente
richiede un esatto coordinamento dell’utensile di taglio con
il movimento del materiale. Il controllo dei processi di movimento presuppone un sistema di regolazione ad elevata dinamica, specialmente se è richiesta una qualità di taglio costante
anche con velocità variabile del materiale e diversi formati di
taglio.
CBP
Modi di funzionamento e funzioni
Sono disponibili i seguenti modi di funzionamento:
• Taglio continuo
• Programma di taglio (numero di tagli)
• Taglio di prova (un pannello)
• Taglio singolo (taglio di separazione)
• Taglio finale
• Ricerca del punto di riferimento
• Funzionamento a impulsi (jog)
• Corsa alla posizione di start
• Corsa alla posizione di cambio coltello
• Adattamento automatico dei processi di movimento alla
velocità reale del materiale
• Possibile modifica dei formati di taglio da un taglio all’altro
• Sincronizzazione con le marcature sul materiale
• Scelta del profilo di velocità ideale per la precisione di taglio
e la motorizzazione
• Sovravelocità in fase di taglio
• Caratteristica per la determinazione individuale della velocità nel processo di taglio
• Regolatore di formato per l’ottimizzazione della precisione
di taglio
• Inserimento di coppie di taglio
• Compensazione dell’attrito e dei momenti d’inerzia dipendenti dalla posizione
• Adattamento dell’amplificazione del regolatore in funzione
della dinamica
• Monitoraggio degli errori
T400
Flying shears
Flying saws
G_ST70_XX_00729
Drum shears
Regolazione di cesoia
Unità di applicazione liberamente progettabili e sistemi di regolazione
47
© Siemens AG 2011
Avvolgitore assiale
I processi di avvolgimento sono una delle applicazioni più
frequenti della tecnica di azionamento elettrico. La tecnica di
regolazione elettrica consente di realizzare avvolgitori ad alte
prestazioni basati su software. Per lo sviluppo del programma
era finora necessario un impegno di lavoro notevole. Grazie
alle progettazioni standard predefinite questo impegno si
riduce notevolmente.
Avvolgitore assiale
G_ST70_XX_00730
Drive
T 400
Possono essere realizzati avvolgitori o svolgitori ad elevata
performance a precisione ad es. per le seguenti applicazioni
con SPW420:
• Impianti per film
• Macchine tessili
• Macchine da stampa
• Impianti di rivestimento
• Macchine di nobilitazione della carta
• Bobinatrici per trafilatrici
• Aspi nella lavorazione dei metalli
Funzioni
Il processo di avvolgitura e di misura utilizzato per la lavorazione viene scelto in base al tipo di materiale; sono disponibili le
seguenti funzioni:
• Regolazione di tiro indiretta
• Regolazione di tiro diretta
- Regolazione di velocità con override (il regolatore agisce
sulla coppia del motore)
- Metodo di correzione della velocità (il regolatore del tiro
agisce sul valore di riferimento di velocità)
- Regolazione v-constant
• Adattamento dipendente dal diametro dell’amplificazione
del regolatore di tiro e del regolatore di velocità, per un andamento di regolazione più stabile con poche oscillazioni
durante tutto il processo di avvolgimento.
• Controllo della durezza della bobina mediante poligonale
parametrizzabile in funzione del diametro, per migliorare la
qualità della bobina.
• Precomando comprendente:
- Compensazione dell’attrito parametrizzabile mediante
poligonale in funzione della velocità
- Precomando di accelerazione in funzione del rapporto di
riduzione, del diametro, della larghezza e dello spessore
del materiale.
- Precomando del tiro in funzione del diametro e del valore
di riferimento di tiro per ridurre al minimo i tempi di reazione
• Calcolo del diametro con funzione di comando, a scelta con
o senza segnali di velocità, "Impostazione diametro" e
"Mantenimento diametro"
• Calcolo della lunghezza
• Commutazione tra due rapporti di riduzione su comando
• Per la prima volta disponibilità di blocchi software funzionali liberamente combinabili tra loro per esigenze specifiche di applicazione
• Cablaggio pressoché libero dei dati di processo con la tecnica dei parametri (tecnica bico)
Modi di funzionamento
Sono possibili i seguenti modi di funzionamento:
• Per avvolgitori con/senza cambio rotolo al volo con meccanismo a crociera
• Comando locale, ad es. jog, posizionamento e movimento
lento
• Arresto senza sovraoscillazioni con caratteristica di frenatura per arresto veloce
Per il rilevamento della misura sono collegabili:
• Capsula dinamometrica o rullo ballerino
• Due generatori di impulsi per la misura della velocità del
motore e della velocità di avanzamento
48
Unità di applicazione liberamente progettabili e sistemi di regolazione
© Siemens AG 2011
Sincronismo angolare
Il sincronismo angolare è tra i compiti di posizionamento più
complessi nelle applicazioni pluriasse. Tipici casi applicativi
sono ad es:
• Sostituzione di alberi meccanici, tra l’altro in sistemi di movimentazione per portali, macchine di carico e scarico per
forni o telai tessili.
• Sostituzione di riduttori con rapporto di trasmissione fisso
o variabile, ad es. riduttori inseriti sul punto di trasferimento di nastri trasportatori o sul passaggio da una parte
di macchina all’altra, come nel caso delle macchine di confezionamento/imballaggio e delle macchine per l’incollaggio dei dorsi dei libri.
• Preciso sincronismo angolare, utilizzato anche nell’aggancio di due parti di macchina, ad es. nella cardatura e nella
garzatura di tessuti. Possibilità d’impiego anche per stampare o piegare sacchetti, materiali di forma rotonda etc.
d
D
G_ST70_XX_00731
Slave
Drive
Master
T 400
i=2
Drive
i=5
Funzioni
La progettazione standard già pronta per la regolazione di sincronismo angolare offre le seguenti funzioni:
• Sincronismo angolare con rapporto di trasmissione impostabile entro ampi limiti
• Impostazione dell’angolo di sfasamento tra gli azionamenti
in funzione di tacche-impulsi di precisione grossolana e
fine per il rilevamento angolare (sincronizzazione)
• I segnali di sincronizzazione possono giungere da interruttori di prossimità (ad es. BERO) o dal sensore della tacca di
zero
• Impostazione angolare modificabile tramite valore di riferimento
• Blocco d’inversione
• Protezione da fuorigiri e bloccaggio
• Funzionamento a impulsi (jog):
per entrambe le direzioni di rotazione possono essere impostati angoli di sfasamento diversi (commutazione automatica al cambio di direzione). Ciò è necessario nella
sincronizzazione, se le posizioni di comando della taccaimpulso di precisione fine sono diverse per la marcia destrorsa e per la marcia sinistrorsa dell’azionamento (o della
parte di macchina in riferimento alla quale va effettuata
la sincronizzazione) e devono essere compensate. Un ulteriore esempio sono le vie di corsa delle gru la cui tacca-impulso di precisione fine è bidimensionale.
• Adattamento del regolatore d’angolo in relazione al
rapporto di trasmissione.
• Impostazione del valore di riferimento (valore di riferimento di velocità) possibile anche tramite generatore di
impulsi, ad esempio se nessun valore di riferimento di
velocità è presente tramite morsetti o interfaccia.
Regolazione di sincronismo angolare
Unità di applicazione liberamente progettabili e sistemi di regolazione
49
© Siemens AG 2011
Sistema di regolazione SIMATIC TDC
SIMATIC TDC – Regolazione e comando senza limiti
SIMATIC TDC è un sistema di automazione multiprocessore
che trova impiego specialmente in grandi impianti nella tecnica di processo, dell’energia e di azionamento.
