ˇ Cesk´ e vysok´ e uˇ cen´ı technick´ e v Praze Fakulta elektrotechnick´ a katedra ˇ r´ıdic´ı techniky
Robotick´ y stoln´ı fotbal Detailn´ı konfigurace syst´emu Siemens Simotion s Profinet IRT Vojtˇ ech Myslivec,
[email protected] Duben 2015
Obsah 1 Anotace
2
2 Pouˇ zit´ y hardware a software
2
3 Konfigurace syst´ emu
3
3.1
Vytvoˇren´ı projektu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
3.2
Hardwarov´a konfigurace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
3.2.1
Z´akladn´ı konfigurace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
3.2.2
Konfigurace topologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.2.3
Konfigurace IRT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.2.4
Download konfigurace a aplikace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.3
3.4
Konfigurace motor˚ u a os . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3.3.1
Konfigurace motor˚ u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.3.2
Ovˇeˇren´ı funkˇcnosti motor˚ u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.3.3
Konfigurace os . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Konfigurace ˇr´ıdic´ı jednotky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.4.1
Konfigurace ˇr´ıdic´ı jednotky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.4.2
Konfigurace regul´atoru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.5
Spuˇstˇen´ı zaˇr´ızen´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.6
Spuˇstˇen´ı vlastn´ıho programu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.7
Konfigurace pˇripojen´ı kamery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.7.1
Hardwarov´a konfigurace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.7.2
Nastaven´ı komunikace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4 Moˇ zn´ e probl´ emy
25
1
1
Anotace
Tento dokument se zab´ yv´a konfigurac´ı syst´emu pro ˇr´ızen´ı motor˚ u a jejich vz´ajemnou synchronizaci, konkr´etnˇe pro ˇr´ızen´ı robotick´eho stoln´ıho fotbalu. Pro ˇr´ızen´ı je pouˇzit syst´em Siemens Simotion a Sinamics. D´ale se zab´ yv´a tak´e konfigurac´ı pˇripojen´ı inteligentn´ı kamery k tomuto syst´emu.
2
Pouˇ zit´ y hardware a software
Tento n´avod je prim´arnˇe urˇcen pro pr´aci s pr˚ umyslov´ ym automatem Siemens Simotion D435 a ˇr´ıd´ıc´ımi jednotkami Sinamics CU320, ke kter´ ym jsou pˇripojeny servomotory ˇr´ızen´e pˇres Siemens Smart Line Module a Double Motor Module. K syst´emu je pˇripojena inteligentn´ı kamera od firmy Cognex z ˇrady In-Sight. Ke konfiguraci a programov´an´ı je pouˇzit software Simotion Scout verze 4.3.1.3. Kaˇzd´a osa stoln´ıho fotbalu je ˇr´ızena dvˇema motory, jeden pro rotaˇcn´ı a druh´ y pro translaˇcn´ı pohyb, ale jejich pohyby jsou vz´ajemnˇe prov´az´any.
ETHERNET LabLink
Siemens Simotion D435
DMM
CU
MC
Cognex In-Sight 7402 / In-Sight 500
Siemens Sinamics CU-320
4x
Řízení jedné osy
DRIVE-CLiQ
Siemens Double Motor Module
SR Siemens Servomotory 1FK7
V
M1
M2
DRIVE-CLiQ PROFINET IO RT
PROFINET IO IRT
SIEMENS Power Cable IM B5
Obr´azek 1: Principi´aln´ı sch´ema ˇr´ıdic´ıho syst´emu
2
SICK UE-10
8
V
SICK V300
Bezpečnostní systém
3 3.1
Konfigurace syst´ emu Vytvoˇ ren´ı projektu
Po spuˇstˇen´ı programu Simotion Scout vytvoˇr´ıme nov´ y projekt pomoc´ı nab´ıdky Project na horn´ı liˇstˇe, kde zvol´ıme moˇznost New. V dialogov´em oknˇe zvol´ıme n´azev projektu a jeho um´ıstˇen´ı, viz obr. 2. Po kliknut´ı na tlaˇc´ıtko OK je vytvoˇren nov´ y projekt se
Obr´azek 2: Dialogov´e okno pro zad´an´ı n´azvu a um´ıstˇen´ı projektu zadan´ ym n´azvem ve vybran´em adres´aˇri. Nyn´ı pomoc´ı volby Insert SIMOTION device (obr. 3) v navigaˇcn´ım oknˇe projektu (sloupec vlevo) do projektu vloˇz´ıme nov´e zaˇr´ızen´ı, konkr´etnˇe Simotion D435, kter´ y je na vrcholu topologie a ke kter´emu jsme fyzicky pˇripojeni.
