SIMOTION运动控制系统采用了高性能的CPU,该CPU上具备了一个适合于快速控制过程的实时的操作系统。
这种实时操作系统可对包含不同执行层次的执行系统进行组织。
执行系统SIMOTION 执行系统会区分系统执行层和用户执行层(任务):
对系统进行总体操作所需的系统任务处理操作。通过工艺对象,将在 SERVO、IPO 和 IPO2系统任务中执行闭环位置控制和特性参数计算。
系统会定期执行系统任务。可以指定系统循环时钟。
具有不同执行特性的执行层可用于与任务有关的用户编程(用户程序任务)。
执行层定义了执行系统中程序的时间顺序。每个执行层都包含一个或多个任务。具体用户程序分配给这些任务。
所有程序(所有任务)都可执行 PLC、工艺和运动控制任务。
任务相关执行的任务类型为:
同步任务
循环任务
顺序任务
时间触发的任务,以及
中断驱动的任务
同步任务与系统任务以及变频器的控制循环或等时同步 PROFIBUS/PROFINET 平行运行。
借助于这些同步任务,整个应用处于等时同步模式下(应用程序 ↔ 驱动器 ↔ I/O)。其结果是反应时间短,并且该应用易于复写。
应用程序具有以下执行层:
启动任务一旦操作模式从停止过渡到运行,StartupTask立即执行,控制系统启动。
概述
采用一台中央控制器的全新系统结构每个电子协同型驱动装置都可协同进行工作,以便完成用户的驱动任务。上位控制器可使驱动装置产生所需的协调运动。这就要求控制器与所有驱动装置之间应实现循环数据交换。迄今为止,这种数据交换必须通过一个现场总线实现,安装和设计费用相应较高。而SINAMICS S120变频调速柜则采取了一条不同的途径:一个中央控制器对所有连接的轴进行驱动控制,并且还可在驱动装置之间或者在轴之间实现技术性的逻辑互连。由于全部所需数据均存储在中央控制器中,这些数据无需进行传输。在一个控制器内即可交叉轴连接,利用一个鼠标,使用STARTER 调试工具即可进行便捷的组态。
SINAMICS S120 变频调速柜控制器可自动执行简单的技术功能任务
CU310‑2 DP 或 CU310‑2 PN 控制单元可用于单机驱动
CU320‑2 DP 或 CU320‑2 PN 控制单元适合多轴应用。
借助于 SIMOTION D 的功能更强大的控制单元 D410‑2, D425‑2, D435‑2,D445‑2 和 D455‑2(按照性能进行分级),可完成复杂运动控制任务。
这些控制单元均基于面向对象的
SINAMICS S120 标准固件,该固件包含所有Zui常用的控制模式,可升级以满足Zui先进的性能要求。
驱动控制以组态方便的驱动对象形式来提供:
进线整流控制
用于广泛的异步(感应)电机应用 - 可靠的“矢量控制”和
用于具有苛刻动态要求的永磁同步电机 -“伺服控制”
而 V/f 控制模式可用于简单应用,如含有 SIEMOSYN 电机的成组驱动
SINAMICS S120 驱动器的功能存储在 CF 卡上。此存储卡中包含用于所有驱动装置的固件与参数设置(以项目的形式)。CF卡还可保存附加项目,这意味着在调试不同类型的系列机床时,可立即访问正确的项目。在控制单元启动之后,CompactFlash存储卡上的数据被读取并装到 RAM 中。
固件以对象的形式进行组织。驱动对象用于针对输入模块、电机模块、电源模块以及通过 DRIVE-CLiQ连接的其他系统组件执行开环和闭环控制功能。
驱动对象一个驱动对象就是一个独立软件功能,它带有自己的参数,如有必要,还带有自己的故障消息和报警。
通过 SIMOTION 对工艺功能加以扩展SIMOTION D控制单元支持多驱动器的协调运动控制。除驱动对象外,还可在这些控制单元上实现工艺对象。可将这些对象进行分组以形成工艺功能包,并提供扩展的运动控制功能(如同步操作、凸轮盘、路径插补等)或工艺功能(如凸轮控制器、温度或压力控制)。SIMOTIOND 中集成有符合 IEC 61131-3 的 PLC,这意味着该系统不仅能够控制运动序列,还可控制包括 HMI 及 I/O的整台机器。
全面的开环和闭环控制功能广泛的标准功能(如设定点输入、数据组切换、控制器优化、动态缓冲等)确保了极高的运行可靠性和优异的应用灵活性。
关键开环和闭环控制功能概览背景任务
BackgroundTask是循环执行的,并应用于一般的PLC任务。周期时间监控检测BackgroundTask的Zui大处理时间。BackgroundTask相当于 SIMATIC 控制系统的 OB1。
运动任务MotionTasks 用于运动序列。
同一MotionTask中,指令序列通常连续执行,例如,下一指令仅在当前指令完成时才开始。
在这些等待时间期间,MotionTasks 不需要任何 CPU 时间,但会在接收到等待事件时立即做出响应。
同步任务在伺服同步用户任务中,可在伺服级实现对时间要求严格的终端-终端 I/O响应,或快速影响整定值(与技术功能对象(如位置控制器)的系统循环 SERVO 同步)。
IPO 同步用户任务在插补循环 IPO 或减速循环 IPO2 前可即时同步开始执行。
可实现快速的运动控制反应以及闭环控制任务,这些闭环控制任务中,实际值的度和设点的输出必须同步。
技术功能对象的参考变量在系统循环 IPO 和 IPO2 中进行计算。
用户程序与驱动的控制周期和I/O的处理同步。同步确保了短反应时间,尤其是确定性的、可重现的机器行为。
DCC 任务驱动控制图(选项)采用上述的同步任务。能在各个块上分配更高的同步执行水平(DCC的特殊任务)。
中断任务有几个时间控制任务。呼叫周期是参数化的。定期执行的任务通常放在此处。
搣中断任务攠InterruptTasks 用于快速响应利用中断发出信号的内部事件。InterruptTasks可由系统中断(如报警和超时)激活,或由用户中断激活。