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西门子CPUS7-1500模块代理商

西门子CPUS7-1500模块代理商

简要描述:西门子CPUS7-1500模块代理商
西门子S7-1500模块集成显示面板,用于调试与诊断,中央机架可配置多达 32 个模块,背板总线通信速度提升 40 倍,集成运动控制,信号追踪功能,集成 PID 自整定功能,强大的信息保护机制,基于 TIA 博途平台进行工程组 态,大幅提高效率

产品型号:

所属分类:西门子S7-1500模块

更新时间:2021-05-07

厂商性质:经销商

详情介绍

西门子CPUS7-1500模块代理商

西门子CPUS7-1500模块代理商

s7-1500系列产品具有以下优势:
1.最优性能,降低响应时间,提高生产效率 • 降低程序扫描周期 • CPU 位指令处理时间最短可达 1ns • 集成运动控制,可控制高达 128 轴
2.显示调试和诊断信息,统一纯文本诊断信息,缩短停机 / 诊断时间 • 即插即用,无需编程 • 可设置操作密码 • 使用寿命长,运行时间长达 50,000 小时 • 支持自定义启动显示界面
3.PROFINET 标准,PN IRT 可确保精准的响应时间以及工厂设备的高精度操作 • 集成具有不同 IP 地址的标准以太网口和 PROFINET 网口 • 集成网络服务器,可通过网页浏览器快速浏览诊断信息
4.创新的存储机制,灵活的存储卡机制,适合各种项目规模 • 较大的存储空间:支持高达 2 GB 的存储卡,可存储项目数据、归档、配方和相关文档 • 优化存储的程序块,可提高处理器的访问速度
5.优化的诊断机制,STEP7、HMI、Web server、CPU 显示面板统一数据显示,高效故障分析 • 集成系统诊断功能,模块系统诊断功能支持即插即用模式 • 即便 CPU 处于停止模式,也不会丢失系统故障 / 报警消息

中央处理单元 (CPU主机模块)
CPU 1511-1 PN
CPU 1513-1 PN
CPU 1515-2 PN
CPU 1516-3 PN/DP
CPU 1517-3 PN/DP
CPU 1518-4 PN/DP
故障安全 CPU
CPU 1511F-1 PN
CPU 1513F-1 PN
CPU 1515F-2 PN
CPU 1516F-3 PN/DP
CPU 1518F-4 PN/DP具有不同性能范围的5 种标准 CPU 可用于 SIMATIC S7-1500:
CPU 1511-1 PN: 适用于对程序范围和处理速度具有中等要求的应用,通过 PROFINET IO 进行分布式配置。
CPU 1513-1 PN: 适用于对程序范围和处理速度具有中等要求的应用,通过 PROFINET IO 进行分布式配置。
CPU 1515-2 PN:
适用于在程序范围、网络和处理速度方面具有中等/较高要求的应用,可通过 PROFINET IO 进行分布式配置;可以使用具有单独 IP 地址的附加集成 PROFINET 接口,例如,用于网络分离。
CPU 1516-3 PN/DP:
适用于对程序范围和处理速度具有较高要求的应用,通过 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 进行分布式配置。 附加的集成 PROFINET 接口,具有单独的 IP 地址,可用于网络分离等。
CPU 1517-3 PN/DP:
适用于对程序范围、联网和处理速度具有很高要求的应用,通过 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 进行分布式配置。 例如,具备独立 IP 地址的其它集成式 PROFINET 接口可以用来实现网络隔离。
CPU 1518-4 PN/DP:
适用于在程序范围和网络方面具有极高要求的应用,且满足处理速度方面的极高要求。 可通过 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 进行分布式配置;可以使用具有单独 IP 地址的两个附加集成 PROFINET 接口,例如,用于网络分离。
具有不同性能范围的2 种标准 CPU 可用于 SIMATIC S7-1500:
CPU 1516F-3 PN/DP:
适用于对程序范围和处理速度具有较中/高要求的应用,用于通过带 PROFIsafe 的 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 实现分布式配置。
CPU 1518F-4 PN/DP:
用于对程序作用域和处理速度具备高要求的应用,用于通过带 PROFIsafe 的 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 实现分布式设置。附加的集成 PROFINET 接口,具有单独的 IP 地址,可用于网络分离等。
6ES7 516-3AN00-0AB0 西门子PLC S7-1500 CPU 1516-3 PN/DP:1 MB 程序,5 MB 数据;10 ns ;集成 2PN 接口,1 以太网接口,1DP 接口
6ES7 513-1AL00-0AB0 西门子PLC S7-1500 CPU 1513-1 PN:300 KB 程序,1.5 MB 数据;40 ns;集成 2PN 接口,
6ES7 511-1AK00-0AB0 西门子PLC S7-1500 CPU 1511-1 PN:150 KB 程序,1 MB 数据;60 ns;集成 2PN 接口,
数字量扩展模块
SM 521 数字量输入模块
SM 522 数字量输出模块
SM 523 数字量输入输出模块
数字量输入模块可记录设备中的 24 V DC 或 230 V AC 信号,并将它们传送到控制器。可以连接开关以及 2 线制、3 线制或 4 线制接近开关。
35 mm 宽的输入模块具有可设定的参数和诊断功能,因此可根据相应过程要求进行灵活调整。
25 mm 宽的低成本模块没有可设定的参数或诊断功能,可极为方便地集成到工程系统中。建议将它们在只需要很少输入通道的位置使用,或在必须在十分有限的空间内部署大量通道的情况下使用。
根据需要,可在一个站中并排使用两种模块。由于具有统一特性并采用共同的系统附件,处理十分方便。
提供了以下宽度为 35 mm 的数字量输入模块:
DI 16x24VDC HF;
16 通道数字量输入模块,用于记录 24 V DC 信号;一个电压组;输入延迟 0.05 ... 20 ms;输入类型 3 (IEC 61131);可设置诊断和硬件中断
DI 32x24VDC HF;
32 通道数字量输入模块,用于记录 24 V DC 信号;两个电压组;输入延迟 0.05 ... 20 ms;输入类型 3 (IEC 61131);可设置诊断和硬件中断
DI 16x24VDC SRC BA;
16 通道数字量输入模块,用于记录 24 V DC 信号;低电平有效;一个电压组;固定输入延迟 3.2 ms;输入类型 3 (IEC 61131)
DI 16x230VAC BA;
16 通道数字量输入模块,用于记录 230 V DC 信号;低电平有效;一个电压组;固定输入延迟 20 ms;输入类型 1 (IEC 61131)
提供了以下宽度为 25 mm 的数字量输入模块:
16 通道数字量输入模块,用于记录 24 V DC 信号;漏型输入;一个电压组;固定输入延迟 3.2 ms;输入类型 3 (IEC 61131)
32 通道数字量输入模块,用于记录 24 V DC 信号;漏型输入;一个电压组;固定输入延迟 3.2 ms;输入类型 3 (IEC 61131)
数字量输出模块可以切换设备中的 24 V DC 或 230 V AC 电压,从而可将内部信号从控制器传输至设备。可以连接电磁阀、直流接触器和指示灯。
35 mm 宽的输出模块具有可设定的参数和诊断功能,因此可根据相应过程要求进行灵活调整。

25 mm 宽的输出模块没有可设定的参数或诊断功能,因此可极为方便地集成到工程系统中。建议将它们在只需要很少输入通道的位置使用,或在必须在十分有限的空间内部署大量通道的情况下使用。

根据需要,可在一个站中并排使用两种模块。由于具有统一特性并采用共同的系统附件,处理十分方便。

提供了以下宽度为 35 mm 的数字量输出模块:

DQ 16x24VDC/0.5A ST;

数字量输出模块,16 通道 24 VDC / 0.5 A(晶体管);两个电压组;每组 4 A;可设置诊断功能;可设置输出替代值

DQ 32x24VDC/0.5A ST;

数字量输出模块,32 通道 24 VDC / 0.5 A(晶体管);四个电压组;每组 4 A;可设置诊断功能;可设置输出替代值

DQ 8x24VDC/2A HF;

数字量输出模块,8 通道 24 VDC / 2 A(晶体管);四个电压组;每组 8 A;可设置诊断功能;可设置输出替代值

DQ 8x230VAC/2A ST;

数字量输出模块,8 通道 230 VAC / 2 A(晶体管);八个电压组;每组 2 A;可设置诊断功能;可设置输出替代值

DQ 8x230VAC/5A ST;

带有 8 点输出的数字量输出模块,230 V AC/5 A(继电器);8 个电压组;每组 5 A;可设置输出的替代值

提供了以下宽度为 25 mm 的数字量输出模块:

DQ 16x24VDC/0.5A BA;

带有 16 个通道的数字量输出模块,24 VDC/0.5 A(晶体管);源型输出;两个电压组 4A

DQ 32x24VDC/0.5A BA;

带有 16 个通道的数字量输出模块,24 VDC/0.5 A(晶体管);源型输出;四个电压组;每组 4 A

数字量输入/输出模块可记录设备中的 24 V DC 信号,并将信号传送到控制器。可以连接开关以及 2 线制、3 线制或 4 线制接近开关。

设备上的 24 VDC 数字量输出开关,可将控制器的内部信号传输至设备。可以连接电磁阀、直流接触器和指示灯。

25 mm 宽的低成本输入/输出模块没有可设定的参数或诊断功能,因此可极为方便地集成到组态系统中。建议将它们在只需要很少输入/输出通道的位置使用,或在必须在十分有限的空间内部署大量通道的情况下使用。

提供了以下宽度为 25 mm 的数字量输入/输出模块:

DI 16x24VDC / DQ 16x24VDC/0.5A BA:

16 点数字量输入,用于记录 24 V DC 信号;漏型输入;一个电位组;固定输入延时 3.2 ms;输入类型 3 (IEC 61131);

16 点数字量输出 24 V DC / 0.5 A(晶体管);源型输出;两个电位组;每个组 4 A

16 个数字量输入与 16 个数字量输出

灵活地选择控制器以满足相应任务需要

用于使用附加输入端和输出端对系统进行后续扩展

适合在十分狭小的空间内使用:极为经济,无参数设置或诊断功能

模拟量扩展模块

SM 531 模拟量输入模块

SM 532 模拟量输出模块

SM 534 模拟量输入输出模块

模拟量输入模块可以记录压力或温度等过程信号,并以数字形式(16 位形式)将它们传送给控制器。这些模块适用于测量电流(2 线制和 4 线制传感器)、电压和电阻,并适合连接电阻温度计和热电偶(测量类型取决于模块)。

提供有以下模拟量输入模块:

AI 4xU/I/RTD/TC ST

带有 4 个通道的模拟量输入模块;分辨率 16 位;准确度 +/-0.3%;一个电位组;共模电压 10 V;可设置诊断参数;硬件中断(两个上限和下限);在执行期间进行校准。

模块宽度 25 mm

AI 8xU/I/RTD/TC ST

带有 8 个通道的模拟量输入模块;分辨率 16 位;准确度 +/-0.3%;一个电位组;共模电压 10 V;可设置诊断参数;硬件中断(两个上限和下限);在执行期间进行校准。

模块宽度 35 mm

AI 8xU/I HS

模拟量输入模块,带 8 个通道;分辨率 16 位;准确度 +/-0.3%; 一个电压组;共模电压 10 V;可设置诊断参数;硬件中断(两个上限和下限);8 通道高速模块,125 µs;等时同步模式;在执行期间进行校准

模块宽度 35 mm

模拟量输出模块可以将 16 位数字值转换为电流或电压并输出到过程。例如,它们适合控制比例阀或小型伺服驱动器。

提供有以下模拟量输出模块:

AQ 2xU/I ST

2 通道模拟量输出模块;16 位分辨率;准确度 +/-0.3%;一个电压组;可设置诊断参数;可设置输出的替代值;在执行时间中进行校准

模块宽度 25 mm

AQ 4xU/I ST

4 通道模拟量输出模块;16 位分辨率;准确度 +/-0.3%;一个电压组;可设置诊断参数;可设置输出的替代值;在执行时间中进行校准

模块宽度 35 mm

AQ 8xU/I HS

8 通道模拟量输出模块;16 位分辨率;准确度 +/-0.3%;一个电压组;可设置诊断参数;可设置输出的替代值;高速 8 通道,125 µs;等时同步模式;在执行时间中进行校准