Obr´azek 3: Navigaˇcn´ı okno projektu V n´asleduj´ıc´ım dialogov´em oknˇe (obr. 4) tedy zvol´ıme typ zaˇr´ızen´ı podle jeho ˇc´ısla (order no.) a verzi firmware, kter´ y je nainstalov´an na pamˇet’ov´e kartˇe v zaˇr´ızen´ı. Pokud verzi nezn´ame, lze ji zjistit napˇr´ıklad ve Step7 pˇres volbu Accessible Nodes na horn´ı liˇstˇe, kde v nab´ıdce vyvolan´e kliknut´ım prav´ ym tlaˇc´ıtkem myˇsi zvol´ıme PLC a n´aslednˇe Module Information. Detaily na obr. 5 a 6. V naˇsem pˇr´ıpadˇe tedy vybereme verzi 4.2. Obdobnˇe 3
Obr´azek 4: Dialogov´e okno pˇrid´an´ı nov´eho zaˇr´ızen´ı do projektu
Obr´azek 5: Okno dostupn´ ych uzl˚ u v s´ıti
4
Obr´azek 6: Zjiˇstˇen´ı verze firmware v zaˇr´ızen´ı lze tuto informaci z´ıskat i v programu Simotion Scout. V dialogov´em oknˇe pˇrid´an´ı nov´eho zaˇr´ızen´ı (obr. 4) zaˇskrtneme jeˇstˇe Insert CBE30 (vloˇzen´ı komunikaˇcn´ı karty pro Profinet, kterou v naˇsem pˇr´ıpadˇe zaˇr´ızen´ı obsahuje) i Open HW Config (otevˇren´ı hardwarov´e konfigurace po vloˇzen´ı zaˇr´ızen´ı). Po kliknut´ı na tlaˇc´ıtko OK dojde k vloˇzen´ı zaˇr´ızen´ı do projektu. Protoˇze byla vybr´ana volba Insert CBE30, zobraz´ı se jeˇstˇe formul´aˇr pro zad´an´ı parametr˚ u t´eto komunikaˇcn´ı karty. V dialogov´em oknˇe zad´ame jej´ı IP adresu a s´ıt’ovou masku (obr. 7) a pˇriˇrad´ıme j´ı k pods´ıti, kterou pojmenujeme napˇr´ıklad PROFINET (obr. 8).
Obr´azek 7: Dialogov´e okno parametr˚ u CBE30
5
Obr´azek 8: Dialogov´e okno pˇrid´an´ı pods´ıtˇe N´asleduje jeˇstˇe dialogov´e okno pro v´ ybˇer propojen´ı mezi zaˇr´ızen´ım a poˇc´ıtaˇcem, na kter´em bˇeˇz´ı Simotion Scout (d´ale PG/PC). Zde zvol´ıme, do jak´eho portu je fyzicky pˇripojena komunikace z tohoto poˇc´ıtaˇce. V naˇsem pˇr´ıpadˇe je pˇripojena do horn´ı z´asuvky oznaˇcen´e jako IE1/OP. D´ale vybereme s´ıt’ov´e rozhran´ı poˇc´ıtaˇce, pˇres kter´e komunikujeme, viz obr. 9. V pˇr´ıpadˇe probl´em˚ u je tˇreba zkontrolovat samotn´e nastaven´ı s´ıt’ov´e karty a protokolu TCP/IP.
Obr´azek 9: Nastaven´ı komunikace mezi poˇc´ıtaˇcem a zaˇr´ızen´ım
3.2 3.2.1
Hardwarov´ a konfigurace Z´ akladn´ı konfigurace
Protoˇze byla zaˇskrtnuta volba Open HW Config, otevˇre se nyn´ı hardwarov´a konfigurace. Tu lze po jej´ım zavˇren´ı kdykoliv otevˇr´ıt znovu napˇr´ıklad dvojklikem na zaˇr´ızen´ı v navigaˇcn´ım oknˇe projektu. V t´eto konfiguraci nejprve z d˚ uvodu pˇrehlednosti pˇrejmenujeme zaˇr´ızen´ı. Dialogov´e okno zobraz´ıme dvojklikem na prvn´ı ˇr´adek tabulky reprezentuj´ıc´ı Simotion D435, viz obr. 10. Pˇred dalˇs´ı konfigurac´ı je tˇreba pˇriˇradit jm´ena (Device Name) a s´ıt’ov´e adresy vˇsem zaˇr´ızen´ım v s´ıti Profinet. To provedeme pomoc´ı dialogu Edit Ether6
Obr´azek 10: Zmˇena n´azvu zaˇr´ızen´ı net Node, kter´ y je dostupn´ y pˇres PLC > Ethernet. Zde pomoc´ı Browse (obr. 11) vyhled´ame vˇsechny dostupn´e uzly v s´ıti. Zde je nutn´e b´ yt pˇripojen kabelem PG/PC pˇr´ımo do konkr´etn´ı pods´ıtˇe, tedy napˇr´ıklad pro nastaven´ı ˇr´ıdic´ı jednotky CU320 je tˇreba b´ yt pˇripojen do pods´ıtˇe PROFINET. Po vyhled´an´ı konkr´etn´ıho uzlu, kter´ y chceme editovat
Obr´azek 11: Dialog u ´pravy s´ıt’ov´ ych vlastnost´ı uzlu zad´ame IP adresu, masku pods´ıtˇe a n´azev zaˇr´ızen´ı (Device Name). Pro Simotion D435 zad´ame IP 192.168.214.1, masku 255.255.255.0 a n´azev fotbalek-d435, pro ˇr´ıdic´ı jednotku Sinamics CU320 IP 192.168.0.2, masku 255.255.255.0 a n´azev fotbalek-cu320-1. Pˇr´ıklad pro CU320 je na obr. 12.
7
Obr´azek 12: Pˇriˇrazen´ı s´ıt’ov´e konfigurace pro CU320 Nyn´ı m˚ uˇzeme pˇrej´ıt k z´akladn´ı konfiguraci vˇsech zaˇr´ızen´ı a komunikaci mezi nimi. Nejprve nastav´ıme s´ıt’ov´e parametry samotn´e D435. Dvojklikem na ˇr´adek IE1/OP v tabulce zobraz´ıme nastaven´ı tohoto komunikaˇcn´ıho rozhran´ı. Kliknut´ım na Properties zobraz´ıme jeho detaily, zde nastav´ıme IP adresu a s´ıt’ovou masku dle skuteˇcn´eho nastaven´ı, kter´e jsme nastavili n´ıˇze. Viz obr. 13.