SIMATIC TDC risolve anche complessi compiti di azionamento,
regolazione e tecnologia con strutture d’insieme complesse e
tempi di ciclo assai brevi su un’unica piattaforma e rappresenta quindi un ampliamento ideale del SIMATIC S7 nella fascia di
potenzialità più alta. Esso è il sistema di tecnologia, di automazione e di azionamento integrato nel SIMATIC, che viene progettato e programmato con i comprovati tool SIMATIC – ed
è quindi parte integrante di Totally Integrated Automation.
L’impiego di SIMATIC TDC è facilitato inoltre dal costante utilizzo di standard, ad es. per la comunicazione e per la funzionalità HMI:
• PROFIBUS DP e Industrial Ethernet
• SIMATIC WinCC e SIMATIC Operator Panel
SIMATIC TDC è costituito da uno o più rack nel quale si inseriscono le unità necessarie. Grazie al funzionamento multiprocessore la potenzialità del sistema può essere ampliata
praticamente senza limiti.
Highlights
■
■
■
■
■
■
■
■
Struttura modulare con hardware scalabile
Tempi di campionamento a partire da 100 μs per
compiti di regolazione dinamici
Elevatissima performance grazie all’architettura a
64 bit delle unità centrali
Multiprocessing sincronizzabile con fino a 20 unità
centrali per rack di montaggio
Performance di comunicazione estremamente elevata tra le CPU sulla base del sistema di bus VME
Collegamento sincrono di fino a 44 rack
Progettazione grafica con gli Engineering Tool di
STEP 7 CFC (Continuous Function Chart) e SFC
(Sequential Function Chart)
Propri blocchi in C
Vantaggi
■
■
■
■
50
Incremento della produttività e della competitività
grazie all’elevatissima potenza di calcolo
Riduzione dei costi d’acquisto grazie al minor numero
di componenti e ad una più semplice gestione dei
ricambi
Riduzione dei costi di engineering grazie all’utilizzo di
strumenti standard e di software esistente
Utilizzo di standard diffusi in tutto il mondo
SIMATIC TDC – Regolazione e comando senza limiti
Automazione di grandi impianti
Gli utilizzatori di SIMATIC TDC sono sia i costruttori d’impianti
sia gli uffici di ingegneria che sviluppano soluzioni di automazione per i gestori degli impianti.
SIMATIC TDC serve ad es.
• per la regolazione di azionamenti (coppia, velocità, posizione, angolo/differenza d’angolo), in particolare se diversi
azionamenti devono essere coordinati o se esistono complesse relazioni tra gli azionamenti stessi
• per la regolazione di più/diverse grandezze fisiche (ad es.
tiro, pressione)
• per il calcolo di una molteplicità di grandezze di processo/impianto (ad es. temperatura)
SIMATIC TDC rende possibili brevi cicli di calcolo (100 μs),
possiede riserve funzionali e si distingue per una elevata flessibilità.
Esempi pratici
Esempi pratici per SIMATIC TDC sono tra l’altro:
• Produzione, trattamento e lavorazione dei metalli:
impianti di trafilatura, macchine tenditrici, piegatrici e raddrizzatrici, presse, impianti di colata continua, laminatoi,
dispositivi di compressione, cesoie, aspi
• Impianti in corrente continua ad alta tensione per la trasmissione dell’energia a grandi distanze, ad es. anche cavi
marini.
• Impianti di compensazione della potenza reattiva per stabilizzare la trasmissione di energia, ad es. unità e batterie di
condensatori.
Unità di applicazione liberamente progettabili e sistemi di regolazione
© Siemens AG 2011
Sistema modulare
SIMATIC TDC è un sistema multiprocessore modulare, costituito da uno o più rack. I rack sono equipaggiati con unità centrali, unità di periferia e unità di comunicazione.
Componenti di TDC
Rack UR5213
Il rack da 19" UR5213, schermato secondo EMC, consente la realizzazione di una struttura hardware scalabile con grandi riserve di potenzialità.
Esso è adatto al montaggio in armadio e a parete ed è dotato di un alimentatore integrato con raffreddamento attivo e monitoraggi interni.
Per incrementare le prestazioni è possibile inserire fino a 20 CPU
o accoppiare tra loro fino a 44 rack.
Unità centrale CPU551
L’unità centrale CPU551 è adatta per compiti di regolazione e comando con esigenze molto elevate in termini di potenza di calcolo.
La CPU assicura una precisa elaborazione ciclica con tempi di campionamento impostabili.
Unità periferica SM500
L’unità periferica SM500 offre molteplici possibilità per il collegamento
di periferia digitale e analogica. Si possono inoltre collegare trasduttori
incrementali e assoluti.
Unità di comunicazione
CP50M1 e CP51M1
Le unità di comunicazione CP50M1 e CP51M1 servono ad assicurare
una potente comunicazione per
■ Messa in servizio
■ Conduzione di processo
■ Servizio e supervisione
Esse sono in grado di gestire i protocolli
■ MPI
■ PROFIBUS DP
■ Fast Ethernet con TCP/IP e/o UDP
Global Data Memory GDM
Tramite una Global Data Memory (GDM), più rack dotati di CP52x0
possono comunicare tra di loro per realizzare una potenza di calcolo
quasi illimitata. Si possono collegare tra di loro fino a 44 rack tramite
cavo in fibra ottica e una Shared-Memory.
Oltre alla comunicazione tra più rack, GDM consente anche la sincronizzazione (tempo di campionamento, ora) e funzioni di allarme.
Il tempo di aggiornamento è è pari a ca. < 1 ms.
Accoppiatore di rack CP53M0
L’accoppiatore di rack CP53M0 offre le seguenti funzionalità:
■ Accoppiamento di un sistema SIMATIC TDC a un sistema SIMADYN D
■ Accoppiamento di un sistema SIMATIC TDC a due ulteriori rack
SIMATIC TDC
■ Memoria di accoppiamento per lo scambio dati tra le unità CPU nel
rack di montaggio
Unità di applicazione liberamente progettabili e sistemi di regolazione
51
© Siemens AG 2011
SIMATIC Technology
Appunti
52
SIMATIC Technology
© Siemens AG 2011
Tabelle comparative
N. di ordinaz. base
FM 458
EXM 438
T400
CPU 317T
CPU 315T
FM 352-5
Caratteristica
FM 452
FM 352
Comando a camme
6ES7 352-1A.
6ES7 452-1A.
6ES7 352-5A.
6ES7 315-6TG.
6ES7 317-6TJ.
6DD1 606-
6DD1 607-
N. di canali per
trasduttori
1
1
1
8
32
1
EXM 438: 2 x 12;
PROFIBUS DP: 127
SIMOLINK: 2 x 200
Asse lin./rotante
●
●
▲
●
●
●
●
Numero di
tracce di camma
32
32
▲
8
16
▼
▼
Camme posizione/
temporizzazione
128
128
▲
8
16
▼
▼
Camme frenatura
1
1
▼
▼
Camme conteggio
3
3
▲
▼
▼
Compensaz. dinamica tempo morto
●
●
▲
●
●
▼
▼
Proprietà
Funzioni di camma
Tecnica di collegamento/periferia onboard
Trasduttori incrementali con
segnale differenziale a 5 V
●
●
●
Tramite IM174,
ADI4
Tramite IM174,
ADI4
●
8
(incl. trasduttore a 15 V)
Trasduttori incrementali con segnale a 15/24 V
●
●
Tramite 3 DI
ADI4
ADI4
●
8
(incl. trasduttore a 5 V)
Trasduttore SSI
●
●
●
Tramite IM174,
ADI4
Tramite IM174,
ADI4
●
4
Monitoraggio
trasduttori
●
●
●
●
●
●
●
Ingressi digitali
(24 V)
4
11
12
4
4
8+4
bidirez.
