Ansteuerung eines Servomotors mit Inverter (SINAMICS S210) an einem Siemens SIMATIC Open Controller (ET200SP 1515SP)

Autor: Lars Unverzagt und Daniel Schiewe

Einleitung

In dem Produktionstechnik-Praktikum des Wintersemesters 20/21, war es unsere Aufgabe einen Siemens Motor und einen Inverter (SINAMICS S210) [1] mit der Siemens SIMATIC S7 anzusteuern und auszureizen.

Aufgabenstellung

Mit den oben genannten Bauteilen soll ein Pfeil exakt verschiedene Positionen bei verschiedenen Geschwindigkeiten anfahren. Der Pfeil wurde mit einem CAD-Programm (Solid Works) erstellt. Dieser wurde mit einem additiven Fertigungsverfahren hergestellt. Genauere Informationen finden Sie im Abschnitt CAD Konstruktion der verschiedenen Aufsätze.

Zusätzlich wurde eine Drehscheibe entwickelt, bei der sich bei verschiedenen Geschwindigkeiten unterschiedliche Muster ergeben. Auch hier wurde das CAD-Programm von Solid Works zur Konstruktion verwendet. Wie der Pfeil, wird diese ebenfalls im Abschnitt CAD Konstruktion der verschiedenen Aufsätze.

Vorgehensweise im Projekt

Für einen strukturierten Projektablauf haben wir uns am vorgegebenen V-Modell orientiert.

V-Modell

• Anforderungsdefinition

In der Anforderungsdefinition ging es darum, dass die grundlegenden Dinge vor dem Projektbeginn festgelegt werden. Dazu gehören unter anderem die wichtigen Punkte:

• • Allgemeines
  • Geometrie & Gewicht
  • Aufbau
  • Schnittstelle
  • Software & Werkzeuge
  • Dokumentation

• Funktionaler Systementwurf

Funktionaler Systementwurf

• Technischer Systementwurf

Technischer Systementwurf

• Komponentenspezifikation

Bei der Komponentenspezifikation ging es darum, die bauteilspezifischen Daten heraus zu suchen. Dabei halfen Datenblätter zu den einzelnen Komponenten. Die Komponentenspezifikation soll dazu dienen, die Programmierung so stark wie möglich zu vereinfachen. Zusätzlich wurden Schalt- und Vernetzungspläne, sowie technische Zeichnungen der einzelnen Komponenten eingefügt.

• Programmierung
• Komponententest
• Integrationstest
• Systemtest
• Abnahmetest

Aufbau der SIMATIC S7

https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Praktikum_Siemens_SPS

Mechanischer Aufbau des Grundgerüstes

CAD-Modell Gesamtaufbau

Einbindung Inverter in das TIA Portal

Einbindung des Inverters/Motors:

1. Neues Gerät hinzufügen

siehe Bild

1. In der Netzansicht dem Inverter "Software PLC 1" zuordnen.
2. In den Eigenschaften PROFINET Schnittstelle 150 auswählen
3. Unter den Eigenschaften des Inverters muss das Subnetz "PN/IE_1" zugeordnet werden
4. Die IP-Adresse muss dem Router zugeordnet werden.
5. Unter Software PLC 1 [CPU 1515SP F] den Reiter Technologieobjekte öffnen und auf "Neues Objekt hinzufügen" klicken
6. Unter "Motion Control" die "Speed-Axis" auswählen.
7. Unter Hardware Schnittstelle --> Antrieb auswählen und unter dem Punkt "Antrieb" -->PROFINET IO-System (100) Antriebsregelung auswählen
8. Über den grünen Pfeil Konfiguration Antrieb bestätigen
9. Unter Eigenschaften muss nun noch der richtige Motor ausgewählt werden, damit die Software die Daten automatisch übernimmt. (Hier: Motor: 1FK2104-4AK1x-xMxx)
10. Über den Grünen Pfeil im Fenster Grundparametrierung die Einstellungen speichern
11. In der Symbolleiste auf Übersetzen klicken, danach auf den Button "Laden in Gerät" klicken
12. Dann kann das Gerät PC-System_1 Online verbunden werden.

CAD Konstruktion der verschiedenen Aufsätze

CAD-Zeichnung Pfeil

CAD-Zeichnung Drehscheibe