Zusammenfassung: Dieser Artikel beschreibt die Anwendung des PROFIBUS-DP-Netzwerks im Servomotor-Steuerungssystem POSMO A und konzentriert sich dabei auf den Aufbau und die Programmierung des industriellen PROFIBUS-DP-Netzwerks. Die SPS, die als Masterstation fungiert, überträgt Steuersignale über das DP-Netzwerk an die intelligenten Motoren. Jeder intelligente Motor agiert als Slave-Station der SPS, wodurch eine verteilte Steuerung des Gesamtsystems und eine präzise Positionierung ermöglicht werden. 1 SIMODRIVE POSMO A Motor: Der SIMODRIVE POSMO A ist ein intelligenter Motor mit integriertem Frequenzumrichter, Positioniersteuerung, optionalem Getriebe und PROFIBUS-DP-Kommunikationsfunktion. Seine Antriebseinheiten kommunizieren über PROFIBUS DP, wodurch mehrere Antriebssysteme gleichzeitig betrieben werden können. Bei Installationen großer Anlagen reduziert die Verwendung einer linearen Strom- und Kommunikationsbusstruktur die Anzahl der benötigten Kabel erheblich. Darüber hinaus gewährleistet das einfache Steckverbindersystem erhebliche Kosteneinsparungen bei Installation und Wartung. Im SIMODRIVE POSMO A können mit SimoCom A bis zu 27 Vorschubprogrammsegmente programmiert werden. Nach der Programmierung kann das Vorschubprogramm von jeder PROFIBUS-fähigen SPS gestartet und bearbeitet werden. Zu den Hauptmerkmalen gehören: (1) Die mechanische Struktur ist durch die organische Integration von Kommunikations- und Stromversorgungsbus vereinfacht. (2) Die Integration in jede PROFIBUS-DP-Umgebung erfolgt über eine einfache Kommunikationsschnittstelle. (3) Benutzerfreundliche Funktionsbausteine ​​vereinfachen die Konfiguration von STEP 7 in der SIMATIC-Umgebung; die Nutzung als Slave-Station ist durch Bereitstellung einer GSD-Datei möglich. (4) Die steckbare Anschlussabdeckung mit integrierten PROFIBUS-Adressschaltern und Abschlusswiderständen ermöglicht einen einfachen Verdrahtungsaustausch. (5) Die Fehlerdiagnose erfolgt über PROFIBUS-DP und Kontrollleuchten. (6) Engineering-Debugging und Ferndiagnose sind mit SIMATIC Teleservice und Routing sowie mit DRIVE ES möglich. Das System entspricht dem Konzept der vollintegrierten Automatisierung mit gemeinsamer Kommunikation, Konfiguration und Datenverwaltung. (7) SimoCom A, ein intuitives und benutzerfreundliches Debugging-Tool, vereinfacht das System-Debugging erheblich. 2. PROFIBUS-DP Feldbus: PROFIBUS-DP ist eine optimierte, schnelle und kostengünstige Kommunikationsverbindung für die Kommunikation zwischen automatischen Steuerungssystemen, verteilten E/A-Stationen und Feldgeräten. PROFIBUS-DP-Module können teure 24-V- oder 0-20-mA-Parallelsignalleitungen ersetzen. Er wird für die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung in verteilten Steuerungssystemen eingesetzt und zeichnet sich durch minimale Reaktionszeiten und hohe Störfestigkeit aus. PROFIBUS-DP verwendet eine physikalische Schicht und eine Sicherungsschicht. Diese schlanke Struktur gewährleistet die hohe Datenübertragungsrate und eignet sich besonders für die Kommunikation zwischen SPSen und verteilten Feld-E/A-Geräten. Das Direct Data Link Mapping (DDLM)-Programm ermöglicht den Zugriff auf die Sicherungsschicht. Die Benutzeroberfläche definiert die Anwendungsfunktionen der Geräte, das Verhalten des PROFIBUS-DP-Systems und die Geräte selbst. PROFIBUS-DP eignet sich besonders für die Master-Slave-Kommunikation zwischen SPS-Mastern und -Slaves sowie für hybride Ansätze. PROFIBUS-DP wird für die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung auf Geräteebene eingesetzt. Die zentrale Steuerung kommuniziert über serielle Hochgeschwindigkeitsleitungen mit den verteilten Feldgeräten. Der Datenaustausch erfolgt größtenteils periodisch; intelligente Feldgeräte benötigen jedoch auch eine nicht-periodische Kommunikation für Konfiguration, Diagnose und Alarmbehandlung. Die zentrale Steuerung liest periodisch die Eingangsinformationen der Slave-Geräte und sendet periodisch die Ausgangsinformationen an diese. Die Buszykluszeit muss kürzer sein als die Programmzykluszeit der zentralen Steuerung. Neben der periodischen Übertragung von Benutzerdaten bietet PROFIBUS-DP auch leistungsstarke Diagnose-, Schutz-, Konfigurations- und Einrichtungsfunktionen. Die Datenkommunikation wird von der Master- und der Slave-Station überwacht und verfügt über Synchronisierungs- und Sperrfunktionen. Die Daten der Master- und der Slave-Station werden periodisch in drei Phasen übertragen: Parametrierung, Konfiguration und Datenaustausch. 