S Motion Control V13 SIMATIC. S S Motion Control V13. Avantpropos. Guide de la documentation. Introduction 2. Notions élémentaires

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1 Avantpropos Guide de la documentation 1 SIMATIC S Description fonctionnelle Introduction 2 Notions élémentaires 3 Guide 4 Configuration 5 Programmation 6 Chargement dans la CPU 7 Mise en service 8 Diagnostic 9 Référence 10 A Annexe 02/2014 A5E

2 Mentions légales Signalétique d'avertissement Ce manuel donne des consignes que vous devez respecter pour votre propre sécurité et pour éviter des dommages matériels. Les avertissements servant à votre sécurité personnelle sont accompagnés d'un triangle de danger, les avertissements concernant uniquement des dommages matériels sont dépourvus de ce triangle. Les avertissements sont représentés ci-après par ordre décroissant de niveau de risque. DANGER signifie que la non-application des mesures de sécurité appropriées entraîne la mort ou des blessures graves. ATTENTION signifie que la non-application des mesures de sécurité appropriées peut entraîner la mort ou des blessures graves. PRUDENCE signifie que la non-application des mesures de sécurité appropriées peut entraîner des blessures légères. IMPORTANT signifie que la non-application des mesures de sécurité appropriées peut entraîner un dommage matériel. En présence de plusieurs niveaux de risque, c'est toujours l'avertissement correspondant au niveau le plus élevé qui est reproduit. Si un avertissement avec triangle de danger prévient des risques de dommages corporels, le même avertissement peut aussi contenir un avis de mise en garde contre des dommages matériels. Personnes qualifiées L appareil/le système décrit dans cette documentation ne doit être manipulé que par du personnel qualifié pour chaque tâche spécifique. La documentation relative à cette tâche doit être observée, en particulier les consignes de sécurité et avertissements. Les personnes qualifiées sont, en raison de leur formation et de leur expérience, en mesure de reconnaître les risques liés au maniement de ce produit / système et de les éviter. Utilisation des produits Siemens conforme à leur destination Tenez compte des points suivants: ATTENTION Les produits Siemens ne doivent être utilisés que pour les cas d'application prévus dans le catalogue et dans la documentation technique correspondante. S'ils sont utilisés en liaison avec des produits et composants d'autres marques, ceux-ci doivent être recommandés ou agréés par Siemens. Le fonctionnement correct et sûr des produits suppose un transport, un entreposage, une mise en place, un montage, une mise en service, une utilisation et une maintenance dans les règles de l'art. Il faut respecter les conditions d'environnement admissibles ainsi que les indications dans les documentations afférentes. Marques de fabrique Toutes les désignations repérées par sont des marques déposées de Siemens AG. Les autres désignations dans ce document peuvent être des marques dont l'utilisation par des tiers à leurs propres fins peut enfreindre les droits de leurs propriétaires respectifs. Exclusion de responsabilité Nous avons vérifié la conformité du contenu du présent document avec le matériel et le logiciel qui y sont décrits. Ne pouvant toutefois exclure toute divergence, nous ne pouvons pas nous porter garants de la conformité intégrale. Si l'usage de ce manuel devait révéler des erreurs, nous en tiendrons compte et apporterons les corrections nécessaires dès la prochaine édition. Siemens AG Industry Sector Postfach NÜRNBERG ALLEMAGNE A5E P 01/2014 Sous réserve de modifications techniques Copyright Siemens AG Tous droits réservés

3 Avantpropos Objet de la documentation La présente documentation fournit d'importantes informations sur la configuration et la mise en service de la fonctionnalité intégrée Motion Control du système d'automatisation S Connaissances de base requises Les connaissances suivantes sont requises pour la compréhension de la documentation : connaissances générales dans le domaine de l'automatisation connaissances générales dans le domaine de l'entraînement et du guidage des déplacements Validité de la documentation Cette documentation s'applique à la gamme de produits S Conventions Pour la spécification du chemin d'accès dans la navigation du projet, l'objet "objets technologiques" est considéré comme ouvert dans l'arborescence de la CPU. Le caractère générique "objet technologique" représente le nom de l'objet technologique concerné. Exemple : "Objet technologique > Configuration > Paramètres de base". Le caractère générique <TO> représente le nom de l'objet technologique concerné dans la spécification des variables. Exemple : <TO>.Actor.Type La présente documentation comprend des illustrations des appareils décrits. Les illustrations peuvent différer dans le détail de l'appareil livré. Tenez également compte des remarques identifiées de la façon suivante : Remarque Une remarque contient des informations sur le produit décrit dans la documentation, sur la manipulation du produit ou sur une partie de la documentation nécessitant une attention particulière. Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

4 Avantpropos Autre support Vous trouverez l'offre de documentations techniques pour les différents produits et systèmes SIMATIC dans Internet ( Vous trouverez le catalogue en ligne et le système de commande en ligne dans Internet ( Notes relatives à la sécurité Siemens commercialise des produits et solutions comprenant des fonctions de sécurité industrielle qui contribuent à une exploitation sûre des installations, solutions, machines, équipements et/ou réseaux. Ces fonctions jouent un rôle important dans un système global de sécurité industrielle. Dans cette optique, les produits et solutions Siemens font l objet de développements continus. Siemens vous recommande donc vivement de vous tenir régulièrement informé des mises à jour des produits. Pour garantir une exploitation fiable des produits et solutions Siemens, il est nécessaire de prendre des mesures de protection adéquates (par ex. concept de protection des cellules) et d intégrer chaque composant dans un système de sécurité industrielle global et moderne. Veuillez également tenir compte des produits que vous utilisez et qui proviennent d'autres fabricants. Pour plus d informations sur la sécurité industrielle, rendez-vous sur ( Veuillez vous abonner à la newsletter d un produit particulier afin d être informé des mises à jour dès qu elles surviennent. Pour plus d informations, rendez-vous sur ( 4 Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

