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西門子6AG4112-2DA10-2AA0 西門子6AG4112-2DA10-2AA0
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工控產(chǎn)品的更新?lián)Q代是必然的，尤其近幾年隨著信息技術(shù)和電子產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，工控業(yè)的發(fā)展變化可以用日新月異來形容；作為一名工控行業(yè)的工程師，面臨這么快的發(fā)展和產(chǎn)品升級速度，壓力也增大很多，我們公司周期長的基建項目，可能等做下一個項目時用到的產(chǎn)品已經(jīng)升級了。
記得2000年前后，我們選型、設(shè)計、調(diào)試用的工控產(chǎn)品，可以連續(xù)幾年不用重新選型，現(xiàn)在就不同了，工作中會頻繁遇到選用新產(chǎn)品、新型號的事，大大增加了我們*次使用新產(chǎn)品的經(jīng)歷。
2014年*次在項目中使用6RA80的經(jīng)歷頗多，也是我近些年眾多*次用新產(chǎn)品中印象深刻的一次，從集團(tuán)和公司層面來說，國外項目是不容許出任何問題的，另外，*次選用西門子新的6RA80直流調(diào)速器在等離子行業(yè)中的應(yīng)用，本身也存在一定的風(fēng)險，當(dāng)時感到壓力很大。
首先調(diào)試的是S7200和6RA80的自由口通訊，大家會說6RA80了還用USS，豈不是白白浪費(fèi)了高性能的PROFINET和PROFIBUS功能！確實如此，200PLC和6RA80的通訊只能用USS，200CPU程序中未使用現(xiàn)成的USS庫指令，我想通過自由口發(fā)送和接收USS報文，達(dá)到USS通訊的目的，使用發(fā)送和接收指令，可以自己組態(tài)PZD，PKW的數(shù)據(jù)內(nèi)容和通訊字長，另外，選用S7 200/S7 400還是選用DCS直接通訊，方案設(shè)計還要經(jīng)過業(yè)主和設(shè)計院同意，其中不乏業(yè)主等原因。
利用200PLC的XMT、RCV指令編寫通訊程序，按照USS報文格式組織發(fā)給6RA80的報文、做BCC效驗，CPU處理接收的報文、做BCC效驗，這部分工作還算順利。接下來設(shè)置6RA80的通訊參數(shù)、接線、進(jìn)行通訊調(diào)試時，整整調(diào)試了兩天都沒正常，其間電話咨詢技術(shù)支持的工程師，把我的問題和現(xiàn)場接線情況、參數(shù)設(shè)置情況、PLC收發(fā)報文的格式等和工程師一一做了詳盡的交流，在此對技術(shù)工程師再次表示感謝！
在下載了《SINAMICS_DCM_communicate_with_S7_200_by_USS》手冊，詳細(xì)地看了幾遍，接線、設(shè)置6RA80通訊參數(shù)、200PLC通訊程序都和手冊*，為啥就是無法正常通訊呢？接下來就是在現(xiàn)場折騰、接線無非就兩根，顛倒一下非常容易；接下來頻繁修改6RA80與通訊相關(guān)的參數(shù)，按手冊的要求設(shè)置不好使，如下圖：
幾經(jīng)折騰，終于找到問題，是參數(shù)P8839的原因：該參數(shù)出廠默認(rèn)根據(jù)CBE20通訊卡自動選擇通訊接口1F1/1F2：如果沒有插入該通訊板，則內(nèi)部通訊接口 (PROFIBUS/USS) 通過 IF1 通訊；如果插入了 CBE20，則通過 IF1 進(jìn)行 PROFINET CBE20 通訊，通過 IF2 進(jìn)行 PROFIBUS/USS 通訊，原因是我調(diào)速器上配置了CBE20，錯誤的認(rèn)為使用IF1接口與USS之間進(jìn)行通訊，其實是使用的1F2接口。
這個故事說明了我自身存在的幾個問題：
一是面對新產(chǎn)品、自己*次使用時擔(dān)心出現(xiàn)其他問題，不敢大膽嘗試，過于受手冊約束；