3. Zusammensetzung des Steuerungssystems : Während der Konfiguration ist darauf zu achten, dass die konfigurierte Master-Station vollständig mit dem tatsächlichen Hardwaremodell übereinstimmt, da es sonst zu internen Fehlern im SPS-System kommt. Die konfigurierte Stationsadresse muss mit der über den Wählschalter in POSMO A eingestellten Slave-Stationsadresse übereinstimmen. Die DP-Adresse von POSMO A wird über den integrierten Wählschalter eingestellt, wobei das höchstwertige Bit den Abschlusswiderstand darstellt (Abbildung 1). Abbildung 1: Hardwarekonfiguration und Konfiguration der Kommunikationsadresse. (1) Datenblock DB1 einrichten und die Datenadresse im Datenblock mit den PZD- und PKW-Daten der Slave-Station abgleichen (Abbildung 2). Abbildung 2: Einrichten eines Datenblocks. (2) SFC14 und SFC15 in OB1 aufrufen, um das Lesen und Schreiben der Slave-Daten abzuschließen. Die periodische Kommunikation greift durch Aufruf von SFC14 und SFC15 direkt auf PKW und PZD zu und ermöglicht so einen schnellen Datenaustausch und gute Echtzeitfähigkeit. Der Motor kann über PROFIBUS-DP direkt in Echtzeit gesteuert werden, um Drehzahl und Position zu überwachen. Tabelle 1 zeigt die feste Nachrichtenstruktur von POSMO A: Tabelle 1 POSMO A Nachrichtenstruktur (3) Lesen und Schreiben von PZD: Über PZD-Ausgangsbefehle an die Slave-Station steuern Start, Stopp und Ausführung des Übertragungsblocks. Lesen von PZD-Eingangsbefehlen zur Überwachung des Betriebszustands der Slave-Station. Durch Auslösen des Übertragungsblocks kann zudem eine präzise Positionierung durchgeführt werden. Während dieses Prozesses werden die grundlegenden Steuersignale exakt gemäß der Funktion des Steuerworts gesendet. Beispielsweise kann beim Joggen 1 der Wert 453F an PZD1 gesendet werden. Das höherwertige Bit von PZD2 gibt den Blockauswahlwert an. Tabelle 2 beschreibt die einzelnen Bits des Steuerworts: Tabelle 2 Steuerwort (4) Lesen und Schreiben von PKW: Über PKW werden wichtige Parameter gesetzt oder ausgelesen. Tabelle 3: Das Statuswort PKW besteht in der Regel aus vier Wörtern: PKE (Parameterkennung), IND (Parameter-Slave-Index), PWE (hochwertiges Byte des Parameterwerts) und PWE (niederwertiges Byte des Parameterwerts). ① SFC15 dient zum Schreiben von Daten an den PROFIBUS-Slave. Es schreibt vier aufeinanderfolgende Wörter ab DB1.DBX12.0 an den Slave und sendet eine Lese- (Schreib-)Parameteranforderung an den Slave. DB1.DBW12 → PKE_W1 DB1.DBW14 → IND_W1 ② SFC14 dient zum Lesen von Daten vom PROFIBUS-Slave und zum Auslesen der erforderlichen wichtigen Parameter: PKE_R1 → DB1.DBW0 IND_R1 → DB1.DBW2 PWE1_R1 → DB1.DBW4 PWE2_R1 → DB1.DBW6 ③ W#16#100 ist die Startadresse des PKW während der Hardwarekonfiguration. LADDER: Die Startadresse des PKW (oder PZD) während der Hardwarekonfiguration. RECORD: Die Datenadresse, die dem im Datenblock (DB1) definierten PKW- (oder PZD-) Datenbereich entspricht. RET_VAL: Das Statuswort des Programmblocks, das den Ausführungsstatus und Fehlerinformationen des Programms kodiert wiedergibt. Abbildung 3: Aufruf des Systemfunktionsblocks. Abbildung 3 stellt die Motordrehzahl über PKW ein, 0Hex = 0 %, 4000Hex = 100 %. Hier ist P26 = 50. 4 Zusammenfassung: Der POSMO A-Motor zeichnet sich durch seine kompakte Bauweise aus und eignet sich für hochpräzise Positioniersteuerungssysteme, insbesondere für CNC-Werkzeugmaschinen. Installation und Wartung sind einfach und komfortabel. Der intelligente POSMO A-Motor bietet leistungsstarke Funktionen und ermöglicht eine einfache und übersichtliche Programmierung, Fehlersuche und Parametrierung. Dank der Mensch-Maschine-Interaktion ist er schnell und flexibel einsetzbar. Seine Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig.