S7_200SMARTPLC的运动控制向导

1、S7-200 SMART PLC的运动控制向导运动轴（Axis of Motion ）内置于S7-200 SMART CPU的运动控制功能使用 运动轴（Axis of Motion ）进行步进电机和伺服电机的速度和位置控制。S7-200 SMARCPU提供3个单轴控制，其组态方式与 S7-200的EM253类似，S7-200 SMART CPU目前未提供单独的运动控制模块。其开环位置控制提供以下 功能：1. 提供高速控制（高速脉冲输出），速度从每秒 2个脉冲到每秒100,000 个脉冲（2HZ到100KHZ ；2. 提供可组态的测量系统，既可以使用工程单位（例如英寸和厘米）也可 以使用脉冲数；

2、3. 提供可组态的反冲补偿；4. 支持绝对、相对和手动位控方式；5. 提供连续操作；6. 提供多达32组移动曲线，每组最多可有16步；7. 提供4种不同的参考点寻找模式，每种模式都可对起始的寻找方向和最 终的接近方向进行选择。8. 支持急停（S曲线）或线性加速及减速。9. 提供SINAMICS V90驱动器的相关支持。使用STEP7-Micro/ WIN SMART可以创建运动轴所使用的全部组态。这些组 态和程序块需要一起下载到CPU中。S7-200 SMART CPU的运动控制能够实现主动寻找参考点功能，绝对运动功 能，相对运动功能，单、双速连续旋转功能，速度可变功能（依靠 AXISX_MA

3、N 指令实现）及曲线功能。所有的轴功能都是单轴开环控制， 系统不提供轴与轴之 间的耦合及轴的闭环控制，如果有这方面需求，则用户需要自己搭建功能，但最 终的应用效果要根据实际环境验证，西门子无法提供保证。S7-200 SMART CPI运动控制输入/输出点定义见表1 :表1.运动控制输入/输出定义类型信号描述CPU本体I/O 分配输入STPSTP输入可让CPU停止脉冲输出。在位控 向导中可选择您所需要的 STP操作。在位控向导中可被组态为I0.0-I0.7，I1.0-I1.3RPSRPS（参考点）输入可为绝对运动操作建 立参考点或零点位置。中的任意一个，但是冋一个输入点 不能被重复定义LMT+L

4、MT-LMT+和LMT-是运动位置的最大限制。位 控向导中可以组态 LMT和LMT-输入。ZP(HSC)ZP （零脉冲）输入可帮助建立参考点或零 点位置。通常，电机驱动器 /放大器在电 机的每一转产生一个 ZP脉冲CPU本体咼速计数器输入可被组态 为ZP输入HSC0 (I0.0)HSC1 (I0.1)HSC2 (I0.2)HSC3 (I0.3)AxisOAxis1Axis2P0P0和P1是源型晶体管输出， 用以控制电 机的运动和方向。Q0.0Q0.1Q0.3输出P1Q0.2Q0.7 orQ0.3*Q1.0DISDIS是一个源型输出，用来禁止或使能电 机驱动器/放大器。Q0.4Q0.5Q0.6*

5、如果Axisl组态为脉冲加方向，则 P1分配到Q0.7。如果Axisl组态为双 向输出或者A/B相输出，贝U P1被分配到Q0.3,但此时Axis2将不能使用。组态 Axis of Motio n:Micro/WIN SMART提供了运动控制向导，可生成组态/曲线表和位控指令。打开“运动控制”向导，“工具”- “向导”- “运动控制”S7-200 SMART CPI提供1、运动控制向导组态选择要组态的轴，用户可在需要激活的轴前打勾,3个轴资源用于运动控制选择运动轴命名运动轴2、测量系统组态对应项的含义如下所述：1）选择测量系统可选择“工程单位”或是“相对脉冲”，如果选择“相对 脉冲”则没有下面

6、选项的设置，脉冲数与电动机的分辨率（步距角）有关。2）当选择“工程单位”时，需要设置电机旋转一周所需脉冲数。此参数的 确定要与伺服中的设置匹配，如电子齿轮比。3）当选择工程单位时所用的单位。4）当选择工程单位时，电机每转一周负载轴的实际位移，是负载轴的运动位 移，与传动的实际机械结构有关。3、方向控制组态对应项的含义如下所述:1）选择脉冲输出的形式，分为单相（脉冲+方向）、双相、正交与单相（仅 脉冲）：选择单相（脉冲+方向），向导将为S7-200 SMAR分配两个输出点，一个点 用于脉冲输出，一个点用于控制方向。选择双相，向导将为S7-200 SMART分配两个输出点，一个点用于发送正向 脉冲

7、，一个点用于发送负向脉冲。选择正交，向导将为S7-200 SMARTS配两个输出点，一个点发送 A相脉冲, 一个点发送B相，AB相脉冲之间相位相差为90。选择单相（仅脉冲），向导将为 S7-200 SMART分配一个输出点，此点用于 脉冲输出。S7-200 SMART的运动控制功能不再控制方向，方向可由用户自己编 程控制2）该波形图是与选择的输出形式对应的示意图。4、LMT限位点组态a.正限位使能；b.正限位输入点；c.指定相应输入点有效时的响应方式;d.指定输入信号有效电平（低电平有效或者高电平有效）。a.负限位使能；b.负限位输入点；c.指定相应输入点有效时的响应方式；d.指定输入信号有效

8、电平（低电平有效或者高电平有效）。对应项的含义如下所述：1）选择是否激活正向限位及选择正向限位点。2）选择轴碰到限位开关时的停止方式：立即停止或减速停止。3）选择激活正向限位的电平状态，上限为高电平有效，下限为低电平有效 注意：7-200 SMART CPlR提供硬件限位，不提供软件限位。5、RPS参考点组态a.使能参考点；b.参考点输入点；c.指定输入信号有效电平（低电平有效或者高电平有效）选择是否激活参考点功能及使用哪个点作为参考点， 并选择激活参考点的电 平状态，上限为高电平有效，下限为低电平有效。参考点的设置为使用绝对运动 的前提条件。6 ZP零脉冲组态a.使能零脉冲：b.零脉冲输入点

9、。选择是否激活编码器零脉冲信号及选择哪个点作为输入。此点需要与相应的 回零模式配合使用，使用此种方式，可以实现更精确的参考点定位。ZP信号输入点都为固定的点，用户无法自由选择输入点用于ZP的输入信号，所以若要使用此功能，需要提前规划好输入点分配。7、STP停止点组态a.使能停止点；b.停止输入点；c.指定相应输入点有效时的响应方式;d. 指定输入信号的触发方式，可以选择电平触发或者边沿触发。e. 指定输入信号有效电平（低电平有效或者高电平有效）。对应项的含义如下所述：1）选择是否激活STP及将哪个点作为STP STP是除硬件限位外唯一能实现 急停的输入点。2）选择激活STP并选择是减速停止还是

10、立即停止。3）选择STP信号的触发方式，电平触发或沿触发。选择电平触发时，只要STP信号输入有效，运动便会停止选择边沿触发时，只有当STP从无效变为有效时，运动才会停止。运动停止 后，可发出新的运动命令。4）选择有效的激活电平，上限为高电平有效，下限为低电平有效。8、TRIG曲线停止功能组态对应项的含义如下所述：1）选择是否激活TRIG及使用哪个点作为TRIG输入点。此功能用于运行包络的项目中，可用于停止包络。2）选择激活TRIG的有效电平，上限为高电平有效，下限为低电平有效 9、DIS驱动器禁用/启用功能组态选择是否激活DIS。DIS是伺服驱动器的使能信号，组态中只能使用系统分 配的点，无法

11、选择其他点，如果需要使用此功能，要提前规划好输出点的分配。轴0的DIS始终组态为Q0.4。轴1的DIS始终组态为Q0.5。轴2的DIS始终组态为Q0.6。注意：每个轴的输出点都是固定的用户不能对其进行修改，但是可以选择使 能/不使能DIS。10、电机速度组态a. 定义电机运动的最大速度“ MAX_SPEEDb. 根据定义的最大速度，在运动曲线中可以指定的最小速度;c. 定义电机运动的启动/停止速度“ SS SPEED。对应项的含义如下所述：1）电机的最大速度，电机扭矩范围内系统最大的运行速度。2）电机的最小速度，此数值根据最大速度由系统自动计算给定。3） 启动/停止速度，能够驱动负载的最小转矩