模块宽度 35 mm

用一个螺丝安装在 S7-1500 安装导轨上

35 mm 模块 采用螺钉型端子或推入式端子的标准化 40 针前连接器(不能用于 25 mm 模块)

25 mm 模块 采用推入式端子的标准化 40 针前连接器(不能用于 35 mm 模块)

可连接芯线截面积 0.25 mm2 - 1.5 mm2(AWG24 至 16),无论使用何种前连接器

前连接器的预接线位置

前盖带有可扩充的电缆室,即使完全接线时也如此

模拟量输入输出模块可以记录压力或温度等过程信号,并以数字形式(16 位形式)将它们传送给控制器。 这些模块适用于测量电流(2 线制和 4 线制变送器)、电压和电阻,并适合连接电阻温度计和热电偶(测量类型取决于模块)。

模拟量输入/输出模块可以将 16 位数字值转换为电流或电压,并输出到过程。例如,它们适合控制比例阀或小型伺服驱动器。

提供有以下模拟量 I/O 模块:

AI/AQ 4xU/I/RTD/TC / 2xU/I ST

4 个模拟量输入通道;

16 位分辨率;准确度 +/-0.3%;一个电压组;10 V 共模电压;可设置诊断参数;硬件中断(两个上限值和下限值);在运行过程中进行校准。

2 个输出通道;

16 位分辨率;准确度 +/-0.3%;一个电压组;可设置诊断参数;可设置输出的替代值;在运行过程中进行校准。

模块宽度 25 mm

S7-1500PLC功能模块

TM 2x24V 计数器模块

TM PosInput 2 位置检测模块

2通道高速计数器模块

具有大量参数设置选项,可根据具体任务进行最佳调整,降低控制负荷

速度和时间段测量

存储和比较功能

连接 24 V 编码器

计数器模块可以检测快速高频信号,并将计数器读数和当前速度返回到控制器。计数器控制可通过数字量输入和输出信号来确保精确的计数器结果和系统中的快速响应。通过大量参数设置选项,可针对手边的任务进行最佳调整,降低控制负荷。

提供有以下计数器模块:

TM Count 2x24V:

快速计数器模块,2 通道;计数功能高达 200 kHz;硬件和软件门;连接 24 V 编码器;每通道 3 点数字量输入(除计数器输入外)和 2 点数字量输出;频率、速度和时间段测量;存储和比较功能;24 V 编码器电源;等时同步模式

位置检测模块 TMPosInput 2 用于计数和位置检测。

在计数模式下,该模块检测高速高频信号,并将计数器读数和当前转速传送给控制器。计数器控制可通过数字量输入和输出信号来确保精确的计数器结果和系统中的快速响应。通过大量参数设置选项,可针对手边的任务进行最佳调整,降低控制负荷。

为了进行检测,可连接增量式编码器或 SSI 绝对值编码器。绝对值编码器的优点是,接通后可立即得到轴的位置,无需执行参考运行。

通讯模块

CM PtP

CM 1542-5

CP 1542-5

CM 1542-1

CP 1543-1

SCALANCE W774

可通过CM PTP通信模块与外部通信伙伴连接以交换数据。由于有大量参数设置选项,可以针对通信伙伴灵活调整控制。

Modbus RTU 主站可为最多 30 个 Modbus 从站创建一个 Modbus RTU 网络。

可为您提供下列通讯模板:

CM PtP RS232 BA;

带有 RS232 接口的通信模块,适用于协议 Freeport、3964(R) 和 USS;9 针 Sub D 连接器,最高 19.2 Kbit/s,1 KB 帧长度,2 KB 接收缓冲区

CM PtP RS232 HF;

带有 RS232 接口的通信模块,适用于协议 Freeport、3964(R) 和 Modbus RTU;9 针 Sub D 连接器,最高 115.2 Kbit/s,4 KB 帧长度,8 KB 接收缓冲区