5 Sommaire Avantpropos Guide de la documentation Introduction Fonctionnalité Motion Control de la CPU S Fonctionnement de Motion Control Notions élémentaires Fonctions Objet technologique Axe de vitesse Objet technologique Axe de positionnement Objet technologique Codeur externe Réglage modulo Unités de mesure Raccordement d'entraînement et de codeur Descriptif technique Télégrammes Paramétrage des grandeurs de référence Variables Valeurs réelles Descriptif technique Valeur réelle incrémentale Valeur réelle absolue Variables Mécanique Descriptif technique Variables Référencement Descriptif technique Terminologie Mode de référencement Référencement actif avec top zéro et détecteur de proximité Référencement actif avec top zéro Référencement actif avec entrée TOR Référencement passif avec top zéro et détecteur de proximité Référencement passif avec top zéro Référencement passif avec entrée TOR Inversion de sens au fin de course matériel (came d'inversion) Référencement direct Référencement du codeur absolu Remise à zéro de l'état "Référencé" Variables Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

6 Sommaire 3.11 Régulation Descriptif technique Structure de régulation Variables Surveillances spécifiques de la position Descriptif technique Surveillance de positionnement Surveillance de l'écart de traînage Variables Limitation de la plage de déplacement Descriptif technique Fin de course matériel Fin de course logiciel Variables Pilotage des déplacements et limitations dynamiques Descriptif technique Profil de vitesse Décélération d'arrêt d'urgence Variables Comportement d'exécution Blocs d'organisation pour Motion Control Mémoire image partielle "PIP OB Servo" Comportement d'exécution et débordements Etats de fonctionnement Guide Guide d'utilisation de Motion Control Configuration Ajout et configuration d'entraînements dans la configuration des appareils Ajout et configuration d'entraînements PROFINET IO Ajout et configuration d'entraînements PROFIBUS DP Ajout et configuration d'entraînements à raccordement d'entraînement analogique Ajout d'un objet technologique Utilisation de l'éditeur de configuration Comparer les valeurs Configuration de l'objet technologique axe de positionnement Configuration - Paramètres de base Interface matérielle Configuration - entraînement Configuration - codeur Configuration - échange de données Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

7 Sommaire Paramètres avancés Configuration - Mécanique Configuration - Limites de position Configuration - limites dynamiques Configuration - Valeur par défaut dynamique Configuration - arrêt d'urgence Référencement Surveillance de la position Configuration - Boucle de régulation Configuration de l'objet technologique axe de vitesse Configuration - Paramètres de base Interface matérielle Configuration - entraînement Configuration - échange de données Paramètres avancés Configuration - Mécanique Configuration - limites dynamiques Configuration - Valeur par défaut dynamique Configuration - arrêt d'urgence Configuration de l'objet technologique codeur externe Configuration - Paramètres de base Interface matérielle Configuration - codeur Configuration - échange de données Paramètres avancés Configuration - Mécanique Référencement Configuration - Signal d'immobilisation Programmation Introduction Bloc de données technologique Introduction Exploitation du bloc de données technologique Exploiter StatusWord, ErrorWord et WarningWord Modification de données significatives pour le redémarrage Instructions Motion Control Paramètres des instructions Motion Control Insertion d'instructions Motion Control Démarrage de commandes Motion Control Poursuite des tâches en cours Introduction Instructions Motion Control avec paramètre "Done" Instruction Motion Control "MC_MoveVelocity" Instruction Motion Control "MC_MoveJog" Terminer des commandes Motion Control Redémarrage d'objets technologiques Chargement dans la CPU Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

8 Sommaire 8 Mise en service Introduction Guide pour la mise en service Panneau de commande de l'axe Fonction et structure du panneau de commande de l'axe Utilisation du panneau de commande de l'axe Optimisation Fonction et structure de l'optimisation Optimiser le régulateur de position Diagnostic Introduction Concept de diagnostic Alarmes technologiques Erreurs dans les instructions Motion Control Objet technologique Axe de vitesse Bits d'état et d'erreur Etat du mouvement Télégramme PROFIdrive Objet technologique Axe de positionnement Bits d'état et d'erreur Etat du mouvement Télégramme PROFIdrive Objet technologique Codeur externe Bits d'état et d'erreur Etat du mouvement Télégramme PROFIdrive Référence S Motion Control MC_Power MC_Power : Libérer, bloquer des objets technologiques MC_Power : Diagramme fonctionnel MC_Home MC_Home : Référencer des objets technologiques, positionner un point de référence MC_MoveJog MC_MoveJog : Déplacer des axes en mode de fonctionnement Manuel à vue MC_MoveJog : Diagramme fonctionnel MC_MoveVelocity MC_MoveVelocity : Déplacer des axes à une vitesse prédéfinie MC_MoveVelocity : Diagramme fonctionnel MC_MoveRelative MC_MoveRelative : Positionnement relatif des axes MC_MoveRelative : Diagramme fonctionnel MC_MoveAbsolute MC_MoveAbsolute : Positionnement absolu des axes MC_MoveAbsolute : Diagramme fonctionnel Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

