micro application example – add on · a nossa responsabilidade por danos causados através da...

Micro Application Example – Add on

Descrição da biblioteca STEP 7-Micro/WIN utilizada no exemplo de micro aplicação 22 para o "Posicionamento controlado de eixos lineares"

Anexo do Micro Application Example 22

Nota

Micro Automation Set 22 ID-artigo: 24104802

eixo lineari V1.0 Seite 2/20

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Nota Os Micro Automation Sets são facultativos e não pretendem ser completos quanto à configuração e ao equipamento, bem como quaisquer eventualidades. Os Micro Automation Sets não representam soluções específicas para os clientes, pretendendo apenas oferecer uma ajuda para a solução de exigências típicas. Você mesmo é responsável pelo funcionamento adequado dos produtos descritos. Os presentes Micro Automation Sets não eximem você da obrigação de utilização segura na aplicação, instalação, operação e manutenção. Através da utilização destes Micro Automation Sets você aceita a não responsabilidade da Siemens por eventuais danos para além do regulamento de responsabilidade descrito. Nós nos reservamos o direito de efetuar alterações nestes Micro Automation Sets a qualquer momento sem aviso prévio. Em caso de divergências entre as sugestões contidas nestes Micro Automation Set se outras publicações da Siemens, por exemplo catálogos, prevalece o conteúdo da outra documentação.

Garantia, responsabilidade e suporte Não assumimos nenhuma garantia pelas informações contidas neste documento.

A nossa responsabilidade por danos causados através da utilização dos exemplos, avisos, programas, dados de configuração e de potência etc., descritos neste Micro Automation Set fica excluída, independente da causa jurídica. Tal não se aplica por exemplo nos casos em que a lei alemã sobre a responsabilidade civil do fornecedor (Produkthaftungsgesetz) obriga a responsabilidade por dolo, negligência grave, ou nos casos em que a integridade física ou a vida humana bem como a saúde sejam violadas, no caso de prestação de garantia em razão da natureza de alguma coisa, no caso de ocultação dolosa de um erro ou no caso de descumprimento das obrigações contratuais essenciais. A indenização por violação de obrigações contratuais essenciais limita-se porém ao dano típico contratual e previsível, salvo no caso de dolo ou negligência grave ou no caso de obrigatoriedade de responsabilidade decorrente da violação da vida humana e da integridade física bem como da saúde. As disposições acima mencionadas não implicam uma alteração do ônus da prova em seu detrimento.

Copyright© 2006 Siemens A&D. Não é permitida a divulgação ou a reprodução dos Micro Automation Sets ou parte deles, salvo expressamente autorizada pela Siemens A&D.

Em caso de dúvidas relativas a este artigo, envie-nos um e-mail para o seguinte endereço:

Apresentação



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[email protected]

Apresentação Micro Automation Sets são configurações de automação operacionais e testadas à base de produtos A & D padrão para a implementação simples, rápida e econômica de tarefas de automação de pequeno porte. Cada um dos Micro Automation Sets presentes cobre uma tarefa parcial freqüente de um problema típico apresentado pelo cliente na camada inferior de desempenho.

Para estas tarefas parciais você encontra respostas sobre os produtos necessários e como estes funcionam entre si com a ajuda dos Sets.

Para implementar a funcionalidade em que se baseia este Micro Automation Set, também pode ser utilizada uma série de outros componentes (p.ex. outras CPUs, alimentações elétricas, etc.) Estes componentes estão listados nos catálogos da SIEMENS A&D. Os Micro Automation Sets você encontra também sob o seguinte link:

http://www.siemens.de/microset

Sumário 1 Tipos de posicionamento .......................................................................... 4

2 Vista geral sobre os módulos da biblioteca ............................................ 7

3 Utilização da biblioteca.............................................................................. 8

4 Descrição das interfaces da biblioteca .................................................. 11

5 Informações de erro................................................................................. 19

! Atenção

Esta descrição da biblioteca é um documento suplementar do Micro Application Example 22.

