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Wenn Antriebe bzw. Achsen in einer Maschine voneinander entkoppelt arbeiten, werden diese als Einzelachsen bezeichnet. Typische Einzelachsen sind Drehzahl- und Positionierachsen, wie z.B. Förderbänder und Formatverstellungen. Die Koordination mehrerer Einzelachsen in der Maschine kann vom Anwender programmiert werden, um die gewünschten Bewegungen in der Maschine zu erzielen.

Koordinierte Achsen ersetzen aufwändige mechanische Kopplungen und vereinfachen so den mechanischen Aufbau von Maschinen. Eine elektronische Kopplung unterstützt lineare (Getriebe) und nichtlineare Abhängigkeiten (Kurvenscheiben) sowie schnelle Formatwechsel für mehr Flexibilität.

Kinematiken sind frei programmierbare mechanische Systeme, bei denen mehrere mechanisch gekoppelte Achsen die Bewegung eines Arbeitspunkts bewirken. Die Technologie-CPUs S7 1500 stellen mit dem Technologieobjekt Kinematik Funktionen für das Steuern von Kinematiken bereit, z. B. für Handhabungsaufgaben wie Pick & Place,  Montage und Palettieren.

Mit der Softwarebibliothek SIMATIC Safe Kinematics für die fehlersichere S7-1500 Technologie CPU (CPU 1517TF-3PN/DP) lässt sich im Zusammenspiel mit SINAMICS S120 (FW5.1) die Bewegung von ausgewählten Kinematiken im Raum sicher überwachen. Die Überwachung der Geschwindigkeit ausgewählter Punkte (z. B. Werkzeugarbeitspunkt) sowie frei konfigurierbarer Zonen (z. B. Arbeits- und Schutzzone) schützen den Maschinenbediener bei seiner Tätigkeit.

Neben den Lagegebern des Antriebs können separate Maschinengeber (externe Geber) zur Lageerfassung eingesetzt werden. Diese dienen bspw. zur Kompensation von Schlupf oder anderen mechanischen Einflüssen in der Maschine. 

Inkrementelle und absolute Geber werden optimal über Technologiebaugruppen ins System integriert.

Zähler erfassen die Signale von Inkremental- oder Impulsgebern und werten diese aus. Schnelle Reaktionen erhöhen die Produktivität – etwa bei der präzisen Dosierung von Flüssigkeiten für mehr Materialeinsparung.

Elektronische Nockensteuerwerke erzeugen lagegenaue Schaltsignale – verschleißfrei und flexibel änderbar. Bei Bedarf auch richtungs- oder geschwindigkeitsabhängig. 

Messtaster bestimmen exakt die aktuelle Position zum Zeitpunkt eines Messereignisses.

In Impulslänge, Frequenz und Anzahl variierbare Impulse bieten Möglichkeiten zur Lösung vielfältiger Aufgaben, wie Ventilsteuerung und Dosierung. Die mikrosekundengenaue Kontrolle von Ein- und Ausgängen erlaubt hohe Maschinengeschwindigkeiten.

Ermittlung von Frequenz oder Periodendauer aus dem zeitlichen Verlauf von Zählimpulsen oder Positionswerten. So können Drehzahlen oder Geschwindigkeiten in einem Produktionsprozess genau überwacht und geregelt werden. Unter Nutzung der vorhandenen Digitaleingänge ist eine präzise Längenmessung möglich.

Neben den Lagegebern des Antriebs können separate Maschinengeber (externe Geber) zur Lageerfassung eingesetzt werden. Diese dienen bspw. zur Kompensation von Schlupf oder anderen mechanischen Einflüssen in der Maschine. 

Inkrementelle und absolute Geber werden optimal über Technologiebaugruppen ins System integriert.

Kompaktregler dienen für universelle Regelungsaufgaben mit kontinuierlichen Stellgliedern. Diese werden entweder analog oder über ein pulsweitenmoduliertes Signal angesteuert.

Schrittregler sind speziell für die Anforderungen von integrierenden Stellgliedern ausgelegt, etwa für Ventile mit Stellmotor. Sie besitzen daher zusätzliche Eingänge zum Anschluss von Stellungsrückmeldungen oder Anschlagssignalen.

Temperaturregler unterstützen getrennte Stellglieder für Heizen und Kühlen, mit jeweils eigenen Parametersatz. Damit lassen sich Temperaturen schnell und überschwingungsfrei regeln. Für Anwendungen mit mehreren Temperaturzonen stehen  Synchronisationsmechanismen bereit. Der Regler eignet sich auch für ähnliche Aufgaben mit anderen Prozessgrößen.

Freeport, auch als ASCII-Protokoll bekannt, ist telegrammbasiert und in seinen Dateninhalten frei. Flexible Kriterien zur automatischen Erkennung von Telegrammanfang und –ende unterstützen die Generierung und Auswertung des Datenstroms.

Bei der 3964-Datenübertragung werden den Informationsdaten Steuerzeichen hinzugefügt. Dadurch kann der Kommunikationspartner kontrollieren, ob die Daten vollständig angekommen sind. 3964R verwendet zusätzlich einen Blockcheck, um Datenverfälschungen zu erkennen.

Das Universelle serielle Schnittstellenprotokoll (USS) ist ideal für die Antriebstechnik. Ein USS-Master kann bis zu 31 Slaves/Antriebe 
steuern. Für zyklische Prozessdaten sowie für Parameteränderungen stehen eigene Kanäle zur Verfügung.

Modbus RTU (Remote Terminal Unit) ist ein verbreitetes Protokoll für den Datenaustausch in der Automatisierungstechnik. Die Datenübertragung erfolgt seriell zwischen dem Modbus-Master und einem oder mehreren Modbus-Slaves.

Die physikalische Schnittstelle nach RS232 (oder EIA-232) erlaubt durch die Verwendung von Hardware-Begleitsignalen einen kontrollierten Datenaustausch, wie er z. B. von Modems benötigt wird. Ohne Begleitsignale stellt RS232 eine universelle Punkt-zu-Punkt-Verbindung dar.

Die physikalische Schnittstelle nach RS422 (oder EIA-422) verwendet 4 Einzel-Leitungen. Das Prinzip der Differenzspannung erlaubt höhere Übertragungsraten bis 115 kbit/s. Dabei kann gleichzeitig gesendet und empfangen werden.

Die physikalische Schnittstelle nach RS485 (oder EIA-485) sendet und empfängt auf einer Leitung. Das ermöglicht den Betrieb von mehreren Slaves an einem Master und spart Verdrahtungsaufwand.