Simatic S7-1500 T-CPU für anspruchsvolle Anwendungen in der Bewegungssteuerung

Simatic goes Motion Control

SPS-gesteuerte Motion-Control-Systeme sind aus der modernen Antriebstechnik nicht mehr wegzudenken. Die Erweiterung des Simatic Advanced Controllers-Portfolios von Siemens ist nun in der Lage, neben Standard- und Safety-Automatisierungsaufgaben auch die Steuerung komplexer Motion-Control-Anwendungen zu übernehmen. Im Zusammenspiel mit dem Engineering Framework TIA Portal V14 und den neuen Sinamics V90 Servoantrieben lassen sich zudem maßgeschneiderte Pakete für die Bewegungssteuerung zusammenstellen.
Mit der Entwicklung der Simatic S7-1500 Technology-CPUs, die Siemens auf der Hannover Messe 2016 vorgestellt hat, lassen sich für Anlagen mittlerer Performance die Lösung anspruchsvoller Motion-Control-Aufgaben wie Kurvenscheiben, Querschneider oder elektronische Getriebe auf der Basis von Simatic Step 7 im TIA Portal ermöglichen. Die dafür notwendigen Motion-Control-Funktionen sind in den SPSen Simatic S7-1511T, -1515T und -1517T/TF bereits als Grundfunktion integriert. Dabei bleiben die Steuerungen vollständig kompatibel zu den S7-1500 Standardsteuerungen.

Maßgeschneiderte Engineering-Bausteine

Damit die Controller in der Lage sind ihre Aufgaben zu lösen, bietet das ebenfalls auf der Hannover Messe vorgestellte Framework TIA Portal V14 eine Reihe passender Engineering-Bausteine. So vereinfacht der integrierte Kurvenscheibeneditor das Projektieren und Optimieren von variablen, positionsabhängigen Übersetzungsverhältnissen zwischen Leit- und Folgeachsen – z.B. für die Änderung oder Neuerstellung von Kurvenscheiben bei laufender Maschine. Zudem ermöglicht die Grundfunktion ‚absoluter Getriebegleichlauf‘ nicht nur die Realisierung elektronischer Getriebe unter Verwendung von Soll- oder Istwerten als Leitwert, sondern auch die Verschiebung des Leitwertes an Folgeachsen. Bei der Istwertkopplung kompensiert die Steuerung mithilfe der Istwertextrapolation Verzugszeiten durch das Verarbeiten der Istwerte. Der Leitwert wird dazu auf Basis der bereits bekannten Werte hochgerechnet (extrapoliert). Ein Glätten der Werte für die Extrapolation erfolgt durch Filter und Toleranzband. Das Ergebnis ist ein hochgenauer Winkelgleichlauf. Darüber hinaus stehen den Anwendern des Engineeringframeworks weitere Motion-Control-Funktionen zur Verfügung, die sich nicht nur mit den T-CPUs, sondern mit allen Simatic S7-1500 Controllern nutzen lassen. Das Spektrum reicht von virtuellen Achsen über das Erfassen und Reagieren via Timebased I/O für Nocken, Nockenspuren und Messtaster bis hin zum Fahren auf Festanschlag. Auf diese Weise haben Anwender nun auch die Möglichkeit, anspruchsvolle Motion-Control-Aufgaben ohne besondere Fachkenntnisse im gewohnten PLCopen-Programmierumfeld zu lösen.

Dynamisches Bewegen und Verarbeiten im Fokus

Neben dem vereinfachten Engineering und dem damit verbundenen reduzierten Schulungsaufwand profitieren Nutzer der CPUs von einem breiteren Spektrum an Möglichkeiten beim Zusammenstellen individueller Antriebssysteme. So harmonieren die neuen Steuerungen mit den im mittleren Preissegment angesiedelten Sinamics V90 Servoantrieben mit Profinet. Das leistungsstarke und leicht zu bedienende Antriebssystem besteht aus den Sinamics V90 Servoumrichtern und Simotics S-1FL6 Servomotoren mit 21Bit-Inkrementalgebern. Mit acht unterschiedlichen Umrichterbaugrößen und sieben Motorachshöhen im Leistungsbereich von 0,05 bis 7kW lassen sich in unterschiedlichen Applikationen Motion-Control-Aufgaben mit Fokus auf dynamisches Bewegen und Verarbeiten umsetzen.