Obr´azek 13: Nastaven´ı s´ıt’ov´ ych parametr˚ u pˇripojen´ı pˇres X120
8
D´ale nastav´ıme vlastnosti komunikaˇcn´ı karty CBE30. Dvojklikem na pˇr´ısluˇsn´ y ˇra´dek tabulky zobraz´ıme jej´ı vlastnosti (obr. 14). Zde na z´aloˇzce Synchronization zvol´ıme jej´ı roli jako Sync master. Nyn´ı je tˇreba do konfigurace pˇridat komunikaci pˇres Profi-
Obr´azek 14: Nastaven´ı synchronizaˇcn´ıch vlastnost´ı komunikaˇcn´ı karty net IO. To provedeme pˇres kontextovou nab´ıdku na ˇr´adku v tabulce, kter´ y pˇr´ısluˇs´ı komunikaˇcn´ı kartˇe CBE30. Zvol´ıme Insert PROFINET IO System. Detail je na obr. 15. Na vloˇzenou komunikaˇcn´ı s´ıt’ nyn´ı pˇripoj´ıme ˇr´ıdic´ı jednotku CU320. Podle jej´ıho ˇc´ısla
Obr´azek 15: Vloˇzen´ı komunikace pˇres Profinet (order no.) ji mus´ıme nejprve naj´ıt v katalogu (sloupec vpravo v hardwarov´e konfiguraci). Opˇet je tˇreba d´at pozor na verzi firmware, kter´a je na pamˇet’ov´e kartˇe. Detail pro tento ˇ ıdic´ı jednotku vloˇz´ıme jednoduch´ konkr´etn´ı pˇr´ıpad je na obr. 16. R´ ym pˇretaˇzen´ım z katalogu na sbˇernici reprezentuj´ıc´ı komunikaˇcn´ı rozhran´ı Profinet IO. Po tomto pˇretaˇzen´ı vypln´ıme zobrazen´e dialogov´e okno, zad´ame IP adresu a masku pods´ıtˇe pˇripojovan´eho zaˇr´ızen´ı a jeho zaˇrazen´ı do pods´ıtˇe, tedy v naˇsem pˇr´ıpadˇe pods´ıtˇe PROFINET. Viz obr. 17.
9
Obr´azek 16: V´ ybˇer ˇr´ıdic´ı jednotky v katalogu
Obr´azek 17: S´ıt’ov´e parametry pˇripojen´e ˇr´ıdic´ı jednotky Opˇet zmˇen´ıme n´azev ˇr´ıdic´ı jednotky stejnˇe jako v pˇr´ıpadˇe D435 (viz dialogov´e okno na obr. 10). Nyn´ı je tˇreba pˇriˇradit nastaven´e IP adresy a masky konkr´etn´ım zaˇr´ızen´ım. To provedeme pomoc´ı volby Verify Device Name v PLC > Ethernet. Tato volba otevˇre dialog ˇ na obr. 18. Cerven´ y kˇr´ıˇzek naznaˇcuje chybˇej´ıc´ı pˇriˇrazen´ı.
Obr´azek 18: Dialog pˇriˇrazen´ı jm´ena zaˇr´ızen´ı
10
Tlaˇc´ıtkem Assign Name otevˇreme dialog pro vyhled´an´ı a pˇriˇrazen´ı zaˇr´ızen´ı (obr. 19). Pˇredt´ım je ale potˇreba nejprve pˇrepojit s´ıt’ov´ y kabel PG/PC z D435 do CU320 (nejl´epe port 4), jak bylo zmiˇ nov´ano v´ yˇse. Inicializace pˇripojen´ı v tomto pˇr´ıpadˇe trv´a nˇekolik des´ıtek sekund, neˇz je pˇripojen´e zaˇr´ızen´ı dosaˇziteln´e. V dialogu vybereme ˇr´ıdic´ı jednotku CU320 ze seznamu a tlaˇc´ıtkem Assign Name provedeme pˇriˇrazen´ı.