9 Sommaire MC_Halt MC_Halt : Arrêter des axes MC_Halt : Diagramme fonctionnel MC_Reset MC_Reset : Acquitter des alarmes, redémarrage d'objets technologiques A Annexe A.1 Variables de l'objet technologique axe de positionnement A.1.1 Légende A.1.2 Valeurs réelles et consignes (axe de positionnement) A.1.3 Variables Actor (axe de positionnement) A.1.4 Variables Sensor[n] (axe de positionnement) A.1.5 Variables LoadGear (axe de positionnement) A.1.6 Variables Mechanics (axe de positionnement) A.1.7 Variables Properties (axe de positionnement) A.1.8 Variables Modulo (axe de positionnement) A.1.9 Variables DynamicLimits (axe de positionnement) A.1.10 Variables DynamicDefaults (axe de positionnement) A.1.11 Variable PositionLimits_SW (axe de positionnement) A.1.12 Variables PositionLimits_HW (axe de positionnement) A.1.13 Variables Homing (axe de positionnement) A.1.14 Variables Override (axe de positionnement) A.1.15 Variables PositionControl (axe de positionnement) A.1.16 Variables FollowingError (axe de positionnement) A.1.17 Variables PositioningMonitoring (axe de positionnement) A.1.18 Variables StandstillSignal (axe de positionnement) A.1.19 Variables StatusPositioning (axe de positionnement) A.1.20 Variables StatusDrive (axe de positionnement) A.1.21 Variables StatusSensor[n] (axe de positionnement) A.1.22 Variables StatusWord (axe de positionnement) A.1.23 Variables ErrorWord (axe de positionnement) A.1.24 Variables ErrorDetail (axe de positionnement) A.1.25 Variables WarningWord (axe de positionnement) A.1.26 Variables ControlPanel (axe de positionnement) A.1.27 Variables InternalTOTrace (axe de positionnement) A.2 Variables de l'objet technologique axe de vitesse A.2.1 Légende A.2.2 Valeurs réelles et consignes (axe de vitesse) A.2.3 Variables Actor (axe de vitesse) A.2.4 Variables LoadGear (axe de vitesse) A.2.5 Variable DynamicLimits (axe de vitesse) A.2.6 Variables DynamicDefaults (axe de vitesse) A.2.7 Variables Override (axe de vitesse) A.2.8 Variables StatusDrive (axe de vitesse) A.2.9 Variables StatusWord (axe de vitesse) A.2.10 Variables ErrorWord (axe de vitesse) A.2.11 Variables ErrorDetail (axe de vitesse) A.2.12 Variables WarningWord (axe de vitesse) A.2.13 Variables ControlPanel (axe de vitesse) A.2.14 Variables InternalTOTrace (axe de vitesse) Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

10 Sommaire A.3 Variables de l'objet technologique Codeur externe A.3.1 Légende A.3.2 Valeurs réelles et consignes (Codeur externe) A.3.3 Variables Sensor (Codeur externe) A.3.4 Variables Mechanics (Codeur externe) A.3.5 Variables LoadGear (Codeur externe) A.3.6 Variables Properties (Codeur externe) A.3.7 Variables Modulo (Codeur externe) A.3.8 Variables Homing (Codeur externe) A.3.9 Variables StatusSensor (Codeur externe) A.3.10 Variablen StatusWord (Codeur externe) A.3.11 Variables ErrorWord (Codeur externe) A.3.12 Variables ErrorDetail (Codeur externe) A.3.13 Variables WarningWord (Codeur externe) A.3.14 Variables InternalTOTrace (Codeur externe) A.4 Alarmes technologiques A.5 Identification de l'erreur A.6 Diagrammes fonctionnels MC_Power A.6.1 Raccordement d'entraînement via PROFIdrive A StopMode A StopMode A Réaction d'alarme "Arrêt avec valeurs de dynamique maximales" A Réaction d'alarme "désactivation du déblocage" A.6.2 Raccordement d'entraînement analogique A StopMode A StopMode A Réaction d'alarme "Arrêt avec valeurs de dynamique maximales" A Réaction d'alarme "désactivation du déblocage" A.7 Entraînements SINAMICS A.7.1 Référencement actif sur entraînements SINAMICS avec top zéro externe Index Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

11 Guide de la documentation 1 Introduction La documentation des produits SIMATIC est construite de manière modulaire et abordent des thèmes inhérents au système d'automatisation. La documentation complète relative au système S est constituée du manuel système, des descriptions fonctionnelles et des manuels. En outre, le système d'information de STEP 7 (aide en ligne) vous aide pour la configuration et la programmation de votre système d'automatisation. Vue d'ensemble de la documentation Le tableau suivant indique les autres documentations qui complètent la présente description sur le thème "Motion Control". Tableau 1-1 Documentation sur la fonctionnalité "Motion Control" Sujet Documentation Contenus les plus importants STEP 7 (portail TIA) Aide en ligne de STEP 7 Professional V12 Configuration et programmation avec le logiciel d'ingénierie Description du système Diagnostic système Modules du système d'automatisation S Système d'automatisation S ( /view/fr/ ) Description fonctionnelle Diagnostic système ( /view/fr/ ) Manuels de produits de la gamme S ( /view/fr/ /130000) Planification de l'utilisation Montage Raccordement Mise en service Notions fondamentales Fonction Commande Diagnostic via serveur Web Signalisations d'alarmes, de défauts et messages système Caractéristiques techniques (entre autres fonctions diagnostic) Manuels SIMATIC Vous pouvez télécharger gratuitement sur Internet ( tous les manuels actuels traitant des produits SIMATIC. Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

12 Introduction Fonctionnalité Motion Control de la CPU S La fonctionnalité Motion Control prend en charge l'asservissement de position et le déplacement des axes ; elle est un composant de chaque CPU S Possibilités de configuration Vous pouvez connecter des entraînements et des codeurs via PROFIBUS DP et PROFINET IO. Vous pouvez connecter des entraînements à interface de consigne analogique via une sortie analogique (AQ). En outre, vous pouvez lire des codeurs par le biais d'un module technologique (TM). La figure suivante montre un exemple de configuration : 12 Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