CM PtP RS422/485 BA;

带有 RS422 和 RS485 接口的通信模块,适用于协议 Freeport、3964(R) 和 USS;15 针 Sub D 插座,最高 19.2 Kbit/s,1 KB 帧长度,2 KB 接收缓冲区

CM PtP RS422/485 HF;

带有 RS422 和 RS485 接口的通信模块,适用于协议 Freeport、3964(R)、USS 和 Modbus RTU;15 针 Sub D 插座,最高 115.2 Kbit/s,4 KB 帧长度,8 KB 接收缓冲区

CM 1542-5 通信模块通过附加的 PROFIBUS 连接对 SIMATIC S7-1500 控制器加以扩展,这个附加连接可用于带宽为 9.6 kbit/s 至 12 Mbit/s 的下层 PROFIBUS 设备进行通信。通过此模块,还可实现单独的 PROFIBUS 线路;换言之,通过几个 PROFIBUS 网段来控制多个现场设备。CM 1542-5 处理所有通信任务,从而降低了 CPU 的负荷。

除常规 PROFIBUS 通信外,CM 1542-5 还适用于 S7 通信。这样就可以建立 S7-1500 控制器与其它设备间的通信,例如,与 SIMATIC S7-300/400 系列中的设备建立通信。

PROFIBUS DP 主站,带有用于将 SIMATIC S7-1500 连接至 PROFIBUS (传输速率最大为 12 Mbit/s,包括 45.45 Kbit/s)的电气接口

通讯服务:

PROFIBUS DP

编程器/OP 通信

S7 通信

时间同步

通过 PROFIBUS 进行简单编程和组态

通过 S7 路由使用跨网络的编程器通讯

无需编程设备即可更换模块

数据记录路由(PROFIBUS- DP)

在运行时添加或更改分布式 I/O

CM 1542-1通讯模块用来将 SIMATIC S7-1500 连接至 PROFINET 网络。由于其自身备有处理器,从而解除了 CPU 的通讯任务并有助于另加连接。

CM 1542-1 提供的通信选件带有:

编程器/PC

主 PC

操作员控制和监测系统,

SIMATIC S5/S7 系统

PROFINET IO 设备

通过 LAN 进行远程编程

具有 SIMATIC S7-1500 系统设计的全部优点:

紧凑型设计:

2 个 RJ45 端口(集成式双端换机),用于连接 10/100 Mbit/s 全/半双工 PROFINET 网络;

通过自动协商和自动交叉自动地检测数据传输速率;

通过带 180 电缆引线的 IE FC RJ45 Plug 180 或标准网线进行连接

该模板通过背板总线提供电源

3 个 LED 灯,用于显示模块的工作状态和通信状态;前盖板下有 2 个状态 LED,用于显示 PROFINET 接口的状态

安装简单:

CM 1542-1 安装在 S7-1500 的导轨上,并经过总线连接器连接到邻近的模块。

CM 1542-1 工作时可以无需风扇;不需要备用电池。

不需编程器即可更换模板

模块前连接器 (接线端子)
统一的 40 针前连接器,适用于 SIMATIC S7-1500 I/O 模块
适用于宽度为 25 mm 或 35 mm 的模块
带螺钉型端子或推入式端子
可连接芯线截面积0.25 mm2 至 1.5 mm2(AWG 24 至 16)
模块供货范围内包括 25 mm 模块的前连接器
1-phase, 24 V DC (for S7-1500 and ET200MP)
负载电源
单相, 24 V DC/3 A (PM 1507)
单相, 24 V DC/8 A (PM 1507)
系统电源
电源 (PS) 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电路供电。例如,如果由 CPU 或接口模块向背板总线提供的电源不足以为所有连接的模块供电,或者应在 S7-1500 配置中或在 ET 200MP 的分布式配置中实现一个以上电源段,就要使用这些电源。
电源是用螺丝直接固定到 S7-1500 安装导轨上的,并通过 U 型连接器与上游或下游模块相连。
电源的前面包括:
状态和故障诊断显示 LED
电源还包括:
接通/ 关断开关
电源端子
特性:
取决于模块类型的额定输入电压
取决于模块类型的输出功率
电源缓冲
与总线实现电流隔离
电源模块支持以下功能:
固件更新
识别和维护数据 I&M0 至 I&M3
在运行模式下组态
诊断消息
诊断中断
附件
安装导轨
标签薄膜纸
备件
用于安装 SIMATIC S7-1500 或 ET 200MP 的铝制安装导轨
带有可卡装到各种标准部件上的集成 DIN 导轨
通过一个螺丝来安装模块
通过用螺丝固定到控制柜壁上进行安装。
可使用导轨的整个长度
安装导轨具有多种型号:
具有固定长度型、预钻孔型和带接地件型
长 160 mm
长 482 mm
长 530 mm
长 830 mm
切割至定长的型号,长度 2000 mm;
安装人员必须钻孔,必须单独订购接地件。
由于安装导轨中集成有 DIN 导轨,因此可以卡装许多标准部件,如端子、小型断路器或小型继电器