Obr´azek 19: Dialog pˇriˇrazen´ı jm´ena zaˇr´ızen´ı
3.2.2
Konfigurace topologie
D´ale nakonfigurujeme topologii tak, aby odpov´ıdala skuteˇcnosti. V kontextov´em menu po kliknut´ı prav´ ym tlaˇc´ıtkem na sbˇernici reprezentuj´ıc´ı Profinet IO vybereme PROFINET IO Topology, viz obr. 20. Ve zobrazen´em dialogov´em oknˇe na z´aloˇzce Graphic
Obr´azek 20: Kontextov´e menu pro nastaven´ı topologie
view taˇzen´ım myˇsi propoj´ıme zaˇr´ızen´ı dle skuteˇcnosti, tedy v naˇsem pˇr´ıpadˇe dle obr. 21. Po nataˇzen´ı kaˇzd´eho propojen´ı se zobraz´ı dialogov´e okno s parametry propojen´ı, jako je napˇr´ıklad d´elka a typ kabelu, kde v tomto pˇr´ıpadˇe nen´ı tˇreba nic upravovat. 11
Obr´azek 21: Topologie syst´emu 3.2.3
Konfigurace IRT
Kv˚ uli ˇr´ızen´ı motor˚ u a synchronn´ımu pohybu os je tˇreba komunikovat izochronnˇe v re´aln´em ˇcase (IRT). Konfiguraci zaˇr´ızen´ı master jsme jiˇz provedli v´ yˇse, nyn´ı je tˇreba konfigurovat dalˇs´ı pˇripojen´a zaˇr´ızen´ı (v tomto pˇr´ıpadˇe CU320) a ˇcasov´an´ı. Pˇres kontextov´e menu (obr. 20) nyn´ı zobraz´ıme dialogov´e okno PROFINET IO Domain Management na obr. 22. Zde ponech´ame nastavenou dom´enu syncdomain-default a hodinov´ y sign´al na 1ms. V seznamu zaˇr´ızen´ı dvojklikem zobraz´ıme pro kaˇzd´e zaˇr´ızen´ı dialogov´e okno, ve kter´em nastav´ıme pro obˇe IRT hight performance a ˇr´ıdic´ı jednotku CU320 nastav´ıme jako sync-slave. Zb´ yv´a jeˇstˇe nastavit ˇcasov´an´ı na integrovan´e s´ıti Profibus. Pˇrestoˇze nen´ı pouˇz´ıv´ana, jej´ı ˇcasov´an´ı se mus´ı shodovat s t´ım na s´ıti Profinet. V hardwarov´e konfiguraci vybereme SINAMICS Integrated a v detailu (doln´ı ˇc´ast okna) dvojklikem na prvn´ı ˇr´adek otevˇreme dialogov´e okno s vlastnostmi DP slave. Zde nastav´ıme faktor u DP cycle Tdp na takovou hodnotu, aby se v´ ysledn´ y ˇcas shodoval s v´ yˇse nastaven´ ym hodinov´ ym sign´alem na s´ıti Profinet. Tedy v tomto pˇr´ıpadˇe mus´ı b´ yt faktor nastaven na hodnotu 8. Viz obr. 23.
12
Obr´azek 22: Nastaven´ı synchronizaˇcn´ı dom´eny
Obr´azek 23: Nastaven´ı ˇcasov´an´ı na s´ıti Profibus Nyn´ı nastav´ıme komunikaˇcn´ı kartu CBE30 v ˇr´ıdic´ı jednotce CU320. Dvojklikem na pˇr´ısluˇsn´ y ˇra´dek tabulky detail˚ u pro CU320 v hardwarov´e konfiguraci otevˇreme dialogov´e okno nastaven´ı. Zaj´ım´a n´as z´aloˇzka IO cycle, ve kter´e provedeme nastaven´ı dle obr. 24. 13
D˚ uleˇzit´e je opˇet nastaven´ı m´odu na Fixed factor a tak´e pˇriˇrazen´ı ˇcasov´eho sign´alu Servo k izochronn´ımu m´odu komunikace.
Obr´azek 24: Nastaven´ı komunikaˇcn´ı karty v CU320 Ve vˇetˇsinˇe manu´al˚ u je doporuˇceno nastavit Update time (interval aktualizace dat) pro vˇsechna slave zaˇr´ızen´ı na s´ıti na pevnou hodnotu. Pˇr´ısluˇsn´e dialogov´e okno (obr. 25) zobraz´ıme dvojklikem na sbˇernici reprezentuj´ıc´ı komunikaˇcn´ı rozhran´ı Profinet IO. Zde na z´aloˇzce Update Time vybereme ˇr´ıdic´ı jednotku CU320 a ve formul´aˇri otevˇren´em pomoc´ı tlaˇc´ıtka Edit nastav´ıme m´od na Fixed factor.
Obr´azek 25: Nastaven´ı Update time na fixed factor
14
3.2.4
Download konfigurace a aplikace
Nyn´ı je potˇreba nahr´at konfiguraci do c´ılov´ ych zaˇr´ızen´ı. Nejprve nahrajeme hardwarovou konfiguraci pomoc´ı pˇr´ısluˇsn´eho tlaˇc´ıtka na horn´ı liˇstˇe, viz obr. 26. Zobraz´ı se nˇekolik dialogov´ ych oken, kter´a nepotˇrebuj´ı zvl´aˇstn´ı koment´aˇr.
Obr´azek 26: Nahr´an´ı hardwarov´e konfigurace do zaˇr´ızen´ı Nyn´ı zavˇreme okno HW konfigurace a vr´at´ıme se zpˇet do hlavn´ıho okna Simotion Scout k otevˇren´emu projektu, kter´ y tak´e nahrajeme do zaˇr´ızen´ı. Nejprve je potˇreba se ke vˇsem c´ılov´ ym zaˇr´ızen´ım pˇripojit, k tomu slouˇz´ı oznaˇcen´e tlaˇc´ıtko na liˇstˇe (vlevo) na obr. 27. Po u ´spˇeˇsn´em pˇripojen´ı je tˇreba nahr´at aplikaci do zaˇr´ızen´ı pomoc´ı druh´eho oznaˇcen´eho tlaˇc´ıtka (vpravo). V n´asleduj´ıc´ım dialogov´em oknˇe je moˇzn´e vybrat, kter´a data chceme do zaˇr´ızen´ı uloˇzit a zda se m´a program zkop´ırovat tak´e do ROM pamˇeti tak, aby byl dostupn´ y i po vypnut´ı a opˇetovn´em zapnut´ı.
