Wim van Duijn Applicatie engineer 070 - 333 1756 Wim.van.Duijn@siemens.com Douwe Wagenaar Sinamics & Simotion Promoter 070 - 333 3329 Douwe.Wagenaar@siemens.com

The Drive train SINAMICS regelaars 120W t/m 100MW geschikt voor asynchrone, synchroon en gelijkstroom motoren één platvorm en één gebruikers interface

Aan de slag !!! SINAMICS G120 TM Count Teller kaart 192.168.05 Profinet Devicename: G120 TM Count Teller kaart Instellingen voor online met PC: Type of interface: PN/IE PG/PC interface: Interl®… Connection subnet: PN/IE_1 AC Motor met encoder

Sinamics Startdrive 2 1 3 Inleiding In deze oefening maken we kennis met SINAMICS Startdrive en de Technology Objecten in de S7-1500. We doen dit door basisinstellingen van de Sinamics G120 drive te maken door middel van een wizard en deze toe te kennen aan een Technology object. Vervolgens wordt het Technology object en de Sinamics G120 drive getest door middel van het control panel in het TO object. Als start wordt het beginproject geopend. 1. Klik op “Start” om te beginnen 2. Klik op “Open existing project” en open het project “Oefening4begin” Staat deze er niet tussen, klik dan op “browse” en browse naar “desktop => tiaportaloefeningen => oefening4begin” 3. Open de “Project view” 3

Sinamics Startdrive 1 4 2 5 6 3 Hardware configuratie downloaden Voor deze oefening is de hardware configuratie al voorbereid. Deze moet nog wel in de S7-1500 plc geladen worden om zo de configuratie van de drive koffer ook toe te voegen aan de hardware configuratie. Eerst wordt er gekeken hoe de configuratie eruit ziet en daarna wordt alleen de hardware configuratie geladen naar de CPU. 1. Klik op “Devices & Networks” en in de network view is te zien hoe de configuratie is opgebouwd. 2. Hier is te zien dat de juiste Sinamics G120 drive is toegevoegd onder de naam “G120” en deze aan “PLC_1” is gekoppeld in het netwerk 3. Hier is te zien dat de juiste Simatic ET200MP met de juiste TM_Count kaart is toegevoegd onder de naam “ET200MP” en deze aan “PLC_1” is gekoppeld in het netwerk 4. Selecteer met de linker muisknop de “PLC_1” in de Project Tree. Druk daarna op de rechter muisknop om onderstaand scherm te openen 5. Selecteer met de linker muisknop “Download to device” 6. Selecteer met de linker muisknop “Hardware configuration” 2 5 6 3

Sinamics Startdrive 1 Laad de hardware configuratie en selecteer de Sinamics G120 voor inbedrijfname 1. Stel de onderstaande gegevens in: Type of the PG/PC interface: “PN/IE” PG/PC interface: “Intel(R) 82574LM Gigabit Net…” Connection to subnet: “PN/IE_1” Het kan zijn dat er al een download is geweest, dan komt deze melding niet meer in beeld, maar start de download meteen. 2. Klik op “Load” Als het laden voltooid is dan gaan we verder met het instellen van de Sinamics G120 3. Selecteer onder de G120 “Parameter” 3 4 2

Sinamics Startdrive 1 2 Go online en start de wizard Drive on SIMATIC motion control 1. Klik op “Go online” 2. Stel de onderstaande gegevens in: Type of the PG/PC interface: “PN/IE” PG/PC interface: “Intel(R) 82574LM Gigabit Net…” Connection to subnet: “PN/IE_1” Het kan zijn dat er al een keer online is gegaan, dan komt deze melding niet meer in beeld. 3. Klik op “Go online” 4. Kies de Wizard “Drive on SIMATIC motion control” en volg deze door steeds op “next” te drukken. 4 3