13 Introduction 2.2 Fonctionnement de Motion Control 2.2 Fonctionnement de Motion Control Présentation Dans le portail TIA, vous pouvez créer un projet, configurer des objets technologiques et charger la configuration dans la CPU. L'exécution de la fonctionnalité Motion Control s'effectue dans la CPU. A l'aide des instructions Motion Control, vous commandez les objets technologiques dans le programme utilisateur. Pour la mise en service, l'optimisation (Page 164) et le diagnostic (Page 179), des fonctions supplémentaires sont disponibles dans le portail TIA. La figure suivante illustre de manière schématique les interfaces utilisateur et l'intégration de Motion Control dans la CPU S Ci-après une brève définition des termes utilisés : Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

14 Introduction 2.2 Fonctionnement de Motion Control Portail TIA Le portail TIA vous aide pour la configuration et la mise en service de la fonctionnalité Motion Control : Connexion et configuration du matériel Création et configuration des objets technologiques Création du programme utilisateur Diagnostic Instructions Motion Control Les instructions Motion Control vous permettent d'exécuter la fonctionnalité souhaitée sur les objets technologiques. Les instructions Motion Control sont disponibles sous "Instructions > Technologie > Motion Control > S Motion Control" dans le portail TIA. Les instructions Motion Control sont conformes au PLCopen (Version 2.0). 14 Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

15 Introduction 2.2 Fonctionnement de Motion Control Objets technologiques Les objets technologiques représentent les objets réels (par ex. un entraînement) correspondants dans la commande. Vous pouvez appeler les fonctions des objets technologiques grâce aux instructions Motion Control dans votre programme utilisateur. Les objets technologiques commandent ou régulent le mouvement des objets réels et retournent des informations d'état (par ex. la position actuelle). La configuration des objets technologiques reproduit les propriétés de l'objet réel. Les données de configuration sont enregistrées dans un bloc de données technologique. Les objets technologiques suivants sont disponibles pour Motion Control : Objet technologique Axe de vitesse L'objet technologique Axe de vitesse ("SpeedAxis") sert à spécifier la vitesse pour un entraînement. Le mouvement de l'axe peut être programmé par le biais d'instructions Motion Control. Objet technologique Axe de positionnement L'objet technologique Axe de positionnement ("PosAxis") sert au positionnement d'un entraînement en asservissement de position. Les instructions Motion Control permettent de donner des commandes de positionnement à l'axe via le programme utilisateur. Objet technologique Codeur externe L'objet technologique Codeur externe ("ExternalEncoder") enregistre une position qu'il met à la disposition de la commande. La position calculée peut être exploitée dans le programme utilisateur. Capacités fonctionnelles Le nombre d'objets technologiques possibles est précisé dans les caractéristiques techniques de la CPU utilisée. Bloc de données technologique Le bloc de données technologique représente l'objet technologique et contient toutes les données de configuration, les consignes et les valeurs réelles ainsi que les informations d'état de l'objet technologique. Le bloc de données technologique est généré automatiquement lors de la création de l'objet technologique. Vous pouvez accéder aux données du bloc de données technologique dans votre programme utilisateur. Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

16 Introduction 2.2 Fonctionnement de Motion Control Programme utilisateur Les instructions Motion Control et le bloc de données technologique constituent les interfaces de programmation pour les objets technologiques. Grâce aux instructions Motion Control, vous pouvez déclencher et suivre des tâches Motion Control sur les objets technologiques dans votre programme utilisateur. Le bloc de données technologique représente alors l'objet technologique. Entraînements et codeurs Les entraînements assurent le mouvement de l'axe. Ils sont intégrés dans la configuration matérielle en tant qu'esclaves. Lors de l'exécution d'une tâche Motion Control dans votre programme utilisateur, l'objet technologique se charge de l'activation de l'entraînement et de la lecture des valeurs des capteurs de position. Entraînements et codeurs sont couplés par télégrammes PROFIdrive. Les interfaces suivantes sont possibles : PROFIBUS DP PROFINET IO Module technologique (TM) Pour un raccordement d'entraînement analogique, la consigne peut être spécifiée par une sortie analogique avec signal de validation. Les entrées et sorties analogiques sont disponibles grâce aux modules d'e/s correspondants. Un entraînement et un codeur sont aussi désignés, respectivement, "actionneur " et "capteur". 16 Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

17 Notions élémentaires Fonctions Vous pouvez exécuter les fonctions Motion Control grâce aux instructions Motion Control dans votre programme utilisateur ou dans le portail TIA (sous Mise en service). Le tableau suivant présente les fonctions prises en charge pour les objets technologiques : Fonction Axe de vitesse Axe de positionnement Codeur externe Instructions Motion Control (programme utilisateur) "MC_Power (Page 199)" Libérer, bloquer des objets technologiques "MC_Home (Page 205)" Référencer des objets technologiques, positionner un point de référence "MC_MoveJog (Page 210)" Déplacer des axes en mode de fonctionnement Manuel à vue "MC_MoveVelocity (Page 215)" Déplacer des axes à une vitesse prédéfinie "MC_MoveRelative (Page 221)" positionner des axes de manière relative "MC_MoveAbsolute (Page 225)" positionner des axes de manière absolue "MC_Halt (Page 230)" arrêter des axes "MC_Reset (Page 234)" Acquitter des alarmes, redémarrage d'objets technologiques "Panneau de commande de l'axe (Page 167)" Déplacer et référencer des axes dans le portail TIA "Optimisation (Page 172)" Optimisation de la régulation de position (facteur "Kv") X X X - X X X X - X X - - X - - X - X X - X X X Portail TIA X X - - X - Voir aussi Référence (Page 199) Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