Obr´azek 27: Nahr´an´ı aplikace do zaˇr´ızen´ı
15
3.3
Konfigurace motor˚ u a os
3.3.1
Konfigurace motor˚ u
Pokud je vˇse dobˇre nastaveno, konfigurace motor˚ u prob´ıh´a automaticky. Spust´ıme j´ı pomoc´ı volby Automatic configuration, kterou nalezneme v navigaˇcn´ım projektu po rozbalen´ı nab´ıdky pro ˇr´ıdic´ı jednotku CU320, jak je vidˇet z obr. 28. Tato automatick´a konfigurace pˇremaˇze veˇsker´e pˇredchoz´ı nastaven´ı a pˇred n´ı je nutn´e obnovit tov´arn´ı nastaven´ı, na tuto skuteˇcnost budeme upozornˇeni po kliknut´ı na tlaˇc´ıtko Configure. V n´asleduj´ıc´ım dialogov´em oknˇe pouze zkontrolujeme, zda byly oba motory identifi-
Obr´azek 28: Automatick´a konfigurace motor˚ u kov´any jako serva. Po dokonˇcen´ı automatick´e konfigurace jeˇstˇe oba motory pˇrejmenujeme na SERV O AXIS 1 ROT AT ION a SERV O AXIS 1 T RAN SLAT ION . Po automatick´e konfiguraci je nutn´e pro kaˇzd´ y motor konfigurovat tzv. Drive Data Set (DDS). Konfiguraci spust´ıme dvojklikem na pˇr´ısluˇsn´ y motor v navigaˇcn´ım oknˇe projektu a n´aslednˇe pomoc´ı ˇzlut´eho tlaˇc´ıtka Configure DDS. Dialogov´a okna jsou aˇz na jednu v´ yjimku (d´ale) pˇredem vyplnˇena spr´avn´ ymi u ´daji, kter´e byly naˇcteny z motor˚ u. Umoˇzn ˇuj´ı konfiguraci parametr˚ u motoru, nap´ajec´ıho zdroje, brzdy a dalˇs´ıho. V naˇsem pˇr´ıpadˇe pouze kontrolujeme, zda zobrazen´e u ´daje souhlas´ı se skuteˇcn´ ymi parametry. Pouze ve tˇret´ım kroku s n´azvem Power unit BICO je potˇreba nastavit sign´al Infeed in operation (potvrzuj´ıc´ı, ˇze nap´ajec´ı zdroj je pˇripraven) trvale do ”1”, viz obr. 29, jinak motory nelze spustit.
16
Obr´azek 29: Nastaven´ı pˇr´ıznaku Infeed in operation trvale do 1 Stejn´ y postup plat´ı i pro druh´ y motor. Pro u ´plnost n´asleduje souhrn nastaven´ ych u ´daj˚ u pro jeden z motor˚ u (SERV O AXIS 1 ROT AT ION ): Control structure: Control type: [21] Speed control (with encoder) Power unit: Component name: Motor_Module_2 Component type: Double motor module Order no.: 651_3120-2TE13.0Axx Rated power: 1.6 kW Rated current: 3 A/3 A Power unit BICO: p0864 (BI: Infeed operation): 1 Power unit connection: Motor: Motor name: Motor_SMI_9 Motor type: Motor with DRIVE-CLiQ interface Motor holding brake: Motor holding brake: [1] Motor holding brake acc. to sequence con Brake control module type: [0] Brake control with diagnostics evalu. Encoder: Encoder evaluation name 1: SMI10_7 Name Encoder 1: Encoder_8 Encoder type Encode; 1: Identify encoder Order no. encoder 1: XSMIxxx-xxxxx-xxxx Process data exchange (drive): Automatic PROFIthive message frame setting Automatic message frame extension Permit automatic address adaptation
Po konfiguraci obou motor˚ u m˚ uˇzeme projekt uloˇzit a opˇet nahr´at do zaˇr´ızen´ı pomoc´ı pˇr´ısluˇsn´eho tlaˇc´ıtka (obr. 27). 17
3.3.2
Ovˇ eˇ ren´ı funkˇ cnosti motor˚ u
V tuto chv´ıli je bˇeˇznou prax´ı ovˇeˇrit funkˇcnost motor˚ u. To provedeme opˇet v navigaˇcn´ım oknˇe projektu pomoc´ı moˇznosti Control panel v sekci Commissioning u kaˇzd´eho motoru. Control panel pro rotaˇcn´ı servo je na obr. 30. Tlaˇc´ıtko Give up control priority
Obr´azek 30: Control panel rotaˇcn´ıho serva m´a nejprve ˇsedivou barvu a nese n´apis Assign control priority. Po kliknut´ı na toto tlaˇc´ıtko a potvrzen´ı dialogu program pˇrevezme kontrolu nad motorem. N´aslednˇe m˚ uˇzeme motor ”povolit”(enable) a nastavit mu poˇzadovan´e ot´aˇcky. Pokud vˇse funguje spr´avnˇe, mˇel by se nyn´ı po kliknut´ı na zelen´e ”I” motor roztoˇcit pˇribliˇznˇe poˇzadovan´ ymi ot´aˇckami. Zastavit ho lze pomoc´ı ˇcerven´eho tlaˇc´ıtka s ”0”. Po ukonˇcen´ı testu je nutn´e odebrat programu kontrolu nad motorem pomoc´ı zmiˇ novan´eho tlaˇc´ıtka Give up control priority. Tento test je vhodn´e prov´est se vˇsemi motory v syst´emu. 3.3.3
Konfigurace os
Synchronizaci mezi osami, vaˇcky a dalˇs´ı pokroˇcil´e funkce zajiˇst’uj´ı tzv. osy, technologick´e objekty reprezentuj´ıc´ı motory. Kaˇzd´ y motor m˚ uˇze b´ yt v programu reprezentov´an svou osou. Osy vkl´ad´ame opˇet v navigaˇcn´ım oknˇe projektu v sekci AXES pomoc´ı Insert axis. Spuˇstˇen´ y pr˚ uvodce (obr. 31) je opˇet ˇca´steˇcnˇe pˇrednastaven´ y naˇcten´ ymi hodnotami. Je potˇreba vybrat technologick´e bal´ıˇcky, kter´e chceme vyuˇz´ıvat pro ˇr´ızen´ı osy.