Sinamics Startdrive 1 3 2 4 5 Volg de wizard in Sinamics startdrive Laat de drive setting op “50 Hz” staan en klik op “Next”. Dan worden de motorinstellingen geopend. Klik tussen de schermen door steeds op “Next” als de instellingen goed zijn. 1. Select motor type: “[1] Induction motor (rotating)” 2. Vul de gegevens van de motor als volgt in: Rated motor voltage 230 Vrms Rated motor current 0,7 Arms Rated motor power 0,12 kW Rated motor power factor 0,75 Rated motor frequentie 50 Hz Rated motor speed 1350 rpm Motor cooling type [0] non-ventilated 3. Stel het “Standard telegram 1” in 4. Vul de reference speed in op “1500” rpm 5. Klik de laatste keer op “Next” vervolgens wordt er een overzicht getoond. Klik daarna op “Finish” om de wizard af te sluiten. Er verschijnt de melding met “Completing the basic commissioning with automatic calculation of all parameters”. 5

Sinamics Startdrive 1 2 3 Parameters wijzigen in de parameter view 1. Ga naar de “Parameter view” tab, rechts bovenin beeld. 2. Open Setpoint channel en selecteer de “Ramp-funtion generator” parameters. Hierdoor wordt er een select groepje van parameters getoond die hiermee te maken hebben. 3. Stel Parameter P1120 en P1121 in op “0.00”s Zet deze parameters op 0, omdat de ramp-up en ramp-down time vanuit het Technology object komen, dat we later gaan configureren in de S7-1500. 3

Sinamics Startdrive 1 2 3 4 5 6 7 Aansturen van Sinamics G120 via Control Panel Het contolpanel is een snelle manier om de drive aan te sturen. Om het control panel aan te sturen moeten de volgende acties gedaan worden. De eventuele active errors kunnen via “Acknowledge faults” weggehaald worden 1. Selecteer in de projectboom onder Drive_1 “Commissioning” 2. Neem de master control over door op “Activate” te klikken. Er verschijnt een melding, lees deze en druk op “Yes” 3. Enable de drive door op “Set” te klikken. 4. Selecteer in de Operating mode “Speed specification” 5. Bij switch on op de inmiddels groen geworden “1” 6. Vul bij speed bijvoorbeeld “100” rpm in 7. Door op “Forward” of op “Backward” te klikken draait de motor voor- of achteruit. Met “stop” stopt de motor weer. Bij “Actual values” zijn er een aantal waarden te zien die je ook nog kan kiezen middels het pull down menu.

Sinamics Startdrive 1 2 Afronding van Sinamics Startdrive 1. Na alle wijzigingen online kan er offline gegaan worden door op “Go offline” te klikken. 2. Dan wordt er standaard gevraagd of alle wijzigingen op de EEPROM van de drive opgeslagen moeten worden. Dit zorgt dat de Sinamics G120 de instellingen onthoudt, ook na spanningsuitval. Druk op “Yes” Dit waren de instellingen voor de G120 met behulp van Sinamics Startdrive. Voordat oefening 4b gemaakt kan worden wordt er eerst via een presentatie uitgelegd hoe een technology block werkt in de S7-1500 plc. 2

Interactie Motion Technologie met de S7-1500 CPU S7-1500 TIA Portal Gebruikers interface Configuratie Inbedrijfstelling Diagnose Instructie bibliotheek PLCopen- blokken Technologie objecten SINAMICS Startdrive Firmware Motion afhandeling Positie- regelaar Positie setpoint berekening Communicatie Actuele waarden afhandeling In deze presentie wordt getoond hoe een Sinamics G120 regelaar kan worden aangestuurd via een Technologie object (TO) vanuit een S7-1200/S7-1500 en hoe deze via SINAMICS StartDrive word ingesteld Frequentie regelaar Snelheids- regelaar Stroom- regelaar Overige functies 12