16 (200 μs);
8 (20 μs)
Funzioni
degli ingressi
digitali
1 ingresso
di abilitazione
8 ingressi
di abilitazione
Liberamente
programmabili
Latch
Latch
▼
▼
Uscite digitali
(24 V)
13
16
8 (chiusura su
m o p)
8
8
2+4
bidirezionali
8
S7-400
S7-300,
stand-alone
S7-300
S7-300
SRT 400
S7-400
Abilitazione freno, misura di lunghezza, impostazione valore reale
al volo, int. punto di riferimento
Ambiente di sistema
●
Impiego
centralizzato
S7-300
Impiego
decentrato
ET 200M
PC-based Control
●
Software
progettabile
Pacchetto di
progettazione
nella dotazione di fornitura
Pacchetto di
progettazione
nella dotazione
di fornitura
Software di programmazione
STEP7 V11
P
P
Sostituzione di
unità senza PG/PC
●
●
presente
▲
programmabile
ET 200M
MASTERDRIVES, DC-Master
●
▼ progettabile
Pacchetto di
progettazione
nella dotazione
di fornitura
S7Technology 1)
S7Technology 1)
●
●
●
P Professional
B Basic
1)
D7-SYS1)
D7-SYS 1)
●
da ordinare separatamente
Tabelle comparative
53
© Siemens AG 2011
N. di ordinazione base
6ES7 21.
FM 458
EXM 438
T400
FM 450
FM 350-2
FM 350-1
FM 352-5
1 COUNT
5 / 24 V
Caratteristica
CPU 31xC
CPU 1211C
CPU 1212C
CPU 1214C
Conteggio/misura
6ES7 31.
6ES7 1384DE./-4DA.
6ES7
352-5.
6ES7
350-1A.
6ES7
350-2A.
6ES7
450-1A.
6DD1 606-
6DD1 607-
CPU
312C: 2;
313C: 3;
314C: 4
1
1-12, secondo tipo
di trasduttore e applicazione
1
8 ZK o 2 DK
o
4 ZK e 1 DK
2
2
8 per ogni
EXM
Proprietà
Numero canali
CPU
1211C: 3
1212C: 4
1214C: 6
(ZK = Can.
conteggio,
DK = Can.
dosaggio)
Frequenza di
conteggio in
kHz, max.
100, 200 1)
CPU
312C: 10;
313C: 30;
314C: 60
24 V: 100;
5 V: 650
5 V: 1 000;
24 V: 200
5 V: 500;
24 V: 200
Trasduttori incrementali:
10; sensori di prossimità/trasd
uttori direzionali: 20
5 V: 500;
24 V: 200
5 V: 1 500;
15 V: 400
5 V: 2 500;
15 V: 1 000
Massima ampiezza contegg.
64 bit
32 bit
32 bit
32 bit
32 bit
32 bit
32 bit
32 bit
32 bit
Direzione di
conteggio
Avanti/
indietro
Avanti/
indietro
Avanti/
indietro
Avanti/
indietro
Avanti/
indietro
Avanti/
indietro
Avanti/
indietro
Avanti/
indietro
Avanti/
indietro
Valorizz. per 4
●
●
●
●
●
●
●
●
●
Alimentazione
trasduttori
24 V
24 V
24 V, 5 V
24 V, 5 V
Per trasdutt.
NAMUR
24 V, 5 V
Per
1 COUNT 5 V
Per trasduttore incr. a 5 V
Per trasduttore incr. a 5 V
Per trasduttori NAMUR
Per trasduttore incr. a 5 V
●
●
●
●
▲
●
●
●
▼
▼
Conteggio
periodico
●
●
▲
●
●
●
▼
▼
Misura di frequenza
●
●
▲
●
●
▼
▼
Misura velocità
●
▲
●
●
▼
▼
Misura di durata periodo
●
▲
●
●
▼
▼
Tramite
funzione
di porta/latch
▲
Tramite
funzione
di porta/latch
Tramite
funzione di
porta
Tramite
funzione
di porta/latch
▼
▼
▼
▼
Monitoraggio
trasduttori
Funzioni di conteggio
Conteggio singolo/senza fine
▲
▲
Misura di lunghezza
Tramite
funzione di
porta
a 1 stadio
▲
a 1 stadio
a 4 stadio
a 1 stadio
Porta HW
Start/stop
Start/stop
Start/stop
Start/stop
Start/stop
Start/stop
Porta SW
Start/stop
Start/stop
Start/stop
Start/stop
Start/stop
Start/stop
▼
▼
Comparatori
dipendenti dalla direzione
per ogni canale di conteggio
1
2
▲
2
1
2
▼
▼
Funzione latch
●
●
▲
●
●
per interrupt HW
per interrupt HW
●
▲
●
●
●
▼
▼
▲
●
●
●
▼
▼
Dosaggio
Sincronizzazione su
segnale zero
●
Interrupt di
processo
●
54
presente
▲
programmabile
Tabelle comparative
●
▼ progettabile
P Professional
B Basic
1) con
Signal Board High Speed
FM 458
EXM 438
T400
FM 450
FM 350-2
FM 350-1
FM 352-5
1 COUNT
5 / 24 V
Caratteristica
CPU 31xC
CPU 1211C
CPU 1212C
CPU 1214C
© Siemens AG 2011
Trasduttori collegabili/periferia onboard
1 COUNT
5V
●
●
●
1 COUNT
24 V
●
●
●
●
1 COUNT
24 V
●
●
●
1 COUNT
24 V
●
Trasdutt. increment. con segnale diff. a 5 V
con Signal
Board
Trasduttori increment.con segnale differenza 15/24 V
●
Trasduttore direzionale a 24 V
Sensori di prossimità a 24 V
●
●
●
●
●
15 V HTL
15 V HTL
●
●
●
●
●
●
●
●
●
Trasdutt. NAMUR
●
Trasduttore SSI
DI per porta HW
per ogni ingresso di conteggio
▲
●
1 DI libero,
funzione
progettabile
▲
2
1
2
DI per set del val..
del contatore per
ogni ingresso di
conteggio
▲
●
1 DI libero,
funzione
progettabile
▲
1
1
1
▼ fino a 6
▼ fino a 8
1 per
ogni comparatore
1 (2,0 A) a
24 V; 2
(2,0 A)
a5V
Fino a 8
(0,5 A)
2 (0,5 A)
1 per ogni
canale contegg., 4 per
ogni canale dosagg.