本文介绍了西门子S7-1500PLC在喷涂机器人及悬挂行走机构总控系统中的应用;从软硬件设计方面,并结合现场调试实例,叙述了对关键功能的成功实现。

一、项目介绍
近年来,机器人自动化喷涂系统因其具有重复精度高、涂装质量好、可靠性好、适用性强、效率高等众多优点,已广泛应用于汽车等工业领域。而目前航空产品制造过程仍旧是劳动密集、工序繁复、工况恶劣、辅以大量工装夹具并以手工制造为主,自动化生产能力不足。在国家提出十三五规划,大力发展智能制造2025的时代大背景下,中航工业复合材料制造所远瞩,率先在喷涂领域采用机器人进行自动化生产,加快了企业生产模式转型升级,提高了装备先进制造能力。
本项目采用的是一台可移动的悬挂式喷涂6轴机器人,它安装在3自由度直角坐标变位天车上,可以在喷房范围内(喷漆房内尺寸:L30m×W9m×6.5m)进行前后、左右、上下及旋转等多个自由度的运动,机器人的手臂上带有一支喷枪,能实现对大型复合材料工件外表面涂装涂层的喷涂作业。
二、悬挂式机器人喷涂系统组成
悬挂式机器人喷涂系统由总控系统、天车系统(悬挂行走机构)、机器人系统、智能供漆系统以及视频监控系统组成,系统网络图如图1所示:
天车系统包括:1套纵走机构(X轴)、1套横走机构(Y轴)、1套升降机构(Z轴)和电气伺服驱动系统,还有用于维修和检测的走台等附属设施。如图2所示:
智能供漆系统由虹吸管、隔膜泵、物料罐、过滤器、2KS、调压器、空打保护器等组成一套完整的供漆系统,是喷涂系统的重要组成部分,其承担着从原料供应到原料调节预混配比等重要的作用,是执行机构的必要前提。物料包含油漆、固化剂和清洗剂。
项目选用的是史陶比尔(Staubli)TX250系列6轴机器人,也是最新款的机器人。整个机器人系统由3个部件组成,包括控制器CS8C、机械手臂(Arm)以及手动示教盒(Manualcontrolpendant,MCP)。
三、控制系统架构
此套系统的总控系统控制器采用西门子S7-1500PLC作为主控制器,WinCCProfessionalV13SP1作为上位机操作画面,TP1200作为操作面板,天车、机器人和供漆系统分别采用S7-1200作为控制器。S7-1500总控系统通过PROFINET总线与喷涂机器人系统、供漆系统和悬挂行走系统通讯,完成系统整体控制,实现对系统运行状态的实时监控及操作,保证对整个工件的连续喷涂。控制系统架构如图4所示,主控系统硬件设备表单
四、控制系统实现的功能
悬挂式机器人喷涂系统可以实现对天车系统和机器人喷涂系统的单独进行操作。在现场天车可以通过操作屏TP700进行操作,分别对X、Y和Z轴伺服电机进行上电、零点校准、绝对定位等。
供漆系统的现场屏TP700可以显示油漆液位、清洗剂液位、固化剂液位、管路压力、电磁阀状态、流体调压器状态、2KS系统各种油漆的自动配比情况、气动泵以及防空打保护器等。
机器人系统的现场屏TP700显示X、Y、Z、RX、RY、RZ六轴移动情况。现场示教盒可对机器人进行离线轨迹规划等。
总控制系统包括现场控制系统和远程控制系统两套组成。现场控制系统能通过总线与机器人系统、悬挂行走系统和供漆系统通讯,完成系统整体控制,对整个工件的连续喷涂;远程控制系统主要实现对系统运行状态的实时监控及操作。
总控制系统能够对分系统进行控制及状态显示。可对供漆系统自动进行换色、加料、清洗等操作。可对悬挂行走机构运动过程中产生的误差进行修正。
五、喷涂工艺流程及控制的技术要点
悬挂式机器人喷涂系统喷涂工艺流程如下:
首先天车系统、供漆系统和喷涂系统准备就绪,工件进入位置,并定位→系统检测工件实际位置→坐标拟合→示教(手动调试程序)→启动运行,总控读取喷漆“工件数据”,发喷涂“轨迹号”和喷涂“配方确认”信号给机器人喷涂系统→机器人喷涂系统读取喷涂“轨迹号”和颜色“配方号”→机器人喷涂系统确定是当前喷涂配方,则给总控发出位置1的“喷涂申请”信号→悬挂系统三轴分别到达位置1后,发“天车已到喷涂位置”信号给总控→2KS混合,机器人开始自动喷涂(调用喷涂程序1)→喷涂工件1号区域,喷涂完成,机器人回到HOME位后停止,并给总控发“喷涂完成”信号→总控读取“喷涂完成”信号,变换工件指针,指向2号区域工件数据,发喷涂“轨迹号”和喷涂“配方确认”信号给机器人喷涂系统→机器人喷涂系统读取喷涂“轨迹号”和颜色“配方号”→机器人喷涂系统确定是当前喷涂配方,则给总控发出位置2的“喷涂申请”信号→悬挂系统三轴分别到达位置2后,发“天车已到喷涂位置”信号给总控→2KS混合,机器人开始自动喷涂(调用喷涂程序2)→喷涂工件2号区域,喷涂完成后,机器人回到HOME位后停止……
按上述程序分别喷涂工件3号区域,4号区域……n号区域,直至完成工件的全部喷涂任务→机器人回零位(HOME点),天车回到原始位置,工件下线。
为了完成对整个工件的连续喷涂,直至天车回到原始位置,总控的S7-1500控制器作为整个系统最为关键的核心部件,协调控制天车和机器人系统的工作。手动示教调试机器人程序时,要把工件在每个区域的天车X、Y、Z坐标值、机器人的轨迹号要手动记录下来,通过在总控的操作屏TP1200或者在中控的工控机上输入,存入总控S7-1500PLC的数据块里,系统自动运行时,再自动一步一步按照工艺顺序调用已经存入的数据。
由于工件种类多,不同工件划分的区域大小是不一样的,而且每个区域是多个数值,存储数据的DB块是数据的嵌套,即为多重数组,所以DB块的大小要开辟足够大,才能满足生产要求。总控若选择普通的S7-300/400PLC用STEP7编程方式实现数据的存储和读取有一定的困难,故选择S7-1500PLC采用TIA博途的SCL编程方式实现此功能,更加方便和容易。下面介绍实现过程。
工件工艺数据表的建立过程:
⑴.在TIA博途V13SP1编程软件下,添加一个新的“PLCdatatypes”(相当于Step7里建立的用户自定义DB块),命名为“工件配方”,在里面添加“天车X坐标”(定义为整数数据类型)、“天车Y坐标”(定义为整数数据类型)、“天车Z坐标”(定义为整数数据类型)和“机器人轨迹号”(定义为字节数据类型),外加两个备用数据,防止以后客户提出增加新功能时用,“油漆配方号”(定义为Word数据类型)和“油漆流量”(定义为整数数据类型),现在这两个数据是在画面上直接输入,供漆系统直接接收的。
⑵在博途的程序文件下添加全局类型的DB块,数据号为8,名称为“工件工艺表1”,打开该数据块,在里面添加名称为“工件数据”,数据类型是以上面建立的数组“工件配方”的为类型,范围是1到200的数组,如图9所示,数据组展开后如图10所示。并且把“Retain”掉电保持的选项勾选上。
“工件工艺表1”数据组建立
“工件工艺表1”数据组展开
⑶实际示教填表SCL程序的编写:在博途的程序文件下添加函数功能块FB63,定义输入输出接口,X轴位置、Y轴位置、Z轴位置、机器人路径号、油漆编号、最大工件号及HMI存数确认、计数指针等参数。接口参数如图11所示:

FB63主要程序编写如下:
IF#HMI确认脉冲=1AND#计数指针<=#最大工件号then<p=“”>
//从触摸屏即子程序的IN口输入数值放到DB工艺工件表中
“工件工艺表1”.工件数据[#计数指针].天车X坐标:=#X轴位置;
“工件工艺表1”.工件数据[#计数指针].天车Z坐标:=#Z轴位置;
“工件工艺表1”.工件数据[#计数指针].机器人轨迹号:=#机器人路径号;
“工件工艺表1”.工件数据[#计数指针].油漆配方号:=#油漆编号;
#计数指针:=计数指针+1;
//每次输入完一个数组后,指针加1,指向下一个位置
实际示教填数接口参数
下面是其中一个大机翼示教的数据表,17个定点喷涂,才能完成整个零件的喷涂。
序号X轴坐标值Y轴坐标值Z轴坐标值机器人轨迹号
注:X/Y/Z的单位是mm
表2大机翼示教数据表
自动时多重数组的读取过程:
这个过程比较复杂,涉及到把存储在“工件工艺表1”数组DB8里的每一组数据读出来,然后把X轴位置、Y轴位置和Z轴位置通过PROFINET通讯传给天车系统的S7-1200PLC,把机器人轨迹号通过PROFINET通讯传给机器人系统的S7-1200PLC。根据悬挂式机器人喷涂系统喷涂工艺流程顺序执行。
自动读取工件工艺表SCL程序的编写:在博途的程序文件下添函数功能块FB91,定义输入输出接口。接口参数如图12所示:
自动读取工件工艺表接口参数
FB91部分程序编写如下:
IF#启动信号脉冲=1AND首步骤=0THEN
#o天车X坐标:=“工件工艺表1”.工件数据[#i开始步骤].天车X坐标;
#o天车Y坐标:=“工件工艺表1”.工件数据[#i开始步骤].天车Y坐标;
#o天车Z坐标:=“工件工艺表1”.工件数据[#i开始步骤].天车Z坐标;
#o机器人轨迹号:=“工件工艺表1”.工件数据[#i开始步骤].机器人轨迹号;
#o油漆配方号:=“工件工艺表1”.工件数据[#i开始步骤].油漆配方号;
#i开始步骤:=1;
#计数指针:=#i开始步骤;
#o查表完成天车回原点:=0;

六、结束语
本次项目使用西门子S7-1500PLC与TIA博途软件,S7-SCL语言在编程过程中得到大量的应用,相对于西门子PLC的其它类型编程语言而言,SCL在多重数组数据处理中优势明显,要求循环使用的控制任务更方便,不仅程序量小,而且不易出错,调试周期大大缩短,总体来说,采用S7-1500系列PLC在项目开发进程中,缩短了设计和调试周期,改进了设备调试的方法和效率,是工业装备研发制造的一大利器。
本系统自投运以来,设备运行状况良好,控制可靠稳定,缩短喷涂作业周期长,提高生产效率,使工件的涂层厚度和均匀度都达到了理想的效果,极大地降低了工人的劳动强度和改善工作环境,得到了复材领导及一线员工的认可。实现飞机制造从传统的手工喷涂作业向高效、智能、精确的自动化喷涂作业的跨越,满足飞机整机性能指标,提高产品质量,增强新一代飞机快速研制生产能力,提高航空工业核心竞争力。



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