18 Notions élémentaires 3.2 Objet technologique Axe de vitesse 3.2 Objet technologique Axe de vitesse L'objet technologique Axe de vitesse calcule les consignes de vitesse compte tenu des spécifications de dynamique et les transmet à l'entraînement. Tous les mouvements de l'axe de vitesse s'effectuent à vitesse commandée. La présence d'un réducteur principal est prise en compte par le système. Un entraînement est affecté à chaque axe de vitesse par télégramme PROFIdrive ou via une interface de consigne analogique. La vitesse est indiquée en tours par unité de temps. Le tableau suivant montre le fonctionnement schématique de l'objet technologique Axe de vitesse : 18 Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

19 Notions élémentaires 3.3 Objet technologique Axe de positionnement 3.3 Objet technologique Axe de positionnement L'objet technologique Axe de positionnement calcule les positions de consigne compte tenu des spécifications de dynamique et transmet les consignes de vitesse correspondantes à l'entraînement. Tous les mouvements de l'axe de positionnement s'effectuent en asservissement de position. Pour le positionnement absolu, l'objet technologique Axe de positionnement doit connaître la position physique. A chaque axe de positionnement sont affectés un entraînement par télégramme PROFIdrive ou via une interface de consigne analogique et un codeur par télégramme PROFIdrive. Le rapport entre les valeurs du codeur et une position définie s'établit par le paramétrage des propriétés mécaniques et réglages du codeur ainsi qu'une procédure de référencement. L'objet technologique exécute des mouvements sans référence de position et des mouvements de positionnement relatifs même à l'état non référencé. Remarque Les objets technologiques Axe de positionnement et Codeur externe étant indépendants l'un de l'autre, ils ne peuvent pas être combinés. La position réelle d'un codeur externe ne peut pas être prise en compte dans la régulation de position d'un axe de positionnement. La figure suivante montre le fonctionnement schématique de l'objet technologique Axe de positionnement : Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

20 Notions élémentaires 3.3 Objet technologique Axe de positionnement Selon le type de mécanique, l'axe de positionnement est conçu sous la forme d'un axe linéaire ou d'un axe rotatif : Axe linéaire La position de l'axe sur les axes linéaires est indiquée dans une unité de longueur, par ex. en millimètres (mm). Axe rotatif La position de l'axe sur les axes rotatifs est indiquée dans une unité d'angle, par ex. en degrés ( ). Voir aussi Réglage modulo (Page 21) 20 Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

21 Notions élémentaires 3.4 Objet technologique Codeur externe 3.4 Objet technologique Codeur externe L'objet technologique Codeur externe enregistre une position qu'il met à la disposition de la commande. Le rapport entre les valeurs du codeur et une position définie s'établit par le paramétrage des propriétés mécaniques et réglages du codeur ainsi qu'une procédure de référencement. Le tableau suivant montre le fonctionnement schématique de l'objet technologique Codeur externe : L'indication de la position s'effectue selon le système d'unités choisi : Système linéaire La position est indiquée dans une unité de longueur, par ex. en millimètres (mm). Système rotatif La position est indiquée dans une unité d'angle, par ex. en degrés ( ). 3.5 Réglage modulo Les objets technologiques Axe de positionnement et Codeur externe peuvent être paramétrés avec le réglage "Modulo". Lorsque "Modulo" est activé, la valeur de position de l'objet technologique est représentée sur une zone de déplacement modulo qui se répète. La plage modulo est définie par la valeur de départ et la longueur de modulo. Par exemple, la valeur de position d'un axe rotatif avec point de départ = 0 et longueur = 360 peut être représentée sur une plage modulo de 0 à 359,9. Dans l'exemple ci-dessus, on part d'une valeur de 0,1 /pas du codeur pour la résolution du codeur. Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

22 Notions élémentaires 3.6 Unités de mesure 3.6 Unités de mesure Le tableau suivant présente les unités de mesure prises en charge pour la distance et la vitesse : Distance Vitesse nm, μm, mm, m, km mm/s, mm/min, mm/h, m/s, m/min, m/h, km/min, km/h in, ft, mi in/s, in/min, ft/s, ft/min, mi/h, rad /s, /min, rad/s, rad/min L'accélération est paramétrée en distance/s². L'à-coup est paramétré en distance/s³. La vitesse de rotation est paramétrée en tours par unité de temps : 1/s, 1/min, 1/h Remarque Tenez compte de l'effet du paramétrage ou de la modification des unités de mesure sur l'affichage et le programme utilisateur : affichage dans le bloc de données technologique affectation de valeurs aux paramètres dans le programme utilisateur saisie et affichage de la position dans le portail TIA L'unité de mesure choisie s'applique à toutes les indications et affichages. 22 Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

23 Notions élémentaires 3.7 Raccordement d'entraînement et de codeur 3.7 Raccordement d'entraînement et de codeur Descriptif technique Un entraînement est affecté à un axe de vitesse. Un entraînement et un codeur sont affectés à un axe de positionnement. Une valeur de codeur est affectée à un codeur externe. La consigne à l'entraînement est spécifiée par télégrammes PROFIdrive ou via une sortie analogique. Les possibilités de raccordement suivants sont disponibles pour un codeur : Codeur sur entraînement Codeur sur module technologique Codeur PROFIdrive directement sur PROFIBUS DP / PROFINET IO La valeur de codeur est transmise exclusivement par télégrammes PROFIdrive. PROFIdrive PROFIdrive est la norme standard de technique d'entraînement pour le raccordement d'entraînements et de codeurs via PROFIBUS DP et PROFINET IO. Les entraînements qui prennent en charge le profil PROFIdrive sont raccordés selon la norme PROFIdrive. La communication entre la commande et l'entraînement/le codeur a lieu par le biais de différents télégrammes PROFIdrive. Chaque télégramme a une syntaxe standard. Vous pouvez choisir le télégramme approprié selon l'application souhaitée. Les mots de commande et les mots d'état ainsi que les consignes et les valeurs réelles sont transmises dans les télégrammes PROFIdrive. Le profil PROFIdrive prend aussi en charge le concept de régulation "Dynamic Servo Control" (DSC). DSC utilise la régulation de position rapide dans l'entraînement. Cela permet d'effectuer des tâches de positionnement à dynamique élevée. Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