二是新產(chǎn)品的手冊和調(diào)試說明，尤其是中文版的資料，也是在逐步完善中，有些特殊功能可能描寫的不是特別詳盡，這時候需要我們自己反復(fù)查找產(chǎn)品手冊，必要時下載英文版的手冊作對照；
三是需要拓寬思路，在明確手冊上描述的功能的基礎(chǔ)上多做試驗。
1.1 基本概念
插補(bǔ)的概念源于數(shù)控機(jī)床。在數(shù)控機(jī)床中，刀具不能嚴(yán)格地按照要求加工的曲線(直線)運(yùn)動，只能用折線軌跡逼近所要加工的曲線。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)依照一定方法確定刀具運(yùn)動軌跡的過程，叫做插補(bǔ)。也可以說，已知曲線上的某些數(shù)據(jù)，按照某種算法計算已知點之間的中間點的方法，或者稱為“數(shù)據(jù)點的密化”。插補(bǔ)的動作過程：在每個插補(bǔ)周期（極短時間，一般為毫秒級）內(nèi)，根據(jù)指令、進(jìn)給速度計算出一個微小直線段的數(shù)據(jù)，刀具沿著微小直線段運(yùn)動，經(jīng)過若干個插補(bǔ)周期后，刀具從起點運(yùn)動到終點，完成輪廓的加工。
路徑運(yùn)動初來自于機(jī)器人和CNC領(lǐng)域，用機(jī)器人編程語言或G-Code編程。它是指在多維空間中，通過一組軸的協(xié)作動作，各軸之間無主從之分，它們按照設(shè)定的動態(tài)響應(yīng)特性，實現(xiàn)路徑對象從起點到終點的的路徑軌跡運(yùn)動。
路徑插補(bǔ)產(chǎn)生路徑的運(yùn)行軌跡，計算插補(bǔ)周期內(nèi)的路徑插補(bǔ)點，并通過機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)換獲得對應(yīng)插補(bǔ)周期內(nèi)插補(bǔ)點的各路徑軸設(shè)定值。
隸屬于機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)的單獨軸在S7 technology中被為路徑軸，路徑軸通過路徑對象執(zhí)行路徑運(yùn)動。參考圖1 路徑軸與路徑對象。
圖1 路徑軸與路徑對象
1.2 S7-Technology 路徑功能特點
S7-Technology 路徑插補(bǔ)功能概述：
> 從S7-Technology V4.2開始
> 允許進(jìn)行3軸插補(bǔ)操作
> 路徑插補(bǔ)可以通過直線、圓弧、多項式表示實現(xiàn)
> Move Path命令可以組成連續(xù)運(yùn)動
> 支持多種機(jī)械運(yùn)動學(xué)模型
> 可以與外部位置值同步，實現(xiàn)傳送帶跟蹤功能
S7-Technology 路徑插補(bǔ)的技術(shù)特點：
> 所有的路徑軸都相互同步移動
> 所有的路徑軸都同時到達(dá)目標(biāo)位置
> 路徑軌跡的移動，將會始終是以一個固定的合成速度進(jìn)行 (如果動態(tài)
特性限制沒有被超越)
> 低速度性能的軸，決定了整個軌跡的高動態(tài)特性
路徑差補(bǔ)可以執(zhí)行多3軸之間的2D或者3D的線性、圓弧或者多項式插補(bǔ)，路徑差補(bǔ)工藝對象(TO) ，適用于機(jī)械運(yùn)動學(xué)控制范疇，一個共同的系統(tǒng)中，可以存在多個機(jī)械運(yùn)動學(xué)控制結(jié)構(gòu)。同步于路徑軸的“同步軸”，仍然可以實現(xiàn)同步控制，例如，旋轉(zhuǎn)，凸輪開關(guān)，測量功能。通過圖形化編輯器，可以簡便地設(shè)置機(jī)械運(yùn)動學(xué)控制系統(tǒng)的參數(shù)；通過動態(tài)特性輪廓窗口，可以輕松定義路徑的動態(tài)特性；通過軌跡點表格，可以輕松定義路徑差補(bǔ)，計劃目的地路徑。另外還可以定義保護(hù)防撞區(qū)域和實現(xiàn)傳送帶位置的精確跟蹤。
1.3 機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)的選擇
T-CPU 所實現(xiàn)運(yùn)動學(xué)，等同于人們過去所熟悉機(jī)械運(yùn)動學(xué)。可以將它們分為如下兩種不同的類型。參考圖2 在 T-CPU 中集成的機(jī)械運(yùn)動學(xué)。
