6ES75101DJ010AB0西門子CPU模塊S7-1500

6ES75101DJ010AB0西門子CPU模塊S7-1500

6ES7510-1DJ01-0AB0 SIMATIC DP，CPU 1510SP-1 PN 針對(duì) ET 200SP， 中央處理器，帶 主存儲(chǔ)器 100 KB 用于 程序及 750 KB 用于數(shù)據(jù)， 第 1 個(gè)接口：PROFINET IRT 含 3 端口交換機(jī)， 72 ns 比特性能表現(xiàn)， 需要 SIMATIC 存儲(chǔ)卡， 需要總線適配器用于 端口 1 和 2

一、Kinematic工藝對(duì)象介紹

        1500T從博圖V15版本后推出了Kinematic工藝對(duì)象，Kinematic（運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)）工藝對(duì)象是一種用戶可編程的機(jī)械系統(tǒng)，其中采用多個(gè)機(jī)械耦合軸帶動(dòng)工作點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。S7-1500T 工藝 CPU 通過運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)工藝對(duì)象對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控制，如，處理任務(wù)。典型的應(yīng)用包括：

•     ? 拾取放置

•     ? 安裝

•     ? 碼垛

        在組態(tài)時(shí)需要將多個(gè)電氣軸關(guān)聯(lián)到kinematic工藝對(duì)象中，用戶通過指令編程實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)3D的直線和圓弧運(yùn)動(dòng)。

圖1 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)工藝對(duì)象的基本工作原理

圖2 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)工藝對(duì)象中軸的互連

        同時(shí)西門子針對(duì)kinematic運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)出了一個(gè)LKinCtrl庫，方便用戶編程。庫LKinCtrl為kinemati工藝對(duì)象提供在命令列表中輕松編程和控制路徑運(yùn)動(dòng)的功能。通過庫運(yùn)動(dòng)控制，用戶可以輕松控制工藝對(duì)象以運(yùn)行預(yù)定義的路徑運(yùn)動(dòng)。與在用戶程序中執(zhí)行和處理多個(gè)單個(gè)運(yùn)動(dòng)命令不同， LKinCtrl僅使用一個(gè)核心功能塊MC_MovePath控制Kinematic工藝對(duì)象。路徑信息由命令列表提供。支持的運(yùn)動(dòng)命令類型是線性的和圓形的，和相對(duì)的。只需控制輸入，就可以執(zhí)行暫停，中斷和繼續(xù)路徑運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，提供了有關(guān)路徑執(zhí)行狀態(tài)以及錯(cuò)誤診斷等的詳細(xì)信息。

圖3 LKinCtrl庫控制原理

二、G代碼的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用

        西門子在發(fā)布LKinCtrl庫同時(shí)也發(fā)布了基于LKinCtrl庫G代碼應(yīng)用，原理如下圖所示。

圖4基于LKinCtrl庫G代碼*應(yīng)用原理

        ? 操作步驟：

        1.  通過外部CAM軟件生成符合要求的G CODE代碼。

        2.  使用GCode2MovePath軟件把G CODE 代碼生成PLC用的路徑數(shù)據(jù)PathData。

        3.  需要在博圖軟件中離線生成MC_MovePath支持的DB塊，DB塊下載到PLC中。

        4.  執(zhí)行MC_MovePath功能塊實(shí)現(xiàn)路徑運(yùn)動(dòng)。

        存在問題：G代碼數(shù)據(jù)必須通過TIA 軟件生成數(shù)據(jù)塊并下載，需要工程師來操作。

三、LabVIEW和OPC UA相關(guān)知識(shí)

    3.1 LabVIEW簡(jiǎn)介

        LabVIEW是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國(guó)國(guó)家儀器（NI）公司研制開發(fā)，類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境，但是LabVIEW與其他計(jì)算機(jī)語言的顯著區(qū)別是：其他計(jì)算機(jī)語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼，而LabVIEW使用的是圖形化編輯語言編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。

    3.2 LabView和OPC UA在1500T G代碼應(yīng)用原理

圖5 LabView和OPC UA在1500T G代碼應(yīng)用原理

        ? 操作步驟：

        1.  通過外部CAM軟件生成符合要求的G CODE代碼。

        2.  通過LabVIEW編寫的G代碼轉(zhuǎn)換軟件轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)包。

        3.  通過LabVIEW編寫的G代碼轉(zhuǎn)換軟件將數(shù)據(jù)包通過OPC UA通訊修改PLC中的路徑數(shù)據(jù)塊。

        優(yōu)勢(shì)：可以實(shí)現(xiàn)G代碼在線修改，普通操作工即可操作。

        缺點(diǎn)：OPC UA傳送數(shù)據(jù)需要時(shí)間。

    3.3 LabVIEW程序執(zhí)行原理

        通過LabVIEW編寫的G代碼轉(zhuǎn)換軟件首先需要將G代碼的NC文件轉(zhuǎn)換成所需的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)需要通過符號(hào)分配到PLC的變量中。目前支持G0、G1、G2、 G3、 G17、 G18、 G19。

圖6 支持的G代碼

圖7 G代碼轉(zhuǎn)換原理

圖8 LabVIEW部分程序框圖

    3.4 OPC UA的數(shù)據(jù)傳輸

        OPC UA主要作用是將G代碼轉(zhuǎn)換出來的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄?duì)于的DB塊變量中，傳送數(shù)據(jù)如下圖所示：

圖9 OPC UA 數(shù)據(jù)傳輸

        本例LabVIEW編寫的軟件為OPC UA客戶端，1500T作為OPC UA服務(wù)器。1500T設(shè)置內(nèi)容如圖10所示，激活PLC的OPC UA 服務(wù)器，設(shè)置OPC UA地址和許可證，此次沒有設(shè)置OPC UA 中與安全的設(shè)置。還需要特別注意自定義數(shù)據(jù)類型和用戶數(shù)據(jù)的DB塊處需要把OPC UA 讀寫打勾，否則無法讀寫變量。

圖10 1500T OPC UA 服務(wù)器設(shè)置

圖11 變量的OPC UA的讀寫權(quán)限設(shè)置

圖12 LabVIEW中OPC UA相關(guān)程序框圖

四、G CODE 軟件操作步驟

    4.1 使用CAM軟件生成G代碼。

圖13 在CAM軟件中生成所需G代碼

    4.2 啟動(dòng)應(yīng)用程序

圖14 啟動(dòng)應(yīng)用程序

    4.3 選擇NC文件

圖15選擇G代碼文件

    4.4 等待加載結(jié)束

圖16等待加載完成

    4.5 在1500T中運(yùn)行MC_MovePath功能塊，在工藝對(duì)象的中監(jiān)控運(yùn)動(dòng)路徑。

圖17 Kinematic運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)路徑監(jiān)控

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