Obr´azek 31: Dialogov´e okno pˇrid´an´ı nov´e osy 18
V naˇsem pˇr´ıpadˇe pro rotaˇcn´ı osu vybereme ˇr´ızen´ı rychlosti (Speed control), polohy (Positioning) a synchronn´ı operace (Synchronous operation). D´ale nastav´ıme typ osy na rotaˇ cn´ı elektrickou, standardn´ı m´od a zkontrolujeme (a pˇr´ıpadnˇe oprav´ıme) pˇriˇrazen´ı osy ke konkr´etn´ım motor˚ um. V pˇr´ıpadˇe translaˇcn´ı osy je nastaven´ı stejn´e kromˇe typu osy, kter´ y nastav´ıme na line´arn´ı. Po dokonˇcen´ı konfigurace je jeˇstˇe tˇreba nastavit kaˇzd´e ose spr´avn´e ˇcasov´an´ı. To provedeme v sekci Configuration u kaˇzd´e osy, kde ve formul´aˇri na obr. 32 vybereme u Proc. cycle clock hodnotu Servo.
Obr´azek 32: Nastaven´ı ˇcasov´an´ı osy Ovˇeˇren´ı konfigurace m˚ uˇzeme opˇet prov´est pomoc´ı Control panelu, tentokr´at v menu kaˇzd´e osy. Ovl´ad´an´ı je podobn´e jako v pˇr´ıpadˇe motor˚ u. Viz obr. 33.
Obr´azek 33: Control panel rotaˇcn´ı osy
3.4 3.4.1
Konfigurace ˇ r´ıdic´ı jednotky Konfigurace ˇ r´ıdic´ı jednotky
O spr´avn´ y chod motor˚ u (sledov´an´ı nastaven´e rychlosti, um´ıstˇen´ı na pozici, atd.) se star´a ˇr´ıdic´ı jednotka integrovan´a v Sinamics CU320, kterou je potˇreba nakonfigurovat. Konfigurace prob´ıh´a pomoc´ı automatick´eho n´astroje um´ıstˇen´eho v sekci koresponduj´ıc´ı s CU320, 19
pod Control Unit, moˇznost Configuration, n´astroj spust´ıme kliknut´ım na Wizard, viz obr. 34.
Obr´azek 34: Spuˇstˇen´ı konfigurace ˇr´ıdic´ı jednotky Nastaven´ı hodnot do formul´aˇr˚ u prob´ıh´a automaticky, postaˇc´ı tedy pomoc´ı tlaˇc´ıtka Next dolistovat aˇz na konec nastaven´ı a to n´aslednˇe uloˇzit (obr. 35). Po konfiguraci opˇet nahrajeme nov´e u ´daje do ˇr´ıdic´ıho syst´emu.
Obr´azek 35: Konfigurace ˇr´ıdic´ı jednotky
3.4.2
Konfigurace regul´ atoru
Pro optim´aln´ı chod motor˚ u je tˇreba prov´est konfiguraci regul´ator˚ u pro kaˇzd´ y motor. Nastaven´ı vˇsech parametr˚ u prob´ıh´a automaticky, postaˇc´ı jen spustit pˇr´ısluˇsnou funkci, kter´a se jmenuje Automatic controller setting a lze ji nal´ezt pro kaˇzd´ y motor v sekci Commissioning. Zobraz´ı se formul´aˇr s parametry, kter´ y zaˇc´ın´a ovl´adac´ım rozhran´ım na obr. 36. Proces zah´aj´ıme kliknut´ım na Assume control priority!. 20
Obr´azek 36: Pˇrevzet´ı kontroly nad syst´emem pro automatick´e nastaven´ı regul´atoru Po potvrzen´ı zobrazen´eho dialogu n´asleduje zapnut´ı nap´ajen´ı motor˚ u pomoc´ı pˇr´ısluˇsn´eho tlaˇc´ıtka na obr. 37.
Obr´azek 37: Zapnut´ı nap´ajen´ı motoru Nyn´ı jiˇz lze spustit samotn´ y proces automatick´eho zmˇeˇren´ı a nastaven´ı parametr˚ u, opˇet pomoc´ı pˇr´ısluˇsn´eho tlaˇc´ıtka na obr. 38 s popiskem Perform all steps.
