S7-200 SMART CPU PPI協(xié)議只支持與HMI連接，因此S7-200 SMART CPU間通信需要使用以太網(wǎng)通信（Get/Put指令），移植時(shí)需要在S7-200 SMART中重新運(yùn)行Get/Put向?qū)Щ蛘咧噶罹幊獭?/p>

NETR/NETW指令向?qū)б浦?/p>

S7-200 NETR/NETW指令向?qū)б浦仓罶7-200 SMART Get/Put向?qū)?，移植時(shí)需要在S7-200 SMART中重新運(yùn)行Get/Put向?qū)Ь幊蹋鐖D1所示：

圖1. NETR/NETW指令向?qū)б浦?/p>

1、NETR由Get代替，NETW由Put代替；

2、NETR/NETW最大16字節(jié)數(shù)據(jù)，Get/Put最大200字節(jié)數(shù)據(jù)，可以將NETR/NETW的多項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)讀操作合并在一個(gè)Get/Put操作中處理；

3、遠(yuǎn)程CPU地址改為遠(yuǎn)程CPU IP地址；

4、本地CPU的通信區(qū)域和起始地址，直接對映；

5、遠(yuǎn)程CPU的通信區(qū)域和起始地址，直接對映。

S7-200 NETR/NETW指令向?qū)傻腘ET_EXE子程序由S7-200 SMART Get/Put向?qū)傻腘ET_EXE子程序替換，如圖2所示：

圖2. NET_EXE子程序移植

NETR/NETW指令移植

S7-200 NETR/NETW指令移植至S7-200 SMART GET/PUT指令，移植時(shí)需要在S7-200 SMART中重新編程，如圖3所示：

圖3. NETR/NETW指令移植

1、遠(yuǎn)程CPU地址改為遠(yuǎn)程CPU IP地址；

2、遠(yuǎn)程CPU的通信區(qū)域和起始地址，直接對映；

3、NETR/NETW最大16字節(jié)數(shù)據(jù)，Get/Put最大222/212字節(jié)數(shù)據(jù)，可以將NETR/NETW的多項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)讀操作合并在一個(gè)GET/Put操作中處理；

4、本地CPU的通信區(qū)域和起始地址，直接對映；

5、NETR由GET代替，NETW由PUT代替；

串口通信移植

串口通信主要包括自由口通信、MODBUS通信、USS通信。S7-200 串口通信移植至S7-200 SMART 時(shí)，PORT1端口需要使用CM01信號(hào)板替代。

自由口通信移植

S7-200 自由口通信移植至S7-200 SMART 時(shí)，使用STEP 7-Micro/WIN SMART 直接打開S7-200 自由口通信程序即可，也可以將S7-200 自由口通信程序復(fù)制至S7-200 SMART 項(xiàng)目程序中。

圖1. 使用STEP 7-Micro/WIN SMART 直接打開 S7-200 自由口通信程序

MODBUS通信移植

S7-200 MODBUS通信移植至S7-200 SMART 時(shí)，使用STEP 7-Micro/WIN SMART 直接打開S7-200 MODBUS 通信程序即可，也可以在S7-200 SMART 中使用MODBUS庫重新編寫程序。

1、S7-200 SMART V2.1 及以前版本軟件有一個(gè)modbus主站庫程序和一個(gè)modbus從站庫程序，PORT0端口和PORT1端口不能同時(shí)做modbus主站，也不能同時(shí)做modbus從站；如果兩個(gè)端口同時(shí)做modbus主站，建議使用STEP 7-Micro/WIN SMART 直接打開S7-200 MODBUS通信程序。

2、S7-200 SMART V2.2 版本軟件有兩個(gè)modbus主站庫程序和一個(gè)modbus從站庫程序，如圖2所示。兩個(gè)modbus主站庫程序和一個(gè)modbus從站庫程序都可以選擇通信端口0或者1，如圖3所示。

圖2. V2.2版本軟件的modbus主站和從站庫程序

圖3. V2.2 版本軟件的modbus主站和從站庫程序端口選擇

USS通信移植

S7-200 USS通信移植至S7-200 SMART 時(shí)，使用STEP 7-Micro/WIN SMART 直接打開S7-200 USS通信程序即可，也可以在S7-200 SMART中使用USS庫重新編寫程序。

S7-200 SMART軟件只有一個(gè)USS庫程序，PORT0端口和PORT1端口不能同時(shí)用作USS通信，如果兩個(gè)端口同時(shí)USS通信，建議使用STEP 7-Micro/WIN SMART 直接打開S7-200 USS通信程序。