2 (0,5 A)
▼
▼
Connettore frontale
standard
(a 40 poli)
TM-E
Connettore frontale
standard
(a 40 poli)
Connettore frontale
standard
(a 20 poli)
Connettore frontale
standard
(a 40 poli)
Connettore frontale
standard
Standard
Standard
S7-300
S7-300
S7-300
S7-300
SRT 400
S7-400
ET 200S a
master S7
e master
standard
PROFIBUS
ET 200M a
master S7
e master
standard
PROFIBUS
ET 200M a
master S7
ET 200M a
master S7
●
●
●
●
Pacchetto
di progettaz. nella
dotazione
di fornitura
Pacchetto
di progettaz. nella
dotazione
di fornitura
Pacchetto
di progettaz. nella
dotazione
di fornitura
Pacchetto
di progettaz. nella
dotazione
di fornitura
P
P
P
Tramite FB o
interfaccia
per dati utili
Tramite FB o
interfaccia
per dati utili
Tramite FB o
interfaccia
per dati utili
DO per
ogni canale di
conteggio
Connettori di
collegamento
Connettore frontale
standard
Ambiente di sistema
Impiego
centralizzato
S7-1200
S7-300 con
CPU 31xC
Impiego decentrato
PN Basic
Services
CPU 314C
PC-based Control
Software di
parametrizzazione
Parte integrante di
STEP 7
Basic
Parte integrante di
STEP 7
Parte integrante di
STEP 7
Software di programmazione
STEP7 V11
B/P
P
B/P
Tipi di accesso
Tramite programma
applicativo
Tramite
SFB
Tramite interfaccia
per dati utili
Supporto sincronismo di clock
●
●
Estrazione e inserimento in RUN
●
Solo con
bus backplane attivo
Solo con
bus backplane attivo
●
●
●
●
1)
da ordinare separatamente
Sostituzione unità senza PG/PC
●
Tramite FB o
interfaccia
per dati utili
MASTERDRIVES,
DC-Master
presente
●
▲ programmabile
●
▼ progettabile
●
●
P Professional
B Basic
D7-SYS1)
D7-SYS1)
Tramite FB
Tramite FB
Con SRT
400 e CBP 2
(solo slave)
●
●
Tabelle comparative
55
© Siemens AG 2011
Determinato da CPU
e periferia I/O
Determinato da CPU
e periferia I/O
PID
Temp.
Control
FM 458
EXM 438
16
6ES7
830-1. 1)
6ES7
860-1. 2)
T400
6ES7
830-2. 1)
6ES7
860-2. 2)
FM 455C
FM 455S
6ES7 810-4. 6ES7 810-4. 6ES7 31.
FM 355-2C
FM 355-2S
6ES7 21.
FM 355C
FM 355S
Modular
PID Control
PID Control
in STEP 7,
CFC
N. di ordinazione base
CPU 313C
CPU 314C
Caratteristica
CPU 1211C
CPU 1212C
CPU 1214C
Standard
PID Control
Regolazione
6ES7
355-.
6ES7
355-2.
6ES7
455-.
6DD1
606-
6DD1
607-
4
4
16
Limitato da memoria e
periferia collegata
●
●
●
Proprietà
Numero di canali
Funzionamento di backup
Autotuning del regolatore durante la messa in servizio con PG/PC
Loop di temp. e simili
●
Loop di regolaz.universale
●
●
● 1) 3)
● 1) 3)
Con pacchetto di progettaz. (PP)
Con PP
Con PP
Autotuning del regolatore durante l’esercizio
Loop di temp. e simili
●
Loop di regolaz. universale
●
Con PID
SelfTuner 3)
●
Con PID
SelfTuner 3)
Con PID
SelfTuner 3)
Con PID
SelfTuner 3)
Con PID
SelfTuner 3)
●
Con PID
SelfTuner 3)
Funzioni di regolazione elementari
Algoritmo PID
●
●
●
●
●
●
●
●
●
Uscita regolatore PID
continuo
●
●
●
●
●
●
FM 355C
FM
355-2C
FM 455C
▼
Uscita regolatore a passi
●
●
●
●
●
●
FM 355S
●
●
●
●
●
●
FM
355-2S
FM 455S
Uscita PWM
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
Funzioni addizionali
Generatore valore di riferimento
Caratteristica
statica non lineare
●
●
●
●
●
FM 355S
FM 355-2S FM 455S
●
●
●
●
●
●
●
Splitrange
Feedback di posizione
▼
Ramo del valore di riferimento
Limitatore
●
Limitazione della
velocità di variazione
▼
Ramo del valore reale
Conversione di formato
●
●
●
●
●
●
Normalizzazione
●
●
●
●
●
●
●
●
●
▼
Livellamento
●
●
●
●
●
Funzione radice
●
●
●
●
Monitoraggio della velocità di variazione
●
●
Segnalatore valore limite
●
●
●
●
●
Tipo B, J,
K, R, S
Tipo B, E, Tipo B, J,
J, K, R, S K, R, S
Trasduttori collegabili
Termocoppie
● 5)
Termoresistenze
● 5)
Pt 100
Pt 100
Pt 100
Pt 100
Tensione
●
+/- 10 V
0 ... 10 V
0 ... 10 V
0 ... 10 V
Corrente
● 6)
0/4 ... 20 A
0 ... 20 mA, 4 ... 20 mA
2
4 4)
1 per ogni 1 per ogni 1 per ogni 2
canale di canale di canale di
regolaz.
regolaz.
regolaz.
+/- 10 V
+/- 10 V
Periferia onboard
Ingressi analogici
1)software
6)con
56
di parametrizzazione 2)software runtime (FB)
Signal Board o Signal Module
Tabelle comparative
3)da
ordinare separatamente
4)a
seconda del tipo di CPU
5)con
Signal Module
5 per ogni
EXM 438
Uscite analogiche
FM 458
EXM 438
T400
FM 455C
FM 455S
FM 355-2C
FM 355-2S
FM 355C
FM 355S
Modular
PID Control
Standard
PID Control
CPU 313C
CPU 314C
● 4)
PID
Temp.
Control
Ingressi digitali
PID Control
in STEP 7,
CFC
Caratteristica
CPU 1211C
CPU 1212C
CPU 1214C
© Siemens AG 2011
16/24 4)
2 per ogni 2 per ogni 1 per ogni 8 + 4 bidi- 16 per
canale
canale
canale
rezionali ogni EXM
regolaz.
regolaz.
regolaz.
438
2 4)
1 per ogni
canale regolaz. (solo
FM 355C)
1 per ogni
canale regolaz.
(solo FM
355-2C)
1 per ogni 2
canale regolaz. (solo
FM 455C)
2 per ogni
canale
regolaz.
(solo FM
355-2S)
2 per ogni 2 + 4 bidi- 8 per ogni
canale re- rezionali EXM 438
golaz. (solo
FM 455S)
Uscite digitali
● 4)
16 4)
2 per ogni
canale
regolaz.
(solo FM
355S)
Tecnica di collegamento
Connett.
front. standard
Connett.
front. standard
Connettore frontale standard
Morsetti
▼
8 per ogni
EXM 438
Modulo
d’interfaccia
Ramo del valore di uscita
Commutazione manuale/automatico
●
●
●
●
●
●
●
●
●
Limitatore
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
▲
●
●
●
●
●
●
●
●
Limitazione della velocità
di variazione
Strutture di regolazione
Regolazione a valore fisso
●
Regolazione asservita
▲
●
●
●
▲
Regolazione in cascata
▼
Regolazione di rapporto
▲
●
●
●
●
●
Regolazione mista
▲
▲
●
●
●
●
▲
▲
●
●
●
S7-300,
S7-400,
WinAC
S7-300
(da CPU
313),
S7-400,
WinAC
S7-300
S7-300
S7-400
ET 200M
a master
S7
ET 200M
a master
S7
●
●
●
● 3)
Pacchetto di progettazione nella D7-SYS3)
dotazione di fornitura
▲
Regolaz. a 3 componenti
Ambiente di sistema
Impiego centralizzato
S7-1200
Impiego decentrato
PN
Basic
Services
S7-300,
S7-400,
WinAC
●
PC-based Control
S7-300,
S7-400,
WinAC
●
S7-300
(CPU
313C/
314C)
●
●
Software di parametrizza- Parte inte- Parte inte- Parte inte- Parte inte- ● 3)
zione
gr. di STEP grante di grante di grante di
7 Basic
STEP 7
STEP 7
STEP 7
Software di programmazione STEP7 V11
B/P
P
P
Per SW di param
etrizzazione
Licenza runtime per
biblioteca di FB/FC/C
Necessaria per ogni
CPU
Tramite
prog.
applicat.