Positioneren via Technology block in S7-1500 2 Aanmaken van een Technology object in de S7-1500 In dit deel wordt er een Technology object aangemaakt en gekoppeld aan de Sinamics G120, zodat de motor gepositioneerd kan worden vanuit de S7-1500 plc. 1. Open in de project tree het tabblad “Technological objects” en voeg een nieuw object toe. 2. Kies het Motion blok en voeg een “TO_positioning” toe en geef deze een naam. Gebruik bijvoorkeur de naam “TO_positioningAxis_1” dan kan later eventueel een standaard programma gebruikt worden zonder het aanpassen van de naam. Klik op “OK” 1

Integratie van de drives 2 Invoegen basis instellingen en hardware interface In dit voorbeeld wordt er gewerkt met een lineaire as. Hiervoor wordt de Sinamics G120 gekoppeld aan het net aangemaakte Technology object. Bij de basisparameters worden de waarden ingegeven waarmee gewerkt wordt, in dit geval mm. Bij de hardware interface wordt de hardware (drive en encoder) aan het technology object gekoppeld. 1. In de tab “Basic parameters” bij Axis type "Linear" en "mm" bij Position units en "mm/s" bij Velocity units invullen 2. In de tab “Hardware interface” onder Drive bij Drive type „PROFIDrive“ en “klik” daarna op de button naast het invulveld om de drive te selecteren 3. Zet het vinkje “Show all modules” aan 4. Selecteer de “G120” drive 5. “Klik” op de button met het groene vinkje om deze drive te koppelen 1 4 3 5

Positioneren via Technology block in S7-1500 3 1 Completeren van de hardware interface 1. In de tab “Hardware interface” onder Encoder bij Select encoder connection “Connection via technology module (TM)” selecteren. 2. In de tab “Hardware interface” onder Encoder bij Selection of technology module (TM) Profinet IO-System “ET200MP.TM count 2x24V.Chanel_0” selecteren. Hierop komt het encoder signaal binnen. 3. Stel in de tab “Hardware interface” voor de communicatie met de Sinamics Drive het communicatie telegram “DP_TEL1_STANDARD” (telegram 1) en als nominale snelheid Reference speed en Maximum speed “1500rpm” invullen. Dit komt overeen met de referentiesnelheid die in de Sinamics G120 is ingegeven. 4. Stel in de tab “Hardware interface” voor de communicatie met de counter kaart communicatie telegram “DP_TEL83_STANDARD” en bij Encoder type "Rotary incremental“ en bij Steps per revolution "1024" in. 5. Stel als “Fine resolutie” voor de encoder (bij Incremental actual value) “0” bits in. 2 4 5

Positioneren via Technology block in S7-1500 Invoegen Extended parameters De basisparameters en hardware interface zijn nu instelt. De extended parameters zijn zogenoemde optionele parameters. Hier kunnen de standaard waarden al correct zijn. 1. In de tab “Extended parameters” onder Mechanics bij Encoder mounting "On motor shaft“ invullen. 2. In de tab “Extended parameters” onder Mechanics bij Position parameters bij Load movement per motor revolution “25.0” ingeven. 3. In de tab “Extended parameters” onder Dynamic Limits bij Default of extended parameters klik op “Calculate values” om de parameters die direct of indirect te maken hebben met de veranderde waarden opnieuw uit te rekenen. Bevestigen met “Yes” 3 2

Positioneren via Technology block in S7-1500 Afronding configuratie Technology object Als laatste verhogen we de Velocity gain (versterkingsfactor voor de snelheidsregeling). Deze kan eventueel door de auto tuning automatisch worden bepaald. 1. In de tab “Extended parameters” onder Control loop voor Velocity gain (Kv factor) “25.0” invullen. 2. Overzicht van de configuratie instellingen van het TO object. Aan de vinkjes is te zien dat de configuratie goed doorlopen is. Bij de groene vinkjes is daadwerkelijk door de gebruiker iets aangepast. De blauwe vinkjes zijn de standaard waarden die al in het object zaten, maar wel gebruikt kunnen worden. De configuratie van het Technology object is nu afgerond. 3. “Save” het project. 4. Selecteer in de projectboom de PLC, waarbij dit download button zichtbaar wordt. “Download” het Technology object in de PLC. 2 3 4