24 Notions élémentaires 3.7 Raccordement d'entraînement et de codeur Télégrammes La transmission de la valeur de codeur s'effectue soit dans un télégramme avec la consigne (télégramme 3 ou télégramme 5), soit dans un télégramme de codeur séparé (télégramme 81 ou télégramme 83). La figure suivante illustre le rapport entre les objets technologiques et les entraînements/codeurs : Légende : La consigne d'un axe de vitesse est transmise à un entraînement dans un télégramme PROFIdrive 1, 2, 3 ou 5. La valeur de codeur d'un codeur externe est transmise dans un télégramme PROFIdrive 81 ou 83. La consigne d'un axe de positionnement est transmise à un entraînement dans un télégramme PROFIdrive 1, 2, 3 ou 5. Valeur de codeur de l'axe de positionnement La valeur du codeur peut être transmise dans les télégrammes PROFIdrive suivants : Transmission dans le même télégramme PROFIdrive que celui dans lequel la consigne est transmise. Par exemple, dans le télégramme PROFIdrive 3 ou 5 Transmission dans le télégramme PROFIdrive 81 ou Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

25 Notions élémentaires 3.7 Raccordement d'entraînement et de codeur Types de télégramme Le tableau ci-dessous montre les types de télégramme PROFIdrive pris en charge pour l'affectation des entraînements et des codeurs Télégramme Télégrammes standard Descriptif technique 1 Consigne de vitesse 16 bits (NCSG) Mesure de vitesse 16 bits (NREEL) 2 Consigne de vitesse 32 bits (NCSG) Mesure de vitesse 32 bits (NREEL) Signe de vie 3 Consigne de vitesse 32 bits (NCSG) Mesure de vitesse 32 bits (NREEL) Valeur réelle du codeur Signe de vie 5 Consigne de vitesse 32 bits (NCSG) Mesure de vitesse 32 bits (NREEL) Dynamic Servo Control (DSC) Valeur réelle du codeur Signe de vie Télégrammes standard codeur externe 81 Valeur réelle du codeur Signe de vie 83 Mesure de vitesse 32 bits (NREEL) Valeur réelle du codeur Signe de vie En cas de couplage par télégramme PROFIdrive, les entraînements et les codeurs sont traités et activés conformément au profil PROFIdrive Paramétrage des grandeurs de référence Les grandeurs de référence pour le raccordement de l'entraînement et du codeur doivent être paramétrées de manière identique dans la commande et dans l'entraînement ou le codeur. La consigne de vitesse NCSG et la mesure de vitesse NREEL sont transmises dans le télégramme PROFIdrive comme pourcentage de la vitesse de référence. Les valeurs de référence pour la vitesse doivent être paramétrées à l'identique dans la commande et dans l'entraînement. La résolution de la valeur réelle dans le télégramme PROFIdrive doit également paramétrée à l'identique dans la commande et dans l'entraînement ou le module de codeur. Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

26 Notions élémentaires 3.7 Raccordement d'entraînement et de codeur Réglage de télégramme Le paramétrage de la commande s'effectue dans le portail TIA sous "Objet technologique > Configuration > Interface matérielle > Transmission de données". Le paramétrage de l'entraînement et du codeur s'effectue lors de la configuration du matériel correspondant. Le tableau ci-dessous met en parallèle les réglages de la commande et les paramètres PROFIdrive correspondants (<TO> représente l'objet technologique correspondant) : Paramétrage dans le portail TIA Commande Variable dans le bloc de données technologique Paramètre PROFIdrive Télégramme <TO>.Actor.Interface.Telegram P922 Vitesse de référence en [1/min] <TO>.Actor.DriveParameter.ReferenceSpeed (Entraînements SINAMICS : P2000) Vitesse maximale du moteur [en tr/min] <TO>.Actor.DriveParameter.MaxSpeed (Entraînements SINAMICS : P1082) Télégramme du codeur <TO>.Sensor[n].Interface.Telegram P922 Système de codeur <TO>.Sensor[n].System P979[1] Bit0 (codeur linéaire ou codeur rotatif) Type de codeur <TO>.Sensor[n].Type P979[5] 0 : incrémental 1 : absolu 2 : cyclique absolu Résolution (codeur linéaire) <TO>.Sensor[n].Parameter.Resolution P979[2] La période de division est indiquée sur la plaque signalétique du codeur sous forme de distance des traits sur le système de mesure linéaire. Incréments par rotation <TO>.Sensor[n].Parameter.StepsPerRevolution P979[2] (codeur rotatif) Nombre de bits pour la résolution fine XIST1 <TO>.Sensor[n].Parameter.FineResolutionXist1 P979[3] (valeur réelle cyclique du codeur, codeur linéaire ou rotatif) Nombre de bits pour la résolution fine XIST2 <TO>.Sensor[n].Parameter.FineResolutionXist2 P979[4] (valeur absolue du codeur, codeur linéaire ou rotatif) Tours de codeur distinguables (codeur absolu rotatif) <TO>.Sensor[n].Parameter.DeterminableRevolutions P979[5] 26 Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