12、对应速度，此数值建议参照电机的扭矩转速曲线图，并根据机械负载折合到电机轴的扭矩计算得出。如果不方便计算也可以考虑按最大速度 （MAX_SPEED值的5%-15%设定。如果 SS_SPEED 数值过低，电机和负载在运动的开始和结束可能会摇摆或颤动。如果 SS_SPEED 数值过高，电机会在启动时丢失脉冲，并且负载在试图停止时会使电机超速。11、点动功能组态a. 定义点动速度“ JOG_SPEED （电机的点动速度是点动命令有效时能够得 到的最大速度）b. 定义点动位移“ JOG_INCREMENT（点动位移是瞬间的点动命令能够将工 件运动的距离）对应项的含义如下所述：1）点动时的速度。2）点动时

13、间小于0.5s时所执行的位移。点动一般用于手动调整，其速度的设置要根据现场的需求决定。增量设置则 可以定义点动的最小运行距离，其数值一般取决于手动微调的最小幅度。注意：当CPU收到一个点动命令后，它启动一个定时器。如果点动命令在0.5秒到时之前结束，CPU则以定义的SS_SPEE速度将工件运动JOG_INCREMENT数值指定的距离。当0.5秒到时时，点动命令仍然是激活的，CPU加速至JOG_SPEEtt度。继续运动直至点动命令结束，随后减速停止。12、电机加减速时间组态a. 设置从启动/停止速度“ SS_SPEE”到最大速度“ MAX_SPEE的加速度时 间“ ACCEL_TlMEb. 设置

14、从最大速度“ MAX_SPEE:到启动/停止速度“ SS_SPEE”的减速度时 间“ DECEL_TIME对应项的含义如下所述：1）定义轴的加速时间，默认值为1000ms2）定义轴的减速时间，默认值为1000ms这两个参数需要根据工艺要求及实际的生产机械测试得出。如果需要系统有 更高的响应特性，则将加减速时间减小。测试时在保证安全的前提下建议逐渐减 小此值，直到电机出现轻微抖动时，基本就达到此系统加减速的极限。除此之外， 还需要注意与CPU连接的伺服驱动器的加减速时间设置，向导中的设置只是定义 了 CPU俞出脉冲的加减速时间，如果希望使用此加减速时间作为整个系统的加减 速时间，则可以考虑将驱动

15、器的加减速时间设为最小，以尽快响应CPU俞出脉冲的频率变化。13、S曲线（急停）时间组态运創控制向蝉IX-%口厲呼翠插r疋向菽制5 MA-叵 IJMT+ 口 LMT- n ws Q. ip n sip W TWIG p匚裤出 r电HL*此 Hi jog r- B巫机氏Tim 厂曲附-nwt ni 壬*. 匚 L*WSff k I.vF- B祥佃弟如己 n帥-*射麵馆田何I对于*!* 6J时彌ffllifilasii应時鼻浮耕K 1S4MHMSSJB于配旺和昨 时呵r歼沪1吞干刑匸JSW庄用? -CET K IMF I 手逅不冉审仔F-tt .3 | V 上一忙 |jFt 完盛S曲线功能可对频率

16、突变部分进行圆滑处理，以减小设备抖动，得到更好的动态效果。在某些应用中，对机械抖动有较高要求，而频率突变的部分很容易导 致抖动，S曲线功能则可以在加速的初始与结束阶段，通过修改加速度使速度曲 线在频率突变部分更为圆滑以起到减小抖动的作用。14、反冲补偿组态反冲补偿是用于轴在反转时对机械磨损的补偿， 如果是齿轮驱动的设备，在 反转时会出现由于磨损而导致的间隙，则可以在此处设置补偿脉冲，以提高定位 精度。注意：反冲补偿为当方向发生变化时，为消除系统中因机械磨损而产生的误 差，电机必须运动的距离。反冲补偿总是正值。（缺省 =0）15、使能寻找参考点位置注意：若您的应用需要从一个绝对位置处开始运动或以