Condição indispensável para este documento e a utilização da biblioteca é que você esteja familiarizado com o Micro Automation Set 22.

mailto:[email protected]

http://www.siemens.de/microset

Tipos de posicionamento



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1 Tipos de posicionamento

Classificação A figura seguinte dá uma idéia geral sobre o tipo de acionamento ou motor em dependência do processo de posicionamento selecionado. Os campos marcados em verde são de maior interesse para o presente Micro Automation Set. Figura 1-1

POSICIONAMENTO

Posicionamento controlado

Conversor defreqüência

Motor assíncrono

Posicionamento regulado

Conversor defreqüência

Motor assíncronoMotor de passo

Acionamento demotor de passo

Servo-acionamento

Servomotor

Comutação depares de pólos

Posicionamento controlado por meio de deslocamento em marcha rápida / lenta O posicionamento controlado por meio de deslocamento em marcha rápida / lenta começa no ponto de partida e acelera para a velocidade rápida. A posição final é atingida por:

• Mudança de uma velocidade rápida para uma velocidade lenta

• Frenagem da massa no chamado "ponto de desligamento"

Figura 1-2

Ponto de partida Ponto final

Velocidade rápida

Velocidade lenta

Velo

cida

de

Tempo

Ponto de mudança

Ponto de desligamento

A tabela seguinte mostra a influência da alteração da massa sobre a exatidão de posicionamento:




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Tabela 1-1

Carro de deslocamento Carro de deslocamento

2kg 2kg

Posicionamento a 10m


O posicionamento controlado é dimensionado exatamente para uma massa (p. ex. 2kg). O começo do processo de frenagem é determinado de modo que o carro de deslocamento pare num ponto exatamente definido.


Posição antiga Nova posição

2kg


2kg 2kg 2kg 2kg 2kg

Divergência


O aumento da massa posta no carro de deslocamento tem por conseqüência que a massa inerte passa para além da posição final previamente definida após o começo do processo de frenagem. Daí resulta uma divergência permanente.

Posicionamento regulado Através da determinação contínua da posição teórica e real atual e a compensação da diferença dos dois valores de posição, o posicionamento regulado assegura que a posição final seja sempre atingida. Nisto, a ultrapassagem temporária da posição final é corrigida.

Tabela 1-2


2kg 2kg



No caso do posicionamento regulado a posição atual do carro de deslocamento é sempre transmitida ao controlador. A partir daí é calculada a ativação do motor. Desta forma o controlador sempre pode adaptar a velocidade do motor ao trajeto restante do carro de deslocamento e a posição final exata é atingida.


Posição antiga Nova posição

2kg


2kg 2kg2kg 2kg 2kg


O aumento da massa já não interfere na exatidão do posicionamento e a posição final exata é atingida.




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O que se entende por um eixo? O deslocamento de um objeto numa linha definida e/ou a realização de uma rotação definida é chamado "deslocamento de um eixo". Basicamente existem dois tipos diferentes de eixos:

• Eixo linear

• Eixo rotativo

Eixo linear A área de deslocamento do eixo é determinado fixamente por uma posição inicial e final. A posição atual registrada encontra-se sempre dentro desta área. Figura 1-3, exemplos para o eixo linear

0 1 2 3 4 5 6 7 8 990 270

180

45

135 225

315

Eixo rotativo O deslocamento cíclico de um eixo rotativo por 360° é repetido ciclicamente (p. ex. movimento circular). A posição real recomeça em 0° depois de uma rotação completa. Fala-se também de um eixo módulo. Figura 1-4, exemplo para o eixo módulo

90 270

180

45

135 225

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Vista geral sobre os módulos da biblioteca



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2 Vista geral sobre os módulos da biblioteca

Vista geral A biblioteca contém os seguintes módulos:

• Ln_Intialise (Inicialização e instalação do programa no startup da CPU)

• Ln_Jog_Motion (Possibilita o deslocamento no modo "jog")

• Ln_Referencing (Referencia o posicionamento)

• Ln_Positioning (Posicionamento a um valor absoluto dentro dos limites de software e de hardware)

• Ln_Info_and_Commission (opcional) (Põe à disposição informações adicionais para a colocação em funcionamento e para a operação; este módulo não é obrigatório, mas recomenda-se para a colocação em funcionamento)

• Ln_Control_INT (Programa para a interrupção de 50ms para chamar o módulo Ln_Control_IO)

• Ln_Control_IO (Trata de todos os comandos de deslocamento relevantes para o posicionamento durante a interrupção, calcula a posição atual e controla o conversor de freqüência)

