Siemens S7-1200 G2 e SINAMICS G120 con Motion Control – Parte 1

Con questo tutorial inizio una nuova serie dedicata al Motion Control con SIMATIC S7-1200 G2 e SINAMICS G120, sviluppando passo dopo passo un’applicazione completa in TIA Portal.

Il progetto parte dalla configurazione hardware e arriva alla realizzazione di un sistema di comando dell’azionamento tramite Technology Object, istruzioni PLCopen Motion Control e interfaccia HMI SIMATIC Comfort.

Questa è la prima parte del progetto. Nella seconda parte l’applicazione verrà estesa collegando il PLC virtuale a Siemens SIMIT, dove simuleremo il comportamento dell’azionamento e la comunicazione PROFIdrive.

Obiettivo del tutorial

L’obiettivo non è semplicemente comandare un motore, ma costruire una piccola architettura di automazione nella quale PLC, azionamento, oggetto tecnologico e interfaccia operatore lavorano insieme attraverso le funzioni Motion Control integrate nel SIMATIC S7-1200 G2.

Durante il tutorial viene sviluppato un progetto completo utilizzando:

• SIMATIC S7-1200 G2;
• SINAMICS G120;
• TIA Portal;
• Technology Object per la gestione dell’asse;
• istruzioni PLCopen Motion Control;
• SIMATIC HMI Comfort per il comando e la supervisione dell’azionamento.

Configurazione hardware in TIA Portal

La prima fase del progetto è dedicata alla configurazione hardware del sistema.

All’interno di TIA Portal vengono configurati il PLC SIMATIC S7-1200 G2, il sistema di comunicazione e il SINAMICS G120, predisponendo l’architettura necessaria per il successivo controllo dell’azionamento tramite Motion Control.

Questa fase è fondamentale perché consente di creare correttamente la relazione tra il controllore e il drive, definendo le risorse che verranno successivamente utilizzate dall’oggetto tecnologico.

Configurazione dell’oggetto tecnologico

Il cuore dell’applicazione è rappresentato dal Technology Object asse disponibile nel SIMATIC S7-1200 G2.

L’oggetto tecnologico permette di astrarre buona parte della gestione dell’azionamento e di utilizzare le istruzioni standard PLCopen Motion Control direttamente all’interno del programma PLC.

Attraverso la parametrizzazione dell’asse vengono definite le principali caratteristiche necessarie per gestire il movimento e creare il collegamento logico con il SINAMICS G120.

Programmazione PLC con Motion Control

Dopo la configurazione dell’oggetto tecnologico si passa alla realizzazione della logica PLC.

Nel progetto vengono utilizzate diverse istruzioni Motion Control per costruire una gestione completa dell’asse.

MC_Power

Il blocco MC_Power viene utilizzato per gestire l’abilitazione dell’asse e rappresenta uno degli elementi fondamentali della sequenza Motion Control.

MC_Reset

Con MC_Reset viene implementata la gestione del reset degli errori dell’asse, permettendo all’operatore di ripristinare il sistema dopo una condizione di fault.

MC_Halt

Il comando MC_Halt consente di arrestare in maniera controllata il movimento dell’asse secondo i parametri configurati.

MC_Jog

Attraverso MC_Jog viene implementato il movimento manuale nelle due direzioni, funzione particolarmente utile durante le operazioni di setup, manutenzione e commissioning.

MC_MoveVelocity

Con MC_MoveVelocity viene invece realizzato il movimento continuo dell’asse a una velocità impostata dall’operatore.

Questa struttura permette di creare un’applicazione Motion Control modulare e facilmente espandibile.

Realizzazione dell’interfaccia HMI

Una parte importante del progetto è dedicata alla realizzazione dell’interfaccia operatore SIMATIC HMI Comfort.

L’HMI viene utilizzato per comandare direttamente le principali funzioni dell’asse e visualizzare le informazioni operative del sistema.

Dalla schermata realizzata è possibile:

• abilitare e disabilitare l’asse;
• eseguire il reset degli errori;
• comandare il Jog verso destra e verso sinistra;
• avviare il movimento in velocità;
• arrestare il movimento;
• modificare il setpoint di velocità tramite slider;
• visualizzare la velocità attuale dell’asse;
• visualizzare lo stato operativo e gli eventuali errori.

In questo modo l’HMI diventa una vera e propria stazione di comando per l’applicazione Motion Control.

Guarda il tutorial completo – Parte 1

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In questa prima parte vengono affrontate la configurazione hardware, la parametrizzazione dell’oggetto tecnologico, la programmazione PLC Motion Control e la realizzazione dell’interfaccia HMI.

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Parte 2: simulazione dell’azionamento con Siemens SIMIT

Il progetto non termina con questa prima parte.

Nella seconda parte del tutorial utilizzeremo lo stesso programma sviluppato in TIA Portal per creare un ambiente di simulazione completo con Siemens SIMIT.

Vedremo come interfacciare il PLC simulato con il modello dell’azionamento, simulare la comunicazione PROFIdrive e utilizzare lo Standard Telegram 1 per lo scambio delle informazioni tra Motion Control e drive virtuale.

All’interno di SIMIT verrà inoltre realizzata una rappresentazione della velocità dell’asse tramite un’uscita analogica virtuale, in modo da visualizzare direttamente il comportamento del sistema durante la simulazione.

Dal Motion Control al Virtual Commissioning

Questa prima parte costruisce quindi tutta la base necessaria per arrivare alla fase successiva del progetto.

Dopo aver configurato il sistema reale dal punto di vista hardware e software, nella seconda parte passeremo infatti alla simulazione dell’azionamento, creando progressivamente un ambiente di test sempre più vicino a un vero scenario di Virtual Commissioning.

L’obiettivo della serie è mostrare come sia possibile integrare SIMATIC S7-1200 G2, SINAMICS G120, Motion Control, HMI, PLCSIM Advanced e Siemens SIMIT all’interno di un unico flusso di progettazione.

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