Positioneren via Technology block in S7-1500 3 4 5 7 Aansturen via Control Panel Het contolpanel is een snelle manier om de drive aan te sturen. Om het control panel aan te sturen moeten de volgende acties gedaan worden. De eventuele active errors kunnen via “Confirm” weggehaald worden 1. Als de PLC geselecteerd is in de projectboom kan via de “Go online” button online gegaan worden. 2. Selecteer in de projectboom onder TO_Positioning_Axis “Commissioning” 3. Neem de master control over door op “Fetch” te klikken. Er verschijnt een melding, lees deze en druk op “Yes” 4. Enable de as door op “Enable” te klikken. 5. Selecteer in de Operating mode “Positioning relative” 6. Vul bij Distance “1000.0” mm in en bij Velocity “100.0” mm/s. 7. Door op “Forward” of op “Backward” te klikken positioneert de as voor- of achteruit de ingegeven hoeveelheid mm 6 2

Tuning van de aandrijving 3 4 2 6 5 Tuning van de aandriving 1. Selecteer in de projectboom onder TO_Positioning_Axis “Commissioning” 2. Klik op tuning. 3. Neem de master control over door op “Fetch” te klikken. Er verschijnt een melding, lees deze en druk op “Yes” 4. Enable de as door op “Enable” te klikken. 5. Door op “Forward” of op “Backward” te klikken gaat de tuning vooruit of achteruit 6. In de gain komt nu een waarde te staan die uit de tuning naar voren komt. 1

Tracen Tracen 1. Open in de proect tree onder de PLC “Traces” om de tracetool te kunnen gebruiken. 2. Voeg bij “Configuration” de variablen in die je wil tracen. 1 2

Tracen 3 Vervolg: 1. Selecteer bij “Trace Handling” de nieuwe trace. 2. Installeer de trace configuratie data in de CPU. 3. Bevestig de waarschuwing met “Yes”. Noot: Houdt er rekening mee dat de CPU tijd nodig heeft om de trace-functie uit te voeren. Dit kan in sommige gevallen gevolgen hebben voor de reactietijden van de machine. 1 2

Overzicht Motion Control blokken Basis functies Enable functies Motion functies MC_Power MC_Reset Uitleg Motion control blokken MC_Power: Enablen van de as MC_Reset: Resetten van de as MC_MoveJOG: Joggen van de as MC_MoveRelative: Relatief positioneren van de as (Geschikt voor TO_positioningAxis) MC_Movevelocity: Op snelheid draaien van de as MC_MoveAbsolute: Absoluut positioneren van de as (Geschikt voor TO_positioningAxis) MC_Home: Homen/Refereren van de as (Noodzakelijk op het moment dat er absoluut gepositioneerd gaat worden) (Geschikt voor TO_positioningAxis) MC_Halt: Stoppen van de as, ook op het moment dat deze nog niet klaar is met zijn beweging MC_Home (homing) MC_Halt MC_MoveJog MC_MoveRelative MC_MoveVelocity MC_MoveAbsolute 22

Programma Programmeren met PLCopen Invoegen PLC open blokken in OB1 In de project tree op “Main [OB1]” dubbelklikken. Rechts in het beeldscherm staat een tab “Instructions” als die open staat dan staat daar “Technology” Daarin is weer een mapje Motion en daarin S7-1500 Motion control. Daarin staan de 8 mogenlijke blokken die in de netwerken gesleept kunnen worden. 1 2 23

PLCopen (snelheid) blokken in de TIA Portal editor Creeer je eigen programma. Hierboven staat een voorbeeld hoe de blokken in het netwerk gesleept kunnen worden. De “Axis” is gekoppeld aan het technology block dat aangemaakt is. Door Merkers (bijvoorbeeld M0.0 etc.) op de “Execute” te zetten kunnen de verschillende blokken uitgevoerd worden. Uiteraard moet er ook gekeken worden naar de andere in- en outputs van de verschillende Motion blokken