Utilização da biblioteca



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3 Utilização da biblioteca

Integração da biblioteca em STEP 7-Micro/WIN Para poder utilizar uma biblioteca no STEP 7-Micro/WIN, você deve primeiramente integrá-la na ferramenta. Os passos necessários para tal estão listados na seguinte tabela. Tabela 3-1

Passo Ação Quadro/nota

1. A biblioteca encontra-se na página HTML da qual você carregou este documento. Grave a biblioteca no seu disco rígido. ((O nome do arquivo da biblioteca é: „Set22_MicroWin_Library_Linear_V1d5.mwl“)

2. Abra STEP 7-Micro/WIN 3. • Na árvore de projeto clique com o

botão direito do mouse na opção "Bibliotecas".

• Selecione a opção "Juntar/retirar bibliotecas".

4. • Clique no botão esquerdo "Juntar".

• Navegue no seu disco rígido até a posição da biblioteca gravada e selecione-a.

• Confirme este diálogo com "Gravar". 5. • A biblioteca aparece numa janela.

• Confirme esta janela com "OK"“.

6. A biblioteca está agora disponível em

STEP 7-Micro/WIN.




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Utilização da biblioteca no seu programa de usuário

Nota Presumimos aqui que a biblioteca está corretamente integrada em STEP 7-Micro/WIN.

Tabela 3-2


1. Abra STEP 7-Micro/WIN e abra o projeto em que pretende integrar a biblioteca.

2. Navegue no programa à pasta em que pretende inserir os subprogramas da biblioteca.

3. • Abra na árvore de projeto a pasta "Bibliotecas"

• Abra a biblioteca "linear_pos_oloop".

4. Clique nos subprogramas seguintes e arraste e solte estes no seu programa: • Ln_Intialise • Ln_Jog_Motion • Ln_Referencing • Ln_Positioning • Ln_Info_and_Commission (opcional)

5. Navegue para o programa de interrupção Ln_Control_INT




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6. Arraste e solte o subprograma Ln_Control_IO até ao programa de interrupção Ln_Control_INT.

7. Ligue a entrada EN dos subprogramas

através de um contato padrão a variável SM0.0. Ligue a seguir as entradas e saídas do módulo com as variáveis correspondentes. (Veja capítulo seguinte)

8. Atribua a área de memória prevista à biblioteca. Clique com o botão direito do mouse em "Módulo de programa" e selecione no menu contextual "Memória para biblioteca...".

9. • Introduza no menu seguinte a área

de memória que pretende utilizar. (A biblioteca precisa cerca de 124 Bytes).

• Confirme com "OK".

! Atenção

A biblioteca utiliza no programa de usuário as saídas digitais A0.0, A0.1 e A0.2.

Descrição das interfaces da biblioteca



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4 Descrição das interfaces da biblioteca

Chamada do módulo "Ln_Initialise" Figura 3-1

Tabela 4-1

Nº Designação Tipo Descrição

1. EN Entrada, BOOL Ativação do subprograma. (Chamada cíclica obrigatória!)

Chamada do módulo "Ln_Jog_Motion" Figura 3-1

Tabela 4-2


1. EN Entrada, BOOL Ativação do subprograma. 2. fast_backward Entrada, BOOL Se o programa se encontrar

no modo "jog", o motor desloca rapidamente em direção positiva enquanto o bit está ativo.




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3. fast_backward Entrada, BOOL Se o programa se encontrar no modo "jog", o motor desloca rapidamente em direção negativa enquanto o bit está ativo.

4. slow_forward Entrada, BOOL Se o programa se encontrar no modo "jog", o motor desloca lentamente em direção positiva enquanto o bit está ativo.

5. slow_backward Entrada, BOOL Se o programa se encontrar no modo "jog", o motor desloca lentamente em direção negativa enquanto o bit está ativo.

6. busy Saída, BOOL O bit está ativo enquanto o motor desloca no modo "jog"

Chamada do módulo "Ln_Referencing" Figura 3-1

Tabela 4-3


1. EN Entrada, BOOL Ativação do subprograma. 2. start Entrada, BOOL Inicia a determinação do

ponto de referência 3. reference_switch Entrada, BOOL Entrada para o interruptor de

ponto de referência.