Tramite
FB
Tramite
FB
Tramite
SFB
Tramite
FB/FC
Estrazione/inserimento
dell’unità in esercizio
Sostituzione di unità
senza PG/PC
●
presente
▲
S7-400
MASTERDRIVES, DCMaster
P
Autorizzazione
Tipi di accesso
con SRT
400
Tramite
FB/FC
Per D7-SYS
Tramite
FB
Tramite
FB
Tramite
FB
Tramite
FB
Tramite
FB
Solo con bus backplane attivo
●
programmabile
Tramite
MemoryCard
▼ progettabile
Tramite
MemoryCard
Tramite
MemoryCard
P Professional
Tramite
MemoryCard
Tramite
●
MemoryCard
●
●
Tramite
MemoryCard
B Basic
Tabelle comparative
57
© Siemens AG 2011
N. di ordinazione base
1 POS U
1 STEP
1 SSI
Easy
Motion
Control
SM 338
Caratteristica
CPU 314C
CPU 1211C
CPU 1212C
CPU 1214C
Posizionamento / Motion Control
6ES7 21.
6ES7 314-6.
6ES7 3384BC.
6ES7 8640A.
6ES7 1384DB.
6ES7 1384DC.
6ES7 1384DL.
Numero di assi/canali
2
1
3
Dipendente
dalla CPU
1
1
1
Asse lineare
●
●
●
●
●
Asse rotante
●
●
●
●
●
Proprietà
Sistema di misura percorso (vedi anche sotto www.siemens.com/encodertypes)
Trasduttori incrementali con segnale differenziale a 5 V
● 1)
Trasduttori incrementale con segnale a
24 V
●
●
●
Trasduttore SSI
Tramite
modulo
●
Tramite
modulo
●
Tramite
modulo
●
●
24 V
24 V
●
Trasduttore assoluto PROFIBUS DP
Alimentazione trasduttori
24 V
24 V
Interfaccia di azionamento
Uscite digitali per velocità e direzione
▼
Interfaccia impulsi/direzione
(segnali differenziali a 5 V)
▼ 1)
4
3
Max.
500 kHz
●
Interfaccia analogica ±10 V
Tramite AO
●
PROFIBUS DP con PROFIdrive
Azionamenti/motori tipici
●
Motore asincrono normalizzato comandato da contattore
●
●
Tramite AO
●
Motori asincroni
●
Tramite AO
●
Azionamenti in corrente continua
●
Tramite AO
Motore asincrono normalizzato comandato da convertitore di frequenza
(ad es. SINAMICS G120)
Motori passo-passo o servomotori collegati alla
parte di potenza con interfaccia per impulsi
Mediante
protocollo
USS
●
●
Servomotori collegati alla parte di potenza
con interfaccia analogica
Tramite AO
Servomotori collegati alla parte di potenza con
interfaccia PROFIBUS DP/PROFIdrive (ad es.
SIMODRIVE, SINAMICS o MASTERDRIVES MC)
Tramite telegramma
libero
Funzioni
Funzionamento ad impulsi
●
●
●
●
●
Relativo
●
Marcia veloce/lenta
Posizionamento punto a punto
●
Profili/programmi di movimento
▲
●
●
▲
Limitazione dello strappo
●
Sincronismo/riduttore elettronico/
accoppiamento a valore master
Posizionamento su riscontro fisso
(ad es. per il serraggio di utensili)
Interpolazione/trasformazione
●
58
presente
▲
programmabile
Tabelle comparative
▼ progettabile
P Professional
●
B Basic
1)
con Signal Board High Speed
●
FM 458
EXM 438
T400
CPU 315T
CPU 317T
IM 174
FM 453
FM 357-2
FM 354
FM 353
FM 451
FM 351
© Siemens AG 2011
6ES7 351-1.
6ES7 451-1.
6ES7 3531AH.
6ES7 3541AH
6ES7 3574AH.
6ES7 453-3.
6ES7 174-0.
6ES7 3156TG. 6ES7
317-6TJ.
6DD1 606-
6DD1 607-
2
3
1
1
4 2)
3
4
315T: 8;
317T: 32
2
fino a ca.
100
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
● 3)
●
●
●
●
●
● 3)
15 V HTL
15 V HTL
●
●
●
●
●
●
● 3)
●
●
24 V / 5 V
24 V / 5 V
24 V / 5 V
24 V / 5 V
24 V / 5 V
●
4 per
ogni asse
4 per
ogni asse
●
Max.
200 kHz
●
Max.
750 kHz
Max.
1 MHz
Max.
750 kHz
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
● 4)
●
●
●
●
● 4)
●
●
●
●
● 4)
●
●
●
●
●
●
3)
●
●
●
● 3)
●
●
●
●
▼
●
●
●
● 3)
▼
●
●
●
●
● 3)
●
●
●
●
▲
●
▼
▼
▼
▼
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
▲
▼
▼
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
● 5)
●
●
●
●
2)
FM357-2H e monocanale
3)
tramite ADI4, IM174
4)
tramite DP o ADI4, IM174
5)
tranne FM357-2L
Tabelle comparative
59
© Siemens AG 2011
Set di un’uscita digitale al raggiungimento
della posizione di destinazione
●
Tramite DO
Start di un posizionamento tramite
ingresso digitale
●
Tramite DI
1 POS U
1 STEP
1 SSI
Easy
Motion
Control
SM 338
Caratteristica
CPU 314C
CPU 1211C
CPU 1212C
CPU 1214C
Posizionamento / Motion Control
Funzioni di monitoraggio
●
Finecorsa per il monitoraggio
del campo di movimento
Monitoraggio dello stato di fermo
Software
Software
●
●
Hardware
●
Monitoraggio dell’errore d’inseguimento
Monitoraggio trasduttori
●
●
5
2
1
●
●
A seconda
del modulo
●
●
Ingressi/uscite onboard
●
Ingressi digitali
Funzione latch
●
Misura di lunghezza
Corsa al punto di riferimento
●
Stop esterno
●
Finecorsa hardware
●
Interruttore invertitore
▲
Impostazione del valore reale al volo
●
Start esterno
●
2
3
●
●
●
●
●
●
●
●
Cambio blocco dall’esterno
Uscite digitali
2
Funzioni
4
3
Interfaccia di
azionamento
Interfaccia di
azionamento
Ambiente di sistema
Impiego centralizzato
S7-1200
S7-300
S7-300
Impiego decentrato
PN Basic
Services
●
ET 200M
●
●
PC-based Control
Software di parametrizzazione
Parte integrante di
STEP 7
Basic
Parte integrante di
STEP 7
Parte integrante di
STEP 7
Software di programmazione STEP7 V11
B/P
P
P
ET 200S
ET 200S
ET 200S
●
●
●
●
Nella dotazione di fornitura
Parte integrante di
STEP 7
Parte integrante di
STEP 7
Parte integrante di
STEP 7
B/P
B/P
B/P
Supporto di sincronismo di clock
●
Estrazione e inserimento in RUN
Solo con bus
backplane attivo
●
●
●
●
●
●
●
Sostituzione di unità senza PG/PC
●
60
S7-300 (da
CPU 314C) 1),
S7-400
presente
▲
programmabile
Tabelle comparative
●
▼ progettabile
●
P Professional
B Basic
●
1)
●
utilizzato esclusivamente dalla tecnologia
FM 458
EXM 438
T400
CPU 315T
CPU 317T
IM 174
FM 453
FM 357-2
FM 354
FM 353
FM 451
FM 351
© Siemens AG 2011
●
●
●
●
●
▼
▼
●
●
●
●
●
●
●
▼
▼
Software
Software
Software
Software
Software
Software
●
▼
▼
●
●
●
●
●
●
▼
▼
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
4 per
ogni asse
4 per
ogni asse
4
12
4 per ogni
asse liberamente configurabili
10 1)
4
8+4
bidirezionali
16 per
ogni EXM
438
●
●
per interrupt HW
per interrupt HW
▼
▼
●
●
●
●
▼
▼
▼
▼
▼
▼
●
●
●
▼
▼
●
▼
▼
4
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
● 2)
●
4 per
ogni asse
4 per
ogni asse
4
4
8
4 per
ogni asse
10
8
2+4
bidirez.