常問問題

1. S7-200 SMART 使用S7-200的Modbus slave庫無法初始化成功？

如下圖所示，使用STEP 7-Micro/WIN SMART 直接打開S7-200 MODBUS 通信程序并做相關(guān)設(shè)置后測試，

首先，圖中的MBUS_INIT的相關(guān)參數(shù)針對200smart來說，設(shè)置均正常，但是從測試結(jié)果可以看出，初始化MBUS_INIT報(bào)錯(cuò)1：存儲(chǔ)器范圍出錯(cuò)，而且MBUS_SLAVE報(bào)錯(cuò)10：從站功能未啟用

圖4. MODBUS Slave報(bào)錯(cuò)

這是因?yàn)?00的庫程序里針對過程映像區(qū)MaxIQ(0-128)，AaxAI(0-32)做的報(bào)警判斷，如下圖Modbus Slave程序所示，S7-200的過程映像區(qū)最大0-31，所以超過31會(huì)報(bào)錯(cuò)，【但S7-200smart的AI過程映像區(qū)最大255】

圖4. MODBUS Slave報(bào)警判斷

所以當(dāng)S7-200 SMART需要設(shè)計(jì)AI大于31的地址時(shí)，考慮還是使用STEP 7-Micro/WIN SMART自己的庫。

DP/MPI通信移植

DP/MPI通信移植時(shí)，S7-200 SMART需要使用DP01模塊，S7-200 SMART不需要編程，但是需要在系統(tǒng)塊中組態(tài)DP01模塊。

西門子6ES7231-7PD22-0XA8
EM231 4入*熱電偶，模擬量
EM231 4入*熱電偶，模擬量

針對目前工業(yè)生產(chǎn)線自動(dòng)化程度不斷提高的現(xiàn)狀，我購機(jī)電自動(dòng)化商城主要介紹了中達(dá)電通六軸數(shù)控系統(tǒng)和臺(tái)達(dá)交流伺服在工業(yè)機(jī)械手臂上的技術(shù)應(yīng)用，突出了中達(dá)電通數(shù)控系統(tǒng)自有的豐富功能，并配合臺(tái)達(dá)伺服系統(tǒng)優(yōu)異性能，能夠?yàn)榭蛻籼峁┯袃r(jià)值的整合方案。

隨著工業(yè)生產(chǎn)線自動(dòng)化程度的提高，并日趨向柔性化發(fā)展。工業(yè)機(jī)械手臂被越來越多的應(yīng)用在涂漆、包裝、焊接、裝配等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，來代替人工完成惡劣環(huán)境下的勞動(dòng)。本案是我購機(jī)電自動(dòng)化商城為客戶提供的解決方案，利用中達(dá)電通六軸數(shù)控系統(tǒng)的六軸聯(lián)動(dòng)和教導(dǎo)模式下自動(dòng)生成NC程序等系統(tǒng)功能，配合臺(tái)達(dá)ASDA系列交流伺服強(qiáng)健控制和內(nèi)置的位置指令寄存器功能，來實(shí)現(xiàn)對六軸機(jī)械手臂的控制系統(tǒng)和自動(dòng)生產(chǎn)線的技術(shù)改造。

一、技術(shù)要求和難點(diǎn)分析

客戶采購該六軸機(jī)械手臂，用于變壓器生產(chǎn)流水線的點(diǎn)膠、浸漆和烘干工序。原型機(jī)為日本制造，因控制系統(tǒng)損壞無法修復(fù)，故提出改造要求，并且需要控制系統(tǒng)和伺服滿足如下條件：

1.伺服運(yùn)動(dòng)軸

在機(jī)械上，六軸機(jī)械手臂結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)為6自由度空間坐標(biāo)系。其中X、A、B、C軸采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)1:10的齒輪箱間接傳動(dòng)，做近似360度圓周運(yùn)動(dòng)，Y和Z軸采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺距10mm的滾珠絲杠，再連接力臂做近似120度圓周運(yùn)動(dòng)。這六個(gè)伺服軸要求能夠聯(lián)動(dòng)。

客戶要求在原有六軸機(jī)械手臂的基礎(chǔ)上，再增加一個(gè)伺服軸D通過絲杠用來拖動(dòng)機(jī)械手臂前后運(yùn)動(dòng)，使其能自由移動(dòng)到生產(chǎn)線的任何地方，但不要求聯(lián)動(dòng)控制。

客戶還要求控制系統(tǒng)能夠控制七個(gè)軸，并且至少六軸聯(lián)動(dòng)，伺服軸運(yùn)動(dòng)速度可調(diào)。

此外，對于伺服控制系統(tǒng)，因?yàn)闄C(jī)械手臂在機(jī)械設(shè)計(jì)上采用6自由度空間坐標(biāo)系，而區(qū)別于普通的直角坐標(biāo)機(jī)械手臂機(jī)械。因而在運(yùn)動(dòng)過程中，機(jī)械負(fù)載的慣量會(huì)因?yàn)闄C(jī)械力臂的不同而發(fā)生較大范圍的變化，這就要求伺服系統(tǒng)具有優(yōu)異穩(wěn)定性、響應(yīng)性和對負(fù)載變化自適應(yīng)能力。