圖2 在 T-CPU 中集成的機(jī)械運(yùn)動學(xué)
不同的機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)可以實現(xiàn)TCP (Tool Center Point，工具中心點或機(jī)械運(yùn)動端點)相同的路徑運(yùn)動功能。盡管在某些情況下，不同的機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)可實現(xiàn)相同的路徑運(yùn)動，但是，如果機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)選擇不合理，將有可能無法完成的路徑功能。所以，必須根據(jù)實際的工藝需求選擇合適的機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)，并在工廠布局中考慮該機(jī)構(gòu)的的合理安裝位置。參考圖3 不同機(jī)械系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化。
圖3 不同機(jī)械系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化
2 路徑插補(bǔ)的實現(xiàn)方法
2.1 運(yùn)動學(xué)模型簡介
常用的運(yùn)動學(xué)模型請參考圖 4 運(yùn)動學(xué)模型。
圖 4 運(yùn)動學(xué)模型
下面介紹一些常用的運(yùn)動學(xué)模型。直角坐標(biāo)機(jī)器人 (英文名：Cartesian coordinate robot)，大型的直角坐標(biāo)機(jī)器人也稱桁架機(jī)器人或龍門式機(jī)器人，由多個運(yùn)動自由度建成空間直角關(guān)系的、多用途的操作機(jī)器。工作的行為方式主要是通過完成沿著X、Y、Z軸上的線性運(yùn)動。因末端操作工具的不同，直角坐標(biāo)機(jī)器人可以非常方便的用作各種自動化設(shè)備，完成如焊接、搬運(yùn)、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測、探傷、分類、裝配、貼標(biāo)、噴碼、打碼、（軟仿型）噴涂等一系列工作。參考圖5 直角坐標(biāo)機(jī)器人。
圖5 直角坐標(biāo)機(jī)器人
SCARA 機(jī)器人（Selective Compliance Assembly Robot Arm）是一種圓柱坐標(biāo)型的特殊工業(yè)機(jī)器人。有3個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其軸線相互平行，在平面內(nèi)進(jìn)行定位，另一個關(guān)節(jié)是移動關(guān)節(jié)，用于完成機(jī)械末端在垂直平面的運(yùn)動。SCARA機(jī)器人在x,y方向上具有良好的順從性、靈活性，而在Z軸方向具有良好的剛度，此特性特別適合于裝配工作。SCARA機(jī)器人廣泛應(yīng)用于塑料工業(yè)、汽車工業(yè)、電子產(chǎn)品工業(yè)、藥品工業(yè)和食品工業(yè)等領(lǐng)域。它的主要職能是搬取零件和裝配工作。 參考圖6 SCARA 機(jī)器人。
圖6 SCARA 機(jī)器人
鉸鏈型機(jī)械臂：有很高的自由度，可以多至5~6軸，適合于幾乎任何軌跡或角度的工作，可以自由編程，完成全自動化的工作, 提高生產(chǎn)效率；可以代替很多不適合人力完成、有害身體健康的復(fù)雜工作，比如，汽車外殼點焊。參考圖 7 鉸鏈型機(jī)械臂。
圖7鉸鏈型機(jī)械臂
Delta 3D機(jī)器人：外形酷似一只蜘蛛，這種*的幾何結(jié)構(gòu)賦予了它們質(zhì)量輕，強(qiáng)度大，輕便靈活，節(jié)省空間，高速，敏捷；適用于高速分揀。參考圖8 Delta 3D機(jī)器人。
圖8 Delta 3D機(jī)器人