8 per ogni
EXM 438
Interfaccia
di azionamento
Interfaccia
di azionamento
▼
▼
Programmatore a camme
▼
1)
Programmatore a camme
▼
▼
S7-300 (da
CPU 314)
S7-400
S7-300 (da
CPU 314)
S7-300 (da
CPU 314)
S7-300 (da
CPU 314)
S7-400
S7-300
SRT 400
S7-400
ET 200M
ET 200M
(con IM
153-2)
ET 200M
(con IM
153-2)
●
MASTERDRIVES,
DC-Master
●
●
●
Pacchetto di
progettaz.
nella dotazione di fornitura
Pacchetto di
progettaz.
nella dotazione di fornitura
S7-Technology 4)
D7-SYS 4)
D7-SYS 4)
●
●
Con SRT 400
e CBP 2
(solo slave)
●
●
●
Pacchetto di
progettaz.
nella dotazione di fornitura
Pacchetto di
progettaz.
nella dotazione di fornitura
P
P
● 3)
Pacchetto di
progettaz.
nella dotazione di fornitura
Pacchetto di
Parte inteprogettaz.
grante di
nella dotazio- STEP 7
ne di fornitura
●
Solo con bus
backplane attivo
●
●
●
●
●
●
●
2) tramite azioni sincrone 3) con CPU 31xT 4) da ordinare separatamente 5) del firmware
Tabelle comparative
61
© Siemens AG 2011
Glossario
62
Concetto
Spiegazione
Angolo di offset
(assoluto/relativo)
Spostamento del riferimento di posizione nel sincronismo angolare.
Assi idraulici
Posizionamento ad anello chiuso di un cilindro idraulico in considerazione della caratteristica della valvola.
Camma di posizione/temporizzazione
Una camma di posizione è attiva durante un percorso definito, indipendentemente dalla velocità.
Comando a camme
Le camme sono segnali digitali per il comando della periferia collegata. L’emissione al master dei segnali di
comando dipendenti dalla posizione può essere ritardata o anticipata. È così possibile compensare i tempi
di commutazione degli attuatori collegati.
Comando a impulsi
(messa a punto)
Movimento dell’asse su pressione di pulsante con velocità o frequenza costante.
Compensazione dinamica
del tempo morto
Azione derivativa dipendente dalla velocità prima della posizione di commutazione.
Conteggio periodico
Dopo l’abilitazione della porta, si attiva il conteggio periodico dal valore iniziale nell’ambito del campo di conteggio parametrizzato.
Conteggio senza fine
Dopo l’abilitazione della porta, si attiva il conteggio senza fine dal valore iniziale tra il valore limite inferiore
e superiore.
Conteggio singolo
Dopo l’abilitazione della porta, si attiva il conteggio dal valore iniziale fino al valore finale superiore o inferiore.
Correzione con marche di
stampa
Correzione offset con assi in sincronismo angolare. Viene compensato un eventuale errore d’inseguimento.
CPU compatta
CPU con funzioni tecnologiche integrate e periferia onboard.
Dosaggio
Set o reset di una o più uscite digitali per la chiusura di una o più valvole a determinati valori del contatore.
Funzionamento automatico
Esecuzione di complessi profili di posizionamento (programmi di movimento) in modo continuo o anche
a passi.
Funzionamento di simulazione
Funzionamento del comando di posizionamento senza assi realmente collegati.
Funzione di inserimento/
disinserimento
Per l’adduzione o l’eliminazione di un prodotto nella sequenza dei prodotti.
Funzione latch
(congelamento)
Grazie alla funzione latch integrata è possibile memorizzare con precisione all’impulso il valore attuale per poi
metterlo a disposizione di un controllore sovraordinato.
HMI
Human Machine Interface (servizio e supervisione)
Limitazione dello strappo
Limitazione della variazione dell’accelerazione; consente una partenza dolce senza stress meccanico dell’asse.
Master virtuale / master reale
Il master virtuale genera dalla velocità desiderata della macchina il valore di riferimento pilota per gli azionamenti slave. Il master reale funziona come il master virtuale, con rilevamento della posizione degli assi reali
mediante un sistema di encoder.
MDI/MDI al volo
Posizionamento punto a punto con possibilità di assegnare posizioni, corse o velocità qualsiasi.
Glossario
Una camma di temporizzazione è attiva durante un intervallo di tempo definito, a partire da una determinata
posizione.
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Concetto
Spiegazione
Misura di durata periodo
Dopo l’abilitazione della porta, vengono contati tutti gli impulsi che arrivano in una finestra temporale
parametrizzabile e, in base a questi, viene calcolata la durata del periodo.
Misura di frequenza
Dopo l’abilitazione della porta, vengono contati tutti gli impulsi che arrivano in una finestra temporale
parametrizzabile e, in base a questi, viene calcolata la frequenza.
Misura di velocità
Dopo l’abilitazione della porta, vengono contati tutti gli impulsi che arrivano in una finestra temporale
parametrizzabile e, in base a questi, viene calcolata la velocità.
Modulazione di larghezza di
impulso
Uscita di impulsi di diversa lunghezza con frequenza fissa.
Override
Riduzione della velocità programmata.
PLCopen
Organizzazione per la standardizzazione nell’automazione. Ulteriori informazioni si trovano in Internet
all’indirizzo www.plcopen.org
Principio della marcia
veloce/lenta
Dapprima l’azionamento viene avviato in marcia veloce. Poco prima del raggiungimento della posizione di
destinazione (distanza di commutazione) l’azionamento viene commutato nella marcia lenta. Al raggiungimento della posizione di destinazione o, in funzione della parametrizzazione anche immediatamente prima,
l’azionamento viene completamente disinserito.
Regolazione di posizione
Raggiungimento di una posizione con valore reale uguale al valore di riferimento
Regolazione di pressione
Regolazione di un determinato valore di riferimento di pressione in un cilindro idraulico per la generazione
della forza richiesta.
Rilevamento di corsa
Rilevamento di valori reali rapportati a unità di lunghezza.
Set e reset dell’uscita
digitale in funzione del
valore del contatore
In funzione dei 2 valori di confronto viene settata un’uscita digitale al raggiungimento del valore di confronto
1 e viene resettata al raggiungimento del valore di confronto 2.
Sincronismo angolare
Gli assi slave si muovono con un determinato riferimento di posizione rispetto ad un asse master; essi si muovono in sincronismo angolare. Un eventuale errore d’inseguimento viene compensato.
Sincronismo di camma
a disco
La camma a disco è un riduttore variabile, con cui può essere definito tramite una tabella un qualsiasi
rapporto di dipendenza tra il movimento del master e quello dello slave.
Sincronismo di riduttore
Aggiunge alla funzione di sincronismo la possibilità di regolazione del rapporto di trasmissione. La velocità di
un azionamento slave viene regolata tramite un rapporto di trasmissione preassegnabile in funzione di un
azionamento master.
Sincronizzazione
Con riferimento ad un ingresso digitale e/o al segnale della tacca di zero è possibile realizzare una sincronizzazione. In questo caso il valore reale viene qui caricato con un determinato valore.