2.精度要求

機(jī)械回零精度：+/-1度。

重復(fù)定位精度：+/-1度。

定位精度：2mm。

要求控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)能夠具有檢測反饋，來保證機(jī)械運(yùn)動(dòng)精度。

3.NC加工程序處理

因?yàn)椴捎?自由度空間坐標(biāo)系，無法采用手動(dòng)編程和軟件編程。因而需要控制系統(tǒng)具有示教功能或者學(xué)習(xí)功能，能夠根據(jù)采集的數(shù)據(jù)自動(dòng)生成NC加工程序，并能對自動(dòng)生成的NC程序進(jìn)行編輯和存儲(chǔ)。

4.輔助功能

在輔助功能上，要求控制系統(tǒng)能夠通過NC指令來控制多個(gè)氣動(dòng)電磁閥動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)機(jī)械機(jī)能，并能根據(jù)需要添加檢測開關(guān)。

5.安全保護(hù)

在安全保護(hù)方面，除要求控制器可靠的穩(wěn)定性外，還要求控制系統(tǒng)具有必要的安全保護(hù)功能。

二、方案設(shè)計(jì)的可行性分析

通過對機(jī)械設(shè)計(jì)和控制技術(shù)要求分析，確定采用一臺(tái)中達(dá)電通六軸數(shù)控系統(tǒng)做上位控制器＋7套臺(tái)達(dá)交流伺服做下位控制器的6AXIS＋1 AXIS的控制架構(gòu)，具體分析如下：

1.中達(dá)電通（臺(tái)達(dá)）六軸數(shù)控系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：

（1）6個(gè)獨(dú)立伺服軸接口，能夠控制1～6軸聯(lián)動(dòng)，能夠滿足伺服軸運(yùn)動(dòng)控制要求。

（2）電壓命令型 (V-Command) 伺服接口，小解析精度0.001mm，可配合光柵尺或旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)、半閉環(huán)控制，能夠滿足精度要求。

（3）大響應(yīng)速度500KPPS編碼器反饋，能夠滿足快速定位的需求。

（4）具有教導(dǎo)模式，能夠記錄下當(dāng)前的機(jī)械坐標(biāo)點(diǎn)，并能根據(jù)采集的數(shù)據(jù)自動(dòng)生成NC加工程序，操作者可以方便的對生成的程序進(jìn)行編輯和閱讀。

（5）控制器內(nèi)存有240K存儲(chǔ)空間，可儲(chǔ)存1000個(gè)NC加工程序，配合標(biāo)準(zhǔn)的CNC鍵盤可輕松對加工程序進(jìn)行編輯。

（6）通過六軸數(shù)控簡易I/0控制指令和內(nèi)置PLC開發(fā)，能夠靈活的通過NC程序?qū)崿F(xiàn)輔助機(jī)能。

（7）內(nèi)置可編程PLC，標(biāo)準(zhǔn)配置為24INPUT/ 16OUTPUT，大可擴(kuò)展到96INPUT/64OUTPUT，*滿足電氣互鎖、行程保護(hù)、緊急停止等安全電路的設(shè)計(jì)要求。

西門子6ES7231-7PD22-0XA8
EM231 4入*熱電偶，模擬量
EM231 4入*熱電偶，模擬量

SCALANCE XB-000 系列非網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)為在機(jī)器或工廠部分中設(shè)置具有交換功能的小型星形或線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提供了一個(gè)成本的解決方案。

外殼專為在導(dǎo)軌上的控制柜中節(jié)約空間的安裝而設(shè)計(jì)。

SCALANCE XB-000 工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)針對導(dǎo)軌上的安裝進(jìn)行了。并且可以安裝在墻壁上。

SCALANCE XB-000 交換機(jī)配有：

提供有以下端口類型：

從前面建立所有連接。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)組態(tài)

SCALANCE XB-000 交換機(jī)通常與在控制柜或控制箱中連接的站一起安裝。

組態(tài)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要遵循下列邊界條件：

電氣星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，帶有 SCALANCE XB005 或 SCALANCE XB0005G

電氣總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，帶有 SCALANCE XB005 和 XB008，或 SCALANCE XB0005G 和 XB008G

混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，帶有 SCALANCE XB004-1 或 SCALANCE XB004-1G電氣星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，帶有 SCALANCE XB005G 和千兆以太網(wǎng)環(huán)連接

診斷