Obr´azek 38: Spuˇstˇen´ı automatick´eho mˇeˇren´ı a nastaven´ı regul´atoru Bˇehem procesu se motor ot´aˇc´ı pouze v mal´ ych v´ ychylk´ach, nicm´enˇe nesm´ı b´ yt nijak zablokov´an (napˇr´ıklad nesm´ı b´ yt v nˇekter´e z krajn´ıch poloh). Po automatick´em zmˇeˇren´ı parametr˚ u, kter´e prov´az´ı hlasit´e p´ısk´an´ı motor˚ u, se pˇredvypln´ı tabulka parametr˚ u. Nezb´ yv´a, neˇz parametry uloˇzit pˇr´ısluˇsn´ ym tlaˇc´ıtkem Accept values na konci formul´aˇre. Konfiguraˇcn´ı proces je nutn´e prov´est pro oba motory a po uloˇzen´ı hodnot je tˇreba znovu nahr´at aktu´aln´ı hodnoty do zaˇr´ızen´ı, nebot’ po konfiguraci jsou uloˇzen´e pouze v programu na poˇc´ıtaˇci.
3.5
Spuˇ stˇ en´ı zaˇ r´ızen´ı
Syst´em m´a nˇekolik stav˚ u, ve kter´ ych se m˚ uˇze nach´azet, nejv´ yznamnˇejˇs´ı jsou stav STOP a stav RUN. Mezi nimi lze pˇrep´ınat pomoc´ı pˇrep´ınaˇce, kter´ y lze zobrazit kliknut´ım prav´ ym tlaˇc´ıtkem na D435 (FOTBALEK-D435) v navigaˇcn´ım oknˇe projektu a vybr´an´ım nab´ıdky Target device a Operating state. Pˇrep´ınaˇc je na obr. 39.
Obr´azek 39: Zmˇena stavu ˇr´ıdic´ıho syst´emu 21
Syst´em si po vypnut´ı nap´ajen´ı pamatuje posledn´ı stav, ve kter´em se nach´azel a automaticky se do nˇej pˇrep´ın´a po opˇetovn´em zapnut´ı nap´ajen´ı.
3.6
Spuˇ stˇ en´ı vlastn´ıho programu
Vlastn´ı program lze do syst´emu vloˇzit nˇekolika zp˚ usoby, pˇredevˇs´ım pomoc´ı strukturovan´eho textu (ST) a pomoc´ı zad´an´ı programu ve v´ yvojov´em diagramu pod n´azvem MCC (Motor Control Center). Pˇredevˇs´ım ke druh´emu zp˚ usobu je dostupn´e mnoˇzstv´ı manu´al˚ u. Vytvoˇren´ y program je nutn´e pˇriˇradit ke konkr´etn´ımu tvz. tasku (´ uloze), aby doˇslo k jeho spuˇstˇen´ı. Tˇechto u ´loh je nˇekolik druh˚ u, poˇc´ınaje tˇech, kter´e jsou vol´any pˇri spouˇstˇen´ı nebo vyp´ınan´ı syst´emu, pˇres u ´lohy bˇeˇz´ıc´ı na pozad´ı nebo u ´lohy volan´e pˇri chybˇe, aˇz po tzv. Motion tasky, ke kter´ ym by mˇely b´ yt pˇriˇrazeny programy ovl´adaj´ıc´ı motory. Toto pˇriˇrazen´ı prob´ıh´a v sekci Execution system v navigaˇcn´ım oknˇe projektu, a po kaˇzd´em pˇriˇrazen´ı nebo jak´ekoli jin´e zmˇenˇenˇe je tˇreba nastaven´ı uloˇzit (tlaˇc´ıtkem Close), jinak nedojde ke zmˇen´am.
3.7
Konfigurace pˇ ripojen´ı kamery
K syst´emu je tˇreba pˇripojit inteligentn´ı kameru Cognex In-Sight. Konfigurac´ı samotn´e kamery se zab´ yv´a dokument Detailn´ı konfigurace inteligentn´ı kamery Cognex InSight, je ale tˇreba nastavit ˇr´ıdic´ı syst´em tak, aby mohl s kamerou komunikovat po s´ıti PROFINET. 3.7.1
Hardwarov´ a konfigurace
Pro pˇripojen´ı kamery do syst´emu je tˇreba upravit nastaven´ı hardwarov´e konfigurace. Nejprve je tˇreba naˇc´ıst ovladaˇce k pˇr´ısluˇsn´e kameˇre, tzv. GSDML soubor. V hardwarov´e konfiguraci vybereme v horn´ı liˇstˇe v z´aloˇzce Options moˇznost Install GSD File. Ve zobrazen´em formul´aˇri vybereme sloˇzku obsahuj´ıc´ı pˇr´ısluˇsn´ y soubor s ovladaˇci pomoc´ı Browse a nainstalujeme jej kliknut´ım na Install. Pˇr´ıklad je na obr. 40. GSDML soubor lze z´ıskat dvˇema zp˚ usoby, bud’ staˇzen´ım pˇr´ımo ze str´anek v´ yrobce, nebo se nach´az´ı ve sloˇzce s instalac´ı SW ke kameˇre (In-Sight Explorer, v´ıce v pˇr´ısluˇsn´em dokumentu v´ yˇse), viz obr. 40. Po u ´spˇeˇsn´em vloˇzen´ı souboru s ovladaˇci je moˇzn´e kameru dohledat v oknˇe katalogu (vpravo) a pˇretaˇzen´ım pˇridat k souˇcasn´emu HW, viz obr. 41.
22
Obr´azek 40: Instalace ovladaˇc˚ u ke kameˇre
Obr´azek 41: Kamera v katalogu Kameru pˇripoj´ıme do s´ıtˇe PROFINET-IO, podobnˇe jako CU-320, a uprav´ıme jej´ı vlastnosti podle vzoru na obr. 42, d˚ uleˇzit´e je nastavit jm´eno a s´ıt’ov´e vlastnosti zaˇr´ızen´ı.