Sincronizzazione e desincronizzazione
Aggancio e/o sgancio di un asse nel/dal gruppo di sincronismo.
Traslazione assoluta
Spostamento su una posizione di destinazione assoluta.
Traslazione relativa
Spostamento di un percorso predefinito.
Glossario
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Referenze
Mepac Produktions-GmbH
– Costruttore di macchine
di confezionamento/imballaggio, Germania
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Alukon – Costruttore di
avvolgibili, Germania
Esigenze
La Mepac Produktions GmbH
aveva pianificato la ripresa
della produzione di servomacchine per il confezionamento in sacchetti di
tubolare soffiato. Per questo
l’azienda decise di utilizzare
la tecnica omogenea di comando e azionamento della
Casa Siemens. Un controllore programmabile con funzionalità tecnologica
integrata e un template applicativo hanno rappresentato per
l’azienda in Assia un punto decisivo per la scelta. La Mepac
approfitta di un’elevata sicurezza dell’investimento per il futuro
grazie alla disponibilità a lungo termine e in tutto il mondo
dei componenti Siemens.
Esigenze
Per poter fare fronte in futuro con la massima sicurezza e
flessibilità alla domanda in
continua crescita, la ditta
Alukon aveva pianificato un
rinnovamento della tecnica
di comando dei suoi impianti
per la produzione di doghe
per avvolgibili. La ristrutturazione degli impianti avrebbe
dovuto essere semplice e
confortevole realizzando il
comando di tutti i processi produttivi in un unico controllore.
In breve: tutte le tecnologie coinvolte nei processi produttivi
avrebbero dovuto poter essere automatizzate, comandate e
monitorate con un solo controllore. L’azienda ha quindi deciso
di modernizzare anziché realizzare nuovi impianti, in un’ottica
di risparmio di costi.
Soluzione
La soluzione perfetta per soddisfare le esigenze è stata trovata
rapidamente - con la CPU tecnologica SIMATIC S7-315T-2 DP.
Essa riunisce la classica funzionalità di PLC con numerose funzioni di Motion Control e di tecnologia nella ben nota tecnica
costruttiva della famiglia di prodotti SIMATIC. Per il controllore
poi la progettazione, la programmazione, la diagnostica e la
manutenzione si eseguono come per un PLC SIMATIC convenzionale. Il pacchetto opzionale STEP 7 S7-Technology contiene
una biblioteca di blocchi funzionali conformi a PLCopen per la
programmazione e la progettazione dei compiti di Motion
Control nonché i componenti software per il collegamento
e la messa in servizio degli azionamenti.
Soluzione
Una CPU tecnologica in combinazione con azionamenti
SINAMICS rende disponibile un’apparecchiatura che risolve
compiti sia di PLC sia di Motion Control sia di tecnologia.
Grazie ai blocchi conformi a PLCopen integrati nel pacchetto
opzionale STEP 7 S7 Technology è possibile realizzare applicazioni di Motion Control in modo semplice e completo. L’integrazione di logica e controllo del movimento in un’unica apparecchiatura rende superflui moduli funzionali esterni.
Vantaggi
La CPU tecnologica SIMATIC S7-315T-2 DP convince del tutto
Mepac come concetto di automazione a prova di futuro per le
sue servomacchine di confezionamento in sacchetti di tubolare soffiato: la risonanza riscontrata durante le fiere e le reazioni del primo cliente utilizzatore sono ampiamente positive – le
macchine funzionano anche in condizioni gravose in modo
veloce, armonico e affidabile. La Mepac ha pertanto adottato
il nuovo concetto di comando e azionamento come standard
fisso per tutte le servomacchine.
Vantaggi
Con la nuova tecnica di automazione gli impianti funzionano
ora in modo più produttivo e nel contempo affidabile: il costruttore di avvolgibili è così equipaggiato al meglio per fronteggiare le nuove sfide del futuro. Contemporaneamente il
consumo di energia si riduce del 40 %. Poiché ora è necessario
solo un controllore, non c’è stato solo un aumento del comfort
– oltre all’hardware ed a un pesante onere di coordinamento
si è potuto risparmiare il secondo quadro elettrico e superficie
di occupazione.
Referenze
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Konrad Sondermaschinenbau – Costruzione di
macchine, Germania
Danfoss A/S – Kälte- und
Klimaanlagenindustrie
(Industria degli impianti di
refrigerazione e climatizzazione), Danimarca
Esigenze
Tra i clienti della Konrad Sondermaschinenbau (costruzione di macchine speciali) si
contano aziende leader dei
settori più svariati. Le macchine costruite dall’azienda
servono per lo più alla fabbricazione di prodotti finali, che
devono poi essere cuciti in
una qualsiasi forma. L’esempio più recente: un impianto completamente automatico per
la cucitura di tasche filtro coniche destinate a impianti di
climatizzazione per edifici. Le esigenze del cliente svedese
Camfil Farr erano chiaramente specificate: affidabilità e produttività ai massimi livelli.
Esigenze
Danfoss A/S, un costruttore
leader mondiale di compressori e componenti per l’industria degli impianti di refrigerazione e climatizzazione, riceve i suoi apparati tecnici
dalla Bremer Werk für Montagesysteme (bwm). L’azienda danese commissionò alla
bwm la realizzazione di più
celle per il premontaggio e il
montaggio finale di valvole di espansione termostatiche.
Erano richieste saldature laser di massima precisione su un
contorno circolare e diversi percorsi lineari con esatto controllo del movimento – e il tutto in modo assai economico.
Soluzione
Cuore dell’automazione dell’impianto industriale e della sincronizzazione per sei servoassi è una CPU tecnologica 315T-2
DP della famiglia SIMATIC S7-300. Questa supporta oltre alla
pura funzionalità di PLC anche molteplici funzionalità di tecnologia e di Motion Control – e tutto ciò in un’apparecchiatura
compatta. Tramite il PROFIBUS funzionante con sincronismo
di clock ed equidistanza sono collegati: tre moduli per doppio
asse della famiglia di azionamenti SINAMICS e servomotori
trifasi del tipo 1FK7.
Soluzione
Per i più complessi compiti di Motion Control fu realizzata
appositamente una soluzione basata sulla CPU 317-2 DP con
capacità di comunicazione PROFIBUS. Questa unità centrale
integra, accanto alle solite funzioni di PLC, anche funzioni per
compiti di Motion Control e di tecnologia. La funzionalità così
ampliata è offerta dal pacchetto opzionale SIMATIC S7-Technology, un’ampia biblioteca di blocchi funzionali conformi a
PLCopen – appositamente sviluppata per il controllo del movimento.
Vantaggi
La soluzione della Konrad Sondermaschinenbau è la prima al
mondo di questo tipo: la CPU tecnologica provvede ad assicurare movimenti veloci e armonici, accordati elettronicamente
tra loro – e riduce significativamente il numero di moduli funzionali hardware addizionali nonché l’onere di interfacciamento. Il sistema nel frattempo brevettato funziona ca. due volte
più velocemente delle soluzioni finora conosciute e supera di
molto i risultati attesi.
Vantaggi
Il sistema di montaggio convince del tutto la Danfoss A/S per
i risultati di produzione e la qualità. Per la progettazione e la
programmazione della parte di comando e di azionamento
della CPU tecnologica non è necessario apprendere alcun linguaggio speciale di Motion Control. La tecnica di PLC impiegata consente molteplici possibilità diagnostiche, ampliate dal
pacchetto opzionale S7-Technology. Ciò contribuisce a ridurre
i tempi di messa in servizio e di ottimizzazione, aumentando
al contempo la disponibilità.