27 Notions élémentaires 3.7 Raccordement d'entraînement et de codeur Variables Les variables de l'objet technologique suivantes sont pertinentes pour le raccordement de l'entraînement et du codeur : Télégramme d'entraînement <TO>.Actor.Interface.Telegram <TO>.Actor.DriveParameter.Reference Speed Numéro du télégramme Vitesse de référence/vitesse de rotation de référence pour la vitesse transmise en tant que pourcentage/vitesse NCSG <TO>.Actor.DriveParameter.MaxSpeed Valeur maximale pour la vitesse de consigne de l'entraînement (N-csg)(PROFIdrive : MaxSpeed 2 ReferenceSpeed Consigne analogique : MaxSpeed 1.17 ReferenceSpeed) Télégramme du codeur <TO>.Sensor[n].Interface.Telegram Numéro du télégramme <TO>.Sensor[n].System Système de codeur linéaire ou rotatif <TO>.Sensor[n].Type Type de codeur incrémental, absolu ou semi-absolu <TO>.Sensor[n].Parameter.StepsPer Incréments par rotation de codeur rotatif Revolution <TO>.Sensor[n].Parameter. DeterminableRevolutions <TO>.Sensor[n].Parameter.Resolution Résolution fine <TO>.Sensor[n].Parameter. FineResolutionXist1 <TO>.Sensor[n].Parameter. FineResolutionXist2 Nombre de tours de codeur distinguables sur un codeur absolu multitour Résolution des codeurs linéaires La période de division correspond à la distance entre deux traits. Nombre de bits pour la résolution fine XIST1 (valeur réelle cyclique du codeur) Nombre de bits pour la résolution fine XIST2 (valeur absolue du codeur) Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

28 Notions élémentaires 3.8 Valeurs réelles 3.8 Valeurs réelles Descriptif technique Pour le positionnement et le déplacement avec régulation de position, la valeur réelle de position doit être connue de la commande. La valeur réelle de position est mise à disposition par un télégramme PROFIdrive. Après un seul passage du mode ARRET au mode MARCHE, la valeur de réelle est actualisée. Les valeurs réelles sont représentées en tant que valeurs incrémentales ou absolues dans le télégramme PROFIdrive et normées selon l'unité technologique dans la commande. La valeur réelle est convertie dans la position physique de l'axe ou du codeur externe au moyen du référencement. La commande prend en charge les types de valeurs réelles suivants : Valeur réelle incrémentale Valeur réelle absolue avec paramétrage absolu (étendue de mesure > zone de déplacement de l'axe) Valeur réelle absolue avec paramétrage semi-absolu (étendue de mesure < zone de déplacement de l'axe) Valeur réelle incrémentale La valeur réelle figurant dans le télégramme PROFIdrive est basée sur une valeur incrémentale. Après la mise sous tension, la position zéro est indiquée. Après un seul passage du mode ARRET au mode MARCHE, la valeur de réelle est actualisée. Une prise de référence (Page 32) est nécessaire pour rétablir un rapport entre l'objet technologique et la position mécanique de l'axe. 28 Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

29 Notions élémentaires 3.8 Valeurs réelles Valeur réelle absolue La valeur réelle figurant dans le télégramme PROFIdrive est basée sur une valeur absolue. Après la mise sous tension, la position zéro est indiquée. Après un seul passage du mode ARRET au mode MARCHE, la valeur de réelle est actualisée. Le référencement du codeur absolu (Page 48) permet d'attribuer la valeur absolue fournie à la position mécanique correspondante de l'axe. Le référencement du codeur absolu n'a lieu qu'une fois. La commande mémorise la valeur de correction/l'offset du codeur absolu, même après une mise sous tension/hors tension. Distinction des valeurs absolues : L'étendue de mesure du codeur est plus vaste que la zone de déplacement de l'axe : Codeur absolu avec paramétrage de codeur absolu L'étendue de mesure du codeur est plus petite que la zone de déplacement de l'axe : Codeur absolu avec paramétrage semi-absolu Valeur réelle absolue avec paramétrage de codeur absolu (étendue de mesure > zone de déplacement) La position d'axe découle directement de la valeur actuelle du codeur. La zone de déplacement doit se trouver dans une étendue de mesure du codeur. Autrement dit, le passage par zéro du codeur ne doit pas se trouver dans la zone de déplacement. Lors de la mise sous tension de la commande, la position d'axe est calculée à partir de la valeur de codeur absolue. Valeur réelle absolue avec paramétrage de codeur semi-absolu (étendue de mesure < zone de déplacement) Le codeur fourni une valeur absolue à l'intérieur de son étendue de mesure. La commande compte le nombre d'étendues de mesure parcourues, afin de fournir également une position d'axe correcte au-delà de l'étendue de mesure. Lors de la mise hors tension de la commande, le nombre d'étendues de mesure traversées sont enregistrées dans la mémoire rémanente de la commande. Lors de la mise sous tension suivante, les dépassements enregistrés sont pris en compte pour le calcul de la valeur réelle de position. IMPORTANT Des déplacements de l'axe pendant que la commande est désactivée peuvent fausser la valeur réelle Si l'axe ou le codeur sont déplacés de plus de la moitié de l'étendue de mesure du codeur pendant que la commande est désactivée, la valeur réelle de la commande ne concorde plus avec la position réelle de l'axe. Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

30 Notions élémentaires 3.9 Mécanique Variables Les variables mentionnées au chapitre Référencement (Page 49) sont pertinentes pour l'adaptation des valeurs réelles. 3.9 Mécanique Descriptif technique Pour l'affichage de la position de l'objet technologique par l'utilisateur, il est important de savoir si la position est indiquée en une unité de longueur (axe linéaire) ou une unité d'angle (axe rotatif). Exemples d'unités de longueur : mm, m, km Exemples d'unités d'angle :, rad Pour déterminer la position physique à partir d'une valeur réelle du codeur, le paramétrage des différentes caractéristiques mécaniques doit être connu du système. Axe de positionnement Les possibilités de paramétrage des caractéristiques mécaniques suivantes sont prises en charge : Réducteur principal Broche (uniquement pour les axes linéaires) Types de montage du codeur : côté moteur (avant le réducteur principal) côté charge (après le réducteur principal et, le cas échéant, la broche) externe (par ex. roue de mesure) Inversion de la consigne Inversion de la valeur réelle Codeur externe Les possibilités de paramétrage des caractéristiques mécaniques suivantes sont prises en charge : Réducteur de mesure (pour les codeurs rotatifs) Broche (uniquement pour système d'unités linéaire et codeur rotatif) Inversion de la valeur réelle 30 Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