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4. reverse_switch Entrada, BOOL Entrada para o interruptor de ponto de retorno. Veja o gráfico seguinte.

5. offset Entrada, REAL Deslocamento do interruptor de ponto de referência ao ponto zero.

6. referenced Saída, BOOL O bit está LIGADO quando a determinação do ponto de referência foi concluída com sucesso.

7. busy Saída, BOOL O bit está LIGADO enquanto a determinação do ponto de referência é realizada.

8. aborted Saída, BOOL O bit está LIGADO após o cancelamento da determinação do ponto de referência após a ocorrência de um erro.

No gráfico seguinte são apresentados em vermelho os interruptores/parâmetros para o deslocamento ao ponto de referência. Figura 4-1 Limite físico esquerdo da

área de deslocamentoLimite físico direito daárea de deslocamento

Interruptor de posiçãofinal de hw Interruptor de

posição final de hwInterruptor de ponto de retorno

Área de deslocamento

Interruptor de ponto de referência

0 mm 200 mm

Deslocamento do ponto de referência

Interruptor de posição final de sw Interruptor de posição final de sw

Na determinação do ponto de referência o interruptor de ponto de referência é procurado sempre em direção positiva. Daí resulta que uma divergência na determinação do ponto de referência não depende da direção de procura.




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Chamada do módulo "Ln_Positioning" Figura 3-1

Tabela 4-4


1. EN Entrada, BOOL Ativação do subprograma. 2. start Entrada, BOOL Inicia um novo

posicionamento no caso de um flanco positivo.

3. new_setpoint Entrada, REAL Nova posição final para o posicionamento. (0°-360°)

4. off_creep Entrada, REAL Ponto de desligamento do posicionamento

5. orr_rapid Entrada, REAL Ponto de mudança do posicionamento.

6. busy Saída, BOOL O bit está LIGADO enquanto o posicionamento corre.

7. done Saída, BOOL O bit está LIGADO quando o posicionamento foi concluído com sucesso.

8. aborted Saída, BOOL O bit está LIGADO quando o posicionamento não foi concluído com sucesso.




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Chamada do módulo "Ln_Info_and_Commission" Figura 3-1

Tabela 4-5


1. EN Entrada, BOOL Ativação do subprograma. 2. Revolutions Saída, REAL Indica a velocidade de

rotação [min-1] do encoder. 3. Current_Speed Saída, REAL Indica a velocidade angular

[°/s]. 4. Current_Acceleration Saída, REAL Indica a aceleração angular

[°/s²]. 5. Creep_Reached Saída, BOOL Está LIGADO após a

conclusão da aceleração para a velocidade lenta.

6. Rapid_Reached Saída, BOOL Está LIGADO após a conclusão da aceleração para a velocidade rápida.

7. Creep_Value_msrd Saída, REAL Contém o valor de medição para o ponto de desligamento da marcha lenta.

8. Rapid_Value_msrd Saída, REAL Contém o valor de medição para o ponto de mudança da marcha rápida/lenta.

9. Creep_Value_qual Saída, BOOL Analisa a qualidade do valor de medição Creep_Value_msrd.

10. Rapid_Value_qual Saída, BOOL Analisa a qualidade do valor de medição Rapid_Value_qual.




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Chamada do módulo "Ln_Control_INT" Este módulo é chamado automaticamente a cada 50 ms. Não é necessário arrastá-lo para o programa do usuário.

Chamada do módulo "Ln_Control_IO" Figura 3-1

O subprograma deve ser chamado no programa de interrupção "Rt_Control_IO".

Tabela 4-6


1. EN Entrada, BOOL Ativação do subprograma. 2. stop_bit Entrada, BOOL Baixo ativo! O deslocamento

do acionamento é possível enquanto o bit está LIGADO.

3. lower_hw_limit Entrada, BOOL Interruptor de posição final de hardware inferior.

4. upper_hw_limit Entrada, BOOL Interruptor de posição final de hardware superior.

5. error_ack Entrada, BOOL Com o flanco positivo é confirmada uma mensagem de erro pendente.

6. fast_counter Entrada, DWORD Posição do contador rápido.




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7. imp_at_turn Entrada, REAL Número de pulsos por rotação do eixo do encoder.

8. dist_at_turn Entrada, REAL Trajeto percorrido por rotação do eixo do encoder.

