Ansteuerung einer Schrittmotor-Achse mit Siemens SIMATIC S7-300 SPS: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 13. Februar 2014, 18:59 Uhr

Einleitung

Im Rahmen des Studiengangs Mechatronik der Hochschule Hamm-Lippstadt wird im 7. Fachsemester das Praktikum Produktionstechnik angeboten. Dieses Praktikum ist Teil des Fach-Moduls Global Production Engineering.

Aufgabenstellung

Die Aufgabe des Praktikums war es, eine 3-D Bearbeitungsmaschine zu konstruieren und drei Achsen mit verschiedener Steuerungshardware anzusteuern. Ebenfalls sollten Bearbeitungskoordinaten für Werkstücke (oder ähnliches) übermittelt werden können.

Die Herausforderung bestand darin, die Ansteuerung einer Zahnriemenachse mit Schrittmotor durch den Einsatz von einer Speicherprogrammierbaren Steuerung, kurz SPS, SIMATIC S7-313C des Unternehmen Siemens zu realisieren.

Zur Steuerung des Schrittmotors wird zusätzlich ein Schrittmotor Controller, GeckoDrive G201X, verwendet.

Im folgenden wird die Vorgehensweise der Steuerung einer dieser Achsen mit Hilfe einer SIMATIC S7-313 C beschrieben.

Vertiefender Link zur verwendeten Speicherprogrammierbaren Steuerung : CPU SIMATIC S7-300 313C

Aufbau / Schaltplan

Im Allgemeinen ist der Aufbau der Hardwarekomponenten wie bei den meisten Steuerungen in Last- und Steuerkreis aufgeteilt.

Laststromkreis:

alle Verbindungen zwischen der Spannungsversorgung (Power Supply), dem Geckodrive und dem Schrittmotor

Steuerstromkreis:

alle Verbindungen zwischen der SPS und dem Geckodrive

Einrichtung der Hardware SIMATIC S7-300

Wichtig bei der Programmierung einer SPS ist, dass die CPU (Central Processing Unit) weis welche Hardware vorhanden ist.

Bevor eine Steuerung mit STEP 7 in Betrieb genommen werden kann, muss die vorhandene Hardware in der Software STEP 7 konfiguriert werden. Das SPS-System kann ohne eine Hardwarekonfiguration der SPS und der dazugehörigen Baugruppen nicht in Betrieb genommen werden.

Bei der Hardwarekonfiguration werden in STEP 7 die vorhandene Hardware (Profilschiene, Stromversorgung, CPU) aufgelistet. Danach werden je nach Bedarf die Baugruppen ausgewählt und Adressen zugewiesen. Zum Schluss wird diese Konfiguration in die CPU geladen, damit die CPU weis, welche Baugruppen zur Verfügung stehen welche Adressen vergeben sind.

Weitere Informationen zur Hardwarekonfiguration sind unter folgendem Link zu finden:

http://www.sps-lehrgang.de/hardwarekonfiguration/

Kommunikation zwischen SPS und Rechner

Bei der Einrichtung der Hardware muss zunächst eine Verbindung zwischen SPS und dem Rechner mit der Software STEP 7 hergestellt werden. Dazu wird ein Multimaster-Kabel verwendet welches die RS 232 Schnittstelle der SPS-CPU mit der USB-Schnittstelle des Rechners verbindet (siehe Abbildung unten).

Diese Verbindung ist wichtig, um die Programm-Daten aus der Software STEP 7 in die SPS zu laden und ebenfalls die SPS auslesen zu können. Beim Auslesen können sowohl schon vorhandene Programme ausgelesen werden, als auch Signalzustände z.B. von Sensorik am Eingang der SPS. Die SPS besitzt sowohl einen internen Speicher, als auch einen Slot für eine SD-Speicherkarte.

Komplikationen und letzter Stand

Beim laden der Software in die SPS gab es ein Problem mir der Kommunikation zwischen dem Rechner und der SPS. Als Fehlermeldung wurde folgender Text ausgegeben: "Die Systemdaten können nicht auf die Baugruppe CPU 313C der Station SIMATIC 300 geladen werden".

Daraufhin wurde der Kontakt zum Siemens Support gesucht. Herr Asaad Al-Suleihi hält den Kontakt zum Siemens Support. Mail an Siemens Support:

"Geehrter Siemens Support,

wir haben in einem Praktikum unseres Studiengangs Mechatronik ein Projekt, in dem die Studierenden mit einer Siemens SPS (313-5BG04-0AB0) arbeiten. Die Verbindung der SPS mit dem Computer erfolgt über ein USB PC Adapter und soll als Programmierschnittstelle genutzt werden.

Unser Problem tritt bei dem Ladevorgang der Hardwarekonfiguration in die Baugruppe auf. Es wird dann folgende Fehlermeldung ausgegeben:

Die Systemdaten können nicht auf die Baugruppe CPU 313C - (R0/S2) der Station SIMATIC 300(1) geladen werden. Schauen Sie unter Details nach oder versuchen Sie die Ursache im Diagnosepuffer der Baugruppe zu ermitteln.

Die Hilfe-Angaben wurden bereits ausprobiert.

In der Anlage befindet sich auch der aktuelle Screenshot des Problems. Das Problem taucht nur bei der Nutzung ohne SD-Karte auf. Wenn eine SD-Karte eingesetzt wird, wird die Hardware nicht in dem Fenster "Teilnehmeradresse auswählen" erkannt."

Zusammenfassung und Ausblick

Autor: Stefan Schweins (Diskussion) 18:54, 13. Feb. 2014 (CET)

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 Die Herausforderung bestand darin, die Ansteuerung einer Zahnriemenachse mit Schrittmotor durch den Einsatz von einer Speicherprogrammierbaren Steuerung, [http://193.175.248.56/wiki/index.php/Speicherprogrammierbare_Steuerung-DOCDATUMBEITRAG kurz SPS], SIMATIC S7-313C des Unternehmen Siemens zu realisieren.
 Zur Steuerung des Schrittmotors wird zusätzlich ein Schrittmotor Controller, [http://193.175.248.56/wiki/index.php/Schrittmotoransteuerung_mit_Gecko_Drive-DOCDATUMBEITRAG GeckoDrive G201X], verwendet.
 Im folgenden wird die Vorgehensweise der Steuerung einer dieser Achsen mit Hilfe einer SIMATIC S7-313 C beschrieben.
 Vertiefender Link zur verwendeten Speicherprogrammierbaren Steuerung : [https://support.automation.siemens.com/WW/llisapi.dll/48161918?func=ll&objId=48161918&objAction=csView&nodeid0=33519671&lang=de&siteid=cseus&aktprim=0&extranet=standard&viewreg=WW&load=treecontent&prodLstObjId=48161918&prodLstStart=1&prodLstSort=-DOCDATUMBEITRAG CPU SIMATIC S7-300 313C]
 === Aufbau / Schaltplan ===
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 Das Problem taucht nur bei der Nutzung ohne SD-Karte auf.
 Wenn eine SD-Karte eingesetzt wird, wird die Hardware nicht in dem Fenster "Teilnehmeradresse auswählen" erkannt."
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 Autor: [[Benutzer:Stefanschweins|Stefan Schweins]] ([[Benutzer Diskussion:Stefanschweins|Diskussion]]) 18:54, 13. Feb. 2014 (CET)