Referenze
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© Siemens AG 2011
Dynacast –
Macchine di pressofusione,
Germania
66
MMK Magnitogorsk Iron &
Steel Works –
Industria siderurgica,
Russia
Esigenze
Quale leader tecnologico per
la pressofusione di metalli, la
Dynacast Deutschland è sinonimo di soluzioni di altissimo livello in questo campo.
L’azienda pianificò di rinnovare il sistema di automazione della sua macchina di
pressofusione KH2 SIS a comando servoidraulico. Per la
nuova soluzione dovevano
essere impiegati solamente componenti standard, che sono
sempre disponibili in tutto il mondo e possono essere progettati in modo semplice ed economico senza conoscenze di software particolari.
Esigenze
MMK Magnitorsk Iron & Steel
Works, uno dei produttori leader della Russia, pianificò
un nuovo laminatoio a freddo per la produzione di acciaio di alta qualità. Dal nuovo
impianto l’azienda si attendeva il massimo della produttività. Con una capacità
annuale di 800 000 tonnellate doveva essere coperto il
fabbisogno nazionale e internazionale in continuo aumento.
Naturalmente ogni nastro di acciaio laminato a freddo in
uscita dall’impianto doveva soddisfare i massimi requisiti di
qualità.
Soluzione
Cuore della nuova soluzione di automazione è un PLC standard SIMATIC S7-400 con modulo funzionale ad elevata
dinamica FM 458-1 DP per la regolazione di assi idraulici
(ed elettronici). Questa combinazione consente di controllare
assai velocemente fino a cinque assi con grande precisione
di ripetibilità. Sono anche impiegate unità di ampliamento
EXM 438-1 per trasduttori incrementali e SSI nonché ingressi
e uscite di tipo analogico e digitale.
Soluzione
L’impianto deve la sua eccezionale performance tra l’altro
all’impiego di potenti sistemi di regolazione della famiglia
SIMATIC. Il sistema di regolazione SIMATIC TDC si fa carico infatti oltre che dei compiti di automazione anche dei compiti di
azionamento nonché del comando sovraordinato dell’intero
laminatoio. I compiti subordinati sono svolti da controllori
SIMATIC S7. La Global Data Memory (GDM) integrata nel
SIMATIC TDC consente il veloce scambio dati tra tutti i componenti collegati – e offre pertanto la base per un’automazione
sincrona senza problemi. Condizione questa assolutamente
indispensabile per assicurare la produzione di massa nella
qualità richiesta.
Vantaggi
Come richiesto, la nuova soluzione è basata su una tecnica di
automazione standardizzata. Con tempi di reazione di <0,5 ms
essa è due volte più veloce del sistema multiprocessore prima
impiegato. Grazie alla progettazione e alla programmazione
omogenee sotto SIMATIC Manager l’onere di engineering si
è quasi dimezzato. Il tool di progettazione grafico impiegato
"Continuous Function Chart" (CFC) è chiaramente strutturato
e ben comprensibile, nonostante l’elevata funzionalità –
e quindi anche perfettamente adatto a non specialisti.
Vantaggi
Il nuovo impianto convinse la MMK Magnitorsk fin dall’inizio.
La performance fissata nel contratto fu di gran lunga superata. Lo stesso vale per la qualità dell’acciaio in nastro prodotto
– riguardo a spessore e lunghezza. Già il primo coil di acciaio
uscito dalla fabbrica era di una qualità così eccezionale da poter essere messo subito in vendita. SIMATIC TDC provvede ad
una gestione dati centrale – come pure ad un’acquisizione
dati con classificazione ad alta risoluzione. In questo modo la
MMK Magnitorsk è nelle migliori condizioni per reagire in
modo veloce e flessibile alle future richieste del mercato. Inoltre, potenti funzionalità diagnostiche consentono un significativo aumento della disponibilità dell’impianto – e quindi della produttività.
Referenze
© Siemens AG 2011
Entrate nel mondo SIMATIC
Questa brochure vi ha fornito una prima panoramica sull’ampio portfolio SIMATIC per l’industria manifatturiera
e sui vantaggi per voi in qualità di produttori di macchine e gestori di impianti.
In Internet trovate ulteriori informazioni sulle singole famiglie dei sistemi.
S I
M
A T
I
C
SIMATIC costituisce il nucleo della Totally Integrated Automation, la gamma completa ed omogenea
di prodotti e di sistemi per l’automazione:
www.siemens.com/tia
SIMATIC – il sistema leader per l’automazione industriale:
www.siemens.com/simatic
Leggete informazioni sull’omogeneità di SIMATIC in base alle caratteristiche dei suoi sistemi:
www.siemens.com/simatic-system-features
SIMATIC PCS 7
SIMATIC Controller
SIMATIC ET 200
Il sistema di controllo di processo
potente e scalabile per tutti i settori
Controllori potenti sulla base di
diverse piattaforme hardware
Il sistema di periferia decentrata
a struttura modulare per tutte le
esigenze
www.siemens.com/simatic-pcs7
www.siemens.com/simatic-controller
www.siemens.com/simatic-et200
SIMATIC Software
SIMATIC Technology
SIMATIC HMI
Software industriale per la massima efficienza in tutte le fasi di un progetto di
automazione
La gamma completa di prodotti per
risolvere i compiti tecnologici
La gamma completa per funzionalità
di servizio e supervisione
www.siemens.com/simatic-software
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www.siemens.com/simatic-hmi
SIMATIC PC-based Automation
SIMATIC IT
SIMATIC NET
Una gamma completa di prodotti
hardware e software per l‘automazione
basata su PC
La base per soluzioni MES omogenee su misura per i clienti
La gamma di prodotti e sistemi per la
comunicazione industriale
www.siemens.com/pc-based-automation
www.siemens.com/simatic-it
www.siemens.com/simatic-net
SIMATIC Safety Integrated
SIMATIC Sensors
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di sicurezza che si integra completamente nell’automazione standard
Sensori per i requisiti più diversi
nell’industria manifatturiera
Prodotti per applicazioni industriali
in condizioni d’impiego difficili o
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www.siemens.com/simatic-safety-integrated
www.siemens.com/simatic-sensors
www.siemens.com/siplus-extreme
Panoramica SIMATIC
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Ulteriori informazioni
SIMATIC Technology
www.siemens.com/simatic-technology
Totally Integrated Automation
www.siemens.com/tia
Newsletter su SIMATIC Technology
www.siemens.com/automation/newsletter
Manuali SIMATIC Guide:
www.siemens.com/simatic-docu
Ulteriori pubblicazioni su SIMATIC sotto:
www.siemens.com/simatic/printmaterial
Portale di Service& Support:
www.siemens.com/automation/support
Partner di riferimento SIMATIC
www.siemens.com/automation/partner
Industry Mall per l‘ordinazione elettronica:
www.siemens.com/industrymall
Siemens S.p.A.
Industry Sector
Viale Piero e Alberto Pirelli 10
20126 Milano
Tel. 0224363333/Fax.0224362890
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Con riserva di modifiche
PDF (6ZB5310-0MN05-0BA7)
3P.8301.27.05
BR 0511 1 PDF 68 It
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Le informazioni riportate in questa brochure contengono descrizioni e caratteristiche che potrebbero variare con l'evolversi dei
prodotti o non essere sempre appropriate, nella forma descritta,
per il caso applicativo concreto. Le caratteristiche richieste saranno da considerare impegnative solo se espressamente concordate in fase di definizione del contratto. Con riserva di disponibilità
di fornitura e modifiche tecniche.
Tutte le denominazioni di prodotto possono essere marchi registrati o nomi di prodotti della Siemens AG o di altre aziende subfornitrici, il cui utilizzo da parte di terzi per propri scopi può
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