9. lower_sw_limit Entrada, REAL Limite de software inferior 10. upper_sw_limit Entrada, REAL Limite de software superior 11. increments_tolerance Entrada, DWORD Tolerância do monitoramento

da parada. (dentro de 50 ms) 12. new_op_mode Entrada, BYTE Modo operacional desejado.

(Mudança possível somente na parada.)

13. Posição Saída, REAL Posição atual (somente válida se referenciada)

14. no_motion Saída, BOOL LIGADO na parada do eixo 15. current_op_mode Saída, BYTE Modo operacional atual 16. stat_word Entrada, WORD Palavra de estado (veja

tabela 5-1) 17. error_word Entrada, WORD Palavra de erro (veja tabela

5-2)

No gráfico seguinte são apresentados os interruptores/parâmetros para o bloco Ln_Control_IO. Figura 4-2

Limite físico esquerdo daárea de deslocamento

Limite físico direito daárea de deslocamento

Interruptor deposição final de hw Interruptor de

posição final de hwInterruptor de ponto de retorno

Área de deslocamento

Interruptor de ponto de referência

0 mm 200 mm

Deslocamento do ponto de referência

Interruptor de posição final de sw Interruptor de posição final de sw

Entradas digitais utilizadas adicionalmente Adicionalmente às entradas e saídas descritas no capítulo a biblioteca utiliza o contador rápido HC0. O contador HC0 utiliza para os dois canais de contagem as entradas E0.0 e E0.1. Tabela 4-7, função das saídas digitais

Saída digital Função

E0.0 Canal de contagem A E0.1 Canal de contagem B




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Saídas digitais utilizadas adicionalmente Para o controle do conversor de freqüência a biblioteca utiliza saídas digitais. Estas estão fixamente integradas na biblioteca. Na seguinte tabela você encontra a atribuição das saídas à função correspondente. Tabela 4-8, função das saídas digitais

Saída digital Função

A0.0 Comando de ligação e freqüência fixa 1 do conversor de freqüência. (Marcha lenta)

A0.1 Comando de ligação e freqüência fixa 2 do conversor de freqüência. (Marcha rápida, sempre A0.1 e A0.0)

A0.2 Inversão de direção do conversor de freqüência.

Informações de erro



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5 Informações de erro

Palavra de estado Na tabela seguinte são descritos os bits da palavra de estado. Figura 5-1

WDC_SMS_Error

Tabela 5-1

Bit Designação Descrição

0 Marcha lenta O conversor de freqüência é ativado na marcha lenta. 1 Marcha rápida O conversor de freqüência é ativado na marcha

rápida. 2 À ré A direção de rotação é invertida no conversor de

freqüência. 3 Modo "jog" Os módulos encontram-se no modo operacional "jog". 4 Referenciar Os módulos encontram-se no modo operacional do

referenciar. 5 Posicionamento Os módulos encontram-se no modo operacional do

posicionamento. 6 Parada O monitoramento da parada sinaliza parada. 7 Referenciado O registro dos valores reais está referenciado e

fornece valores válidos.

Palavra de erro (Error Word) Na tabela seguinte são descritos os dois bits da palavra de erro. Os demais bits não estão atribuídos. Figura 5-2

WDC_SMS_Error

Informações de erro



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Tabela 5-2

Bit Designação Descrição

0 Sem validação Não há validação do acionamento. 1 Erro geral O bit está LIGADO quando um erro está pendente. 2 Atender a

confirmação do erro

Um erro deve ser confirmado.

3 lower_hw_limit Limite de hardware inferior ultrapassado 4 upper_hw_limit Limite de hardware superior ultrapassado 5 lower_sw_limit Limite de software inferior ultrapassado 6 upper_sw_limit Limite de software superior ultrapassado 7 Parâmetro errado O ponto de mudança marcha rápida marcha lenta

encontra-se mais perto no ponto final do que o ponto de desligamento da marcha lenta.

8 A distância de posicionamento muito pequena

A nova posição encontra-se muito perto da posição atual. (A distância mínima possível da nova posição em relação à posição atual é duas vezes a distância de desligamento (= trajeto do ponto de desligamento da velocidade lenta ao ponto final.)

9 Fora da área de posicionamento

A nova posição não se encontra dentro dos limites de software.

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