17、绝对位置作为参 考，您必须建立一个参考点（RP或零点位置，该点将位置测量固定到物 理系统的一个已知点上。16、寻参速度、方向组态a. 定义快速寻找速度“RP_FAS”（快速寻找速度是模块执行RP寻找命令的 初始速度，通常 RP_FAS是MAX_SPEB的2/3左右）b. 定义慢速寻找速度“ RP_SLOW（慢速寻找速度是接近 RP的最终速度，通 常使用一个较慢的速度去接近 RP以免错过，RP_SLO的典型值为SS_SPEEDc. 定义初始寻找方向“RP_SEEK_D”（初始寻找方向是RP寻找操作的初始 方向。通常，这个方向是从工作区到RP附近。限位开关在确定RP的寻找区域时 扮演重要角色。当执

18、行RP寻找操作时，遇到限位开关会引起方向反转，使寻找 能够继续下去，默认方向=反向）d.定义最终参考点接近方向“ RP_APPR_D”，（最终参考点接近方向是为 了减小反冲和提供更高的精度，应该按照从 RP移动到工作区所使用的方向来接 近参考点，默认方向=正向）对应项的含义如下所述：1）设定寻找参考点速度的高速。2）设定寻找参考点速度的低速。3）寻找参考点的起始方向。4）寻找参考点的逼近方向。此处参考点的设置为主动寻找参考点， 即触发寻参功能后，轴会按照预先确 定的搜索顺序执行参考点搜索。首先轴将按照RP_SEEK_DIR设定的方向以RP_FAS设定的速度运行，在碰到 RP参考点后会减速至 R

19、P_SLO设定的速度， 最后根据设定的寻参模式以 RP_APPR_DI设定的方向逼近RPS17、寻参偏移量组态此处可进行参考点偏移量设置，此功能典型应用场景为：当实际的参考点位 置不方便进行机械安装时，可以将参考点装置安装在其他位置，然后使用参考点 偏移功能实现最终的参考点定位。注意：参考点偏移量“ RP_OFFSE是”在物理的测量系统中 RP到零位置之 间的距离，缺省=0018、寻参搜索顺序组态S7-200 SMART提供4中寻找参考点顺序模式，都为主动寻参模式，每种模 式定义如下：模式1:将RP定位在左右极限之间,RPS区域的一侧。模式2:将RP定位在RPS俞入有效区的中心。模式3:将RP

20、定位在超出RPS俞入有效区的一个指定数目的零脉冲(ZP)处模式4:将RP定位在RPS俞入有效区内的一个指定数目的零脉冲(ZP)处。19、读取驱动器位置组态选择激活AXISX_ABPOS旨令，此指令以通信的方式读取 V90的绝对值编码器数值，仅支持使用绝对值编码器的 V90驱动器且不支持实时位置读取。注1*1曲癌2挫切J鹹为要便用世幔当.破创咗若附也怫川出*20、曲线功能激活运动控制向导自“画Mor-万向齐判F-B1AA-LFTT+ 口 LMT- 二 2P ST?R FG f imifett -钢趣意 IT JOG且机时间 口急悖酎间 |Z屋沖炫 L.总*I戊取应置 I-血側-SI*P呈.-t运

21、动控制向导还提供曲线功能，此功能允许用户提前设置好运动距离及运动 速度，对于运动路线、速度固定的工艺可以快速组态。通过点击“添加（Add）”按钮添加移动曲线并命名。曲线由多个步组成，每一步包含一个达到目标速度的加速 /减速过程和以目 标速度匀速运行的一串固定数量的脉冲。如果是单步运动或者是多步运动的最后 一步，还应该包括一个由目标速度到停止的减速过程。每个运动轴最多支持32条曲线。注意：S7-200 SMART支持最多32组移动曲线。运动控制向导提供移动曲线 定义，在这里，您可以为您的应用程序定义每一个移动曲线。运动控制向导中可以为每个移动曲线定义一个符号名，其做法是您在定义曲线时输入一个符号名即 可。21、曲线运行模式组态（对每条曲线运行模式进行组态）a. 选择移动曲线的操作模式（支持四种操作模式