Obr´azek 42: Vlastnosti kamery v hardwarov´e konfiguraci N´asleduje u ´prava topologie (prav´e tlaˇc´ıtko na ˇc´aru reprezentuj´ıc´ı PROFINET-IO a moˇznost PROFINET IO Topology) podle vzoru na obr. 43, respektive pˇredevˇs´ım podle skuteˇcn´eho stavu propojen´ı.
23
Obr´azek 43: Pˇrid´an´ı kamery do topologie Nyn´ı je tˇreba opˇet pˇriˇradit nastaven´e IP adresy a masky konkr´etn´ım zaˇr´ızen´ım. To provedeme pomoc´ı volby Verify Device Name v PLC > Ethernet. Tato volba otevˇre dialog na obr. 44, podobnˇe jako pˇri konfiguraci ˇr´ıdic´ı jednotky, opˇet je tˇreba pˇrepojit s´ıt’ov´ y kabel.
Obr´azek 44: C´ılov´ y stav formul´aˇre Verify Device Name
Posledn´ım krokem je u ´prava IO parametr˚ u komunikace s kamerou. Po kliknut´ı na kameru se v doln´ı ˇc´asti obrazovky zobraz´ı jej´ı detaily. Zde je tˇreba upravit hodnoty User Data a Inspection Results na hodnoty odpov´ıdaj´ıc´ı vzoru na obr. 45.
´ Obr´azek 45: Uprava IO parametr˚ u pro komunikaci s kamerou
To provedeme opˇet pˇretaˇzen´ım pˇr´ısluˇsn´ ych poloˇzek z katalogu, kter´e lze zobrazit rozbalen´ım podsloˇzek dan´e kamery. 24
3.7.2
Nastaven´ı komunikace
Nyn´ı je tˇreba namapovat konkr´etn´ı promˇenn´e v programu ˇr´ıdic´ıho syst´emu na konkr´etn´ı vstupy a v´ ystupy kamery. To lze prov´est nastaven´ım v seznamu adres Address List, viz obr. 46.
Obr´azek 46: Seznam adres Do seznamu vloˇz´ıme celkem 8 promˇenn´ ych, podle vzoru na obr. 47. Detailn´ı popis promˇenn´ ych a funkc´ı, kter´e reprezentuj´ı, je opˇet v pˇr´ısluˇsn´em dokumentu zab´ yvaj´ıc´ım se konfigurac´ı kamery.
Obr´azek 47: Nastaven´ı promˇenn´ ych pro komunikaci s kamerou
4
Moˇ zn´ e probl´ emy 1. Nelze se pˇ ripojit k nˇ ekter´ emu (nebo ke vˇ sem) zaˇ r´ızen´ım, pˇrestoˇze spojen´ı bylo jiˇz v minulosti u ´spˇeˇsnˇe nav´az´ano. V tomto pˇr´ıpadˇe m˚ uˇze pomoci restart Simotion Scout. K tomuto probl´emu doch´az´ı nejˇcastˇeji po p´adu aplikace. 2. Z kamery nelze naˇ c´ıtat data do ˇ r´ıdic´ıho syst´ emu a diagnostika hl´as´ı selh´an´ı nˇekter´eho z modul˚ u kamery. Pravdˇepodobnˇe nesouhlas´ı verze GSDML souboru s firmware, kter´ y je skuteˇcnˇe nainstalov´an v kameˇre. 3. Motory po zastaven´ı p´ıskaj´ı, pˇrestoˇze bylo provedeno automatick´e nastaven´ı regul´atoru. V tomto pˇr´ıpadˇe m˚ uˇze pomoci sn´ıˇzen´ı parametru zes´ılen´ı regul´atoru v Expert listu (parametr 1715). 4. Syst´ em po zapnut´ı nebo za bˇ ehu programu pad´ a, ale v alarmech nen´ı ˇ z´ adn´ a informace o probl´ emu. Nˇekter´e probl´emy (napˇr´ıklad dˇelen´ı nulou) se 25
z nezn´am´eho d˚ uvodu nedostanou aˇz do alarm˚ u ale z˚ ustanou jen v diagnostick´em bufferu. 5. Z´ ahadn´ e chyby nesouvisej´ıc´ı s ˇ cinnost´ı programu. Syst´em m´a tendence padat kv˚ uli alarm˚ um, kter´e s ˇcinnost´ı programu nesouvisej´ı, napˇr´ıklad probl´emy s timeouty nebo tzv. sign-of-life. Dotazy na tato t´emata smˇerem k odborn´ık˚ um z firmy Siemens i z ˇrad jin´ ych uˇzivatel˚ u nevedly k uspokojiv´emu ˇreˇsen´ı probl´emu, kromˇe vytvoˇren´ı pr´azdn´eho programu a jeho pˇriˇrazen´ı ke konkr´etn´ımu faultTask. V pˇr´ıpadˇe chyby se pak pouze zavol´a pr´azdn´ y program a ˇcinnost cel´eho syst´emu pokraˇcuje d´al. Doklad toho, ˇze tento postup je bˇeˇzn´ ym ˇreˇsen´ım, je odpovˇed’ na dotaz na technick´em f´oru firmy Siemens na obr. 48.
Obr´azek 48: Empty dummy program
26