這是前幾個月的事了，一天，我們的技術(shù)接到一個用戶的電話，一臺西門子MM430變頻器有故障，故障內(nèi)容是變頻器的模擬量輸出沒有。下圖是西門子變頻器模擬量輸出的接線端子圖。
到了現(xiàn)場后看到西門子變頻器 12端 13端 連接的是用戶的模擬量表，斷開12端和13端的導(dǎo)線，單獨測量端子12和端子13之間的阻值是1歐姆左右。馬上告知客戶您的12端和13端的模擬量負(fù)載短路了。仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)了問題。下圖是用戶接在變頻器12端和13端的表。
它實際是一塊滿度電流20毫安的純電流表只是把刻度改成了hz，而且是8塊這種表串接放在不同的地方，它們的總電阻加起來也就是1歐姆左右，直接接在變頻器模擬量口，肯定是短路了模擬量口，經(jīng)檢測模擬量口已經(jīng)壞了，變頻器一共有兩路模擬量口，另一個口，他們也這樣接過，所以也壞了。
下圖是用戶的圖紙 表HZ 是在柜門上安裝的，HZ1-----HZ7 是在室外。
變頻器維修好后，我給用戶說如果還是這個接法模擬量口還會壞，需要改進(jìn)。
1 表的回路中需要串入500歐姆電阻。
2 多個電流表串聯(lián)使用是不準(zhǔn)的，雖然可以顯示，因為是多表內(nèi)阻串聯(lián)，誤差大。
后沒辦法，找不到合適的電阻，找了一個近600歐姆的電阻串入了表中，雖然不準(zhǔn)，但不會壞變頻器了。
經(jīng)常有用戶打電話說模擬量輸出口用萬用表電流檔為什么量不出電流，只能告訴用戶測量時要串入500歐姆電阻，不然會壞模擬量口的。
6GK1 503-0AA00 紅外線鏈接模塊 ILM
6GK1 503-3CA00 PROFIBUS OLM/P12 （1個RS485接口，兩個BFOC）
6GK1 503-2CB00 PROFIBUS OLM/G11 （1個RS485接口，兩個BFOC）
6GK1 503-3CB00 PROFIBUS OLM/G12 （1個RS485接口，四個BFOC）
6GK1 503-3CC00 PROFIBUS OLM/G12-1300 （1個RS486接口，四個BFOC）
6ES7 181-0AA01-0AA0 BT200 硬件測試裝置
6ES7 193-8MA00-0AA0 BT200 記錄軟件套裝 Win95/98/NT
6ES7 193-8LA00-0AA0 充電器 BT200 230V
6ES7 193-8LB00-0AA0 充電器 BT200 110V
軟件
6GK1 704-5CW64-3AA0 SOFTNET S7 /2005
6GK1 704-5DW64-3AA0 SOFTNET DP /2005
6GK1 704-5SW64-3AA0 SOFTNET DP Slave /2005
6GK1 713-5DB64-3AA0 DP-5613 /2005 網(wǎng)卡驅(qū)動程序
6GK1 713-5FB64-3AA0 FMS-5613 /2005 網(wǎng)卡驅(qū)動程序
6GK1 713-5CB64-3AA0 S7-5613 /2005 網(wǎng)卡驅(qū)動程序
工業(yè)以太網(wǎng)
網(wǎng)卡及電纜：
6GK1 161-3AA01 CP1613網(wǎng)卡(以太網(wǎng)10M/100M自適應(yīng),PCI總線硬卡）
6GK1 161-2AA00 CP1612網(wǎng)卡(以太網(wǎng)10M/100M自適應(yīng),PCI總線）
6GK1 161-6AA00 CP1616網(wǎng)卡（32位，33/66M，4個接口，PCI總線）
6GK1 151-2AA00 CP1512網(wǎng)卡(10M/100M以太網(wǎng),PCMCIA筆記本用)
6GK1 151-5AA00 CP1515網(wǎng)卡(11M無線以太網(wǎng),PCMCIA筆記本用)
6GK1 611-0TA01-1DV0 MOBIC T8 V1.2
6XV1 850-0AH10 ITP標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)通訊電纜 (米)