31 Notions élémentaires 3.9 Mécanique Axe de vitesse Les possibilités de paramétrage des caractéristiques mécaniques suivantes sont prises en charge : Réducteur principal Inversion de la consigne Variables Les variables de l'objet technologique suivantes sont pertinentes pour le paramétrage de la mécanique : Type de mouvement <TO>.Properties.MotionType Réducteur principal <TO>.LoadGear.Numerator <TO>.LoadGear.Denominator Pas de broche <TO>.Mechanics.LeadScrew Type de montage du codeur <TO>.Sensor[n].MountingMode <TO>.Sensor[n].Parameter.Distance PerRevolution Inversion <TO>.Actor.InverseDirection <TO>.Sensor[n].InverseDirection Modulo <TO>.Modulo.Enable <TO>.Modulo.Length <TO>.Modulo.StartValue Affichage de mouvement linéaire ou rotatif 0 : mouvement linéaire 1 : mouvement rotatif Compteur du réducteur principal Dénominateur du réducteur principal Pas de broche Type de montage du codeur Distance de la charge par tour du codeur sur codeurs externes Inversion de la consigne Inversion de la valeur réelle Activer modulo Longueur de modulo Valeur de départ de modulo Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

32 Notions élémentaires 3.10 Référencement 3.10 Référencement Descriptif technique Le référencement permet de créer la référence entre la position sur l'objet technologique et la position physique réelle. Un repère de référence est affecté à la valeur réelle de position sur l'objet technologique. Ce repère de référence représente une position physique connue. On parle alors de "prise de référence", dans le cas des valeurs réelles incrémentales pour cette opération ou de "référencement du codeur absolu", dans le cas des valeurs réelles absolues. La prise de référence est la condition préalable pour l'affichage de la position correcte sur l'objet technologique et pour le positionnement absolu. La prise de référence est activée par l'instruction Motion Control "MC_Home" et elle reste activée pour une seule procédure de référencement. Etat de la prise de référence La variable de l'objet technologique <TO>.StatusWord.HomingDone indique si l'objet technologique Axe ou Codeur externe est référencé. 32 Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

33 Notions élémentaires 3.10 Référencement Type de référencement La prise de référence peut avoir lieu avec un déplacement particulier (référencement actif), après détection d'une marque de référence pendant un mouvement qui a été amorcé par l'utilisateur (référencement passif) ou par affectation directe de la position. On distingue les modes de référencement suivants : Référencement actif Le référencement actif amorce un mouvement de référencement et effectue le déplacement nécessaire à la marque de référence. Lors de la détection de la marque de référence, la position réelle présente la valeur configurée. L'indication d'un décalage du point de référence est possible. Les déplacements en cours sont interrompus au démarrage du référencement actif. Le décalage est automatiquement dégagé après la prise de référence. Référencement passif La commande référencement n'exécute aucun mouvement de référencement. Lors de la détection de la marque de référence pendant un mouvement qui a été amorcé par l'utilisateur, la position réelle présente la valeur configurée. Le référencement passif est aussi appelé "prise de référence au vol". Référencement direct Avec la commande de référencement, la position réelle est paramétrée directement sur la valeur configurée ou décalée de celle-ci. référencement du codeur absolu Le référencement du codeur absolu synchronise la position de l'objet technologique sur la valeur réelle absolue disponible. Mode de référencement Selon le type de marque de référence et la méthode de détection de la marque de référence, on distingue les modes de référencement (Page 35) suivants : Référencement avec top zéro via télégramme PROFIdrive et détecteur de proximité Référencement avec top zéro via télégramme PROFIdrive Référencement avec entrée TOR Description fonctionnelle, 02/2014, A5E

34 Notions élémentaires 3.10 Référencement Terminologie Marque de référence Une marque de référence est un signal d'entrée en présence duquel une position mécanique connue peut être attribuée aux valeurs réelles. Marques de référence possibles : Un top zéro Le top zéro d'un codeur incrémental ou un top zéro externe est utilisé comme marque de référence. Le top zéro est détecté sur le module d'entraînement ou de codeur et transmis dans le télégramme PROFIdrive. Procédez au paramétrage et à l'exploitation en tant que top zéro du codeur ou top zéro externe sur le module d'entraînement ou de codeur. Un front sur l'entrée TOR Un front montant ou descendant d'une entrée TOR est utilisé comme marque de référence. Détecteur de proximité Lorsque plusieurs marques de référence se trouvent dans la zone de déplacement, le détecteur de proximité sert à sélectionner un top zéro spécifique avant ou après le détecteur de proximité. Position de marque de référence C'est la position attribuée à la marque de référence. La position de la marque de référence est égale à la position du point de référence moins le décalage du point de référence. Point de référence L'axe accoste le point de référence à la fin du mouvement de référencement actif. Décalage du point de référence La différence entre la position de la marque de référence et la position du point de référence constitue le décalage du point de référence. Un décalage entre la position de la marque de référence et le point de référence est actif uniquement en cas de prise de référence active. Le décalage est compensé après la synchronisation de l'axe via l'instruction Motion Control "MC_Home". Pour les axes à valeur modulo, le parcours du décalage du point de référence a toujours lieu avec le paramètre de sens pour le chemin le plus court. 34 Description fonctionnelle, 02/2014, A5E