6XV1 850-0BT10 ITP標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)電纜 (100米) 9/15
6XV1 850-0BN15 ITP標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)電纜 (15米) 9/15
6XV1 870-3QN10 TP轉(zhuǎn)接軟線RJ45/RJ45，10米
6XV1 850-0BH20 ITP標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)電纜 (2米) 9/15
6XV1 840-2AH10 FC標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)通訊電纜 (米)
6XV1 850-2LN10 TP轉(zhuǎn)接軟線15/RJ45，10米
6XV1 850-2GN10 TP轉(zhuǎn)接軟線RJ45/RJ45，10米
6XV1 850-2JN10 TP轉(zhuǎn)接軟線9/RJ45，10米
6XV1 850-2HN10 TP XP 轉(zhuǎn)接軟線RJ45/RJ45，10米
6GK1 901-1FC00-0AA0 FC引出插座RJ45
網(wǎng)絡(luò)部件
OSM/ESM
6GK1 105-2AA10 工業(yè)以太網(wǎng)OSM ITP62 (六個ITP口)
6GK1 105-2AB10 工業(yè)以太網(wǎng)OSM TP62 (六個RJ45口)
6GK1 105-2AE00 工業(yè)以太網(wǎng)OSM TP22 (二個RJ45口)
6GK1 105-4AA00 工業(yè)以太網(wǎng)OSM BC08 (八個BFOC口)
6GK1 105-3AA10 工業(yè)以太網(wǎng)ESM (八個ITP口)
6GK1 105-3AB10 工業(yè)以太網(wǎng)ESM (八個RJ45口)
6GK1 105-3AC00 工業(yè)以太網(wǎng)ESM (四個RJ45口)
OMC/ELS
6GK1 100-2AB00 工業(yè)以太網(wǎng)OMC TP11 (多模光纖)
6GK1 100-2AC00 工業(yè)以太網(wǎng)OMC TP11-LD (單模光纖)
6GK1 102-6AA00 工業(yè)以太網(wǎng)ELS TP40 (二個RJ45口)
6GK1 102-6AB00 工業(yè)以太網(wǎng)ELS TP40M (二個RJ45口)
6GK1 102-7AA00 工業(yè)以太網(wǎng)ELS TP80 (八個RJ45口)
SCALANCE X005入門級交換機(jī)
6GK5 005-0BA00-1AA3 X005(五個RJ45口)
6GK5 005-0BA00-1CA3 X005(五個RJ45口),工作溫度-40至70攝氏度
SCALANCE X100非網(wǎng)管型交換機(jī)
6GK5 104-2BB00-2AA3 X104-2(四個RJ45口，兩個BFOC)
6GK5 106-1BB00-2AA3 X106-1(六個RJ45口，一個BFOC)
6GK5 108-0BA00-2AA3 X108(八個RJ45口)(星型連接）
6GK5 112-2BB00-2AA3 X112-2(12個RJ45口，2個BFOC)
6GK5 116-0BA00-2AA3 X116(16個RJ45口)(星型連接）
6GK5 124-0BA00-2AA3 X124(24個RJ45口)(星型連接）
SCALANCE X200網(wǎng)管型交換機(jī)
6GK5 204-2BB00-2AA3 X204-2(四個RJ45口，兩個BFOC，PROFINET)
6GK5 206-1BB10-2AA3 X206-1(六個RJ45口，一個BFOC，PROFINET)
6GK5 208-0BA10-2AA3 X208(八個RJ45口,PROFINET）
6GK5 208-0HA00-2AA6 X208PRO （八個RJ45口，防護(hù)等級：IP65）
6GK5 216-0BA00-2AA3 X216(16個RJ45口,PROFINET）
化工儀器網(wǎng)