摘要：S7-200 SMART CPU 能通过自身本体上的晶体管输出点，来达成运动轴的控制：这个控制功能是内置在 CPU 里的，可以用于速度和位置的把控。2、S7-200 SMART CPU 给出了三种开环运动的控制办法：运动控制向导，还有 PTO（脉冲串输出）以及

一、运动控制的概述：

1、S7-200 SMART CPU 能通过自身本体上的晶体管输出点，来达成运动轴的控制：这个控制功能是内置在 CPU 里的，可以用于速度和位置的把控。
2、S7-200 SMART CPU 给出了三种开环运动的控制办法：运动控制向导，还有 PTO（脉冲串输出）以及 PWM（脉宽调制）。

二、电机运行的控制方式及框架：

PLC 控制电机有两种方式：一种是通过通信来控制变频器；另一种是用高速脉冲输出的办法来控制伺服电机（不过这种方式只在晶体管型 CPU 上支持）

控制框架图是这样的：由 CPU 发送脉冲给伺服或者步进驱动器，然后凭借驱动器的控制信号来掌控电机的启停、相对定位、绝对定位等等；接着再通过编码器把信息反馈给驱动器，实现半闭环控制。

三、运动控制总览：

S7-200 SMART 能提供 3 个轴的开环位置控制所需的功能和性能，具体如下：
1、能提供高速控制，速度范围从每秒 2 个脉冲到每秒 100000 个脉冲（也就是 2HZ 到 100KHZ）。
2、能提供可以组态的测量系统，既能够用工程单位（像英寸和厘米），也能用脉冲数。
3、能提供可以组态的反冲补偿。
4、支持绝对、相对和手动位控这几种方式。
5、支持连续运行操作。
6、能提供多达 32 组移动曲线，每组最多能有 16 步。
7、能提供 4 种不一样的参考点寻找模式，每种模式都能对起始的寻找方向和最终的接近方向进行选择。

运动控制输入/输出定义：

四、运动控制向导

1、打开“运动控制”向导，“工具”->“向导”->“运动控制”

2、选择需要配置的轴

3、命名轴名称；也可默认不更改

4、选择测量系统的方式；

（1）有工程单位和相对脉冲这两种方式。
（2）指的是电机转一圈所需要的脉冲数，如果是步进电机，具体得根据驱动器的细分来决定。
（3）选择工程单位时，可以依照实际情况选用 CM、MM、M、英尺、弧度、度、英寸这几种测量单位。
（4）步进或者伺服电机走一圈的距离，这也就是平常说的螺距。

如选用相对脉冲上诉参数忽略

5、设置脉冲方向输出

脉冲输出的方式有 4 种：
（1）单相 1 输出：只是发送脉冲，没有方向信号，适合连续旋转。
（2）单相 2 输出：P0 发送脉冲，P1 作为方向信号（通常用的就是这种模式）。
（3）双相两输出：正反方向各有一个输出发送脉冲信号。
（4）AB 正交相两输出：AB 相互成 90°的相位角的差动输出。
极性选择：正表示 P1=1 时是正方向旋转，P1=0 时是反方向旋转；负表示 P1=0 时是正方向旋转，P1=1 时是反方向旋转。

7、组态输入点:

LMT+/- 表示运动旋转的最大极限位置 ，

“+”表示正方向的极限位置；

“-”表示反方向的极限位置。
RPS 表示参考点信号 ，

ZP 表示 Z 相脉冲信号，

STP 表示停止信号输入点，

TRIG 表示变速信号，主要用于 GOTO 指令的连续旋转功能。
以上输入信号可以组态 I 点中的任意一个，但是同一个点不能重复定义。

8、组态伺服开启信号

9、组态电机速度

10、组态手动速度

11、组态加减速时间及急停时间

12、组态反冲补偿及参考点

反冲补偿指的是当方向发生变化的时候，为了消除系统里因为机械磨损而出现的误差，电机必须要运动的那段距离。而且反冲补偿一定得是正值。

13、组态寻找参考点位置参数

如果左边是正极限，右边是负极限，原点在中间，当起始方向选择正，逼近方向选择负时，工件会先往左边（正向）移动，碰到原点限位后，再朝着逼近方向，也就是负方向（右边）移动，然后停止。
要是起始方向选择负，逼近方向选择正，工件会先往右（负向）移动，碰到右极限位置后，再朝着逼近方向，也就是正方向（左边）移动，然后停止。结束方向的改变会影响寻找参考的位置是在左侧还是右侧。

14、组态偏移量

15、组态RP搜索顺序

S7 - 200 SMART 提供了 4 种寻找参考点的顺序模式。

每种模式的定义如下：
1/2 这两种模式不需要利用 Z 脉冲回原点，3/4 这两种模式则需要使用 Z 相脉冲回原点。
RP 搜索模式 1（这是默认模式）：RP 是从工作区一侧逼近时，参考点开关 (RPS) 输入开始起作用的位置。

RP 搜索模式 2：RP 在 RPS 输入有效区内居中。

RP 搜索模式 3 ：RP 处在 RPS 输入的有效区域之外。参考点零计数（RP_Z_CNT）会显示在 RPS 变为未激活之后，接收了多少个零脉冲（ZP）输入的计数。

RP 搜索模式 4 ：RP 在 RPS 输入的激活区域里面。RP_Z_CNT 会显示 RPS 变为激活之后接收了多少个 ZP 输入的计数。

16、组态曲线步

并为每条曲线设定步数及速速和位置

17、存储器分配

注意：在程序的其他部分，不能占用这个向导所分配的存储区。

18、组态完成

当组态完成运动控制向导之后，您只需点击生成，然后运动控制向导就会执行以下这些任务：

19、映射表

一、步进电机的概念：

步进电机是能把电脉冲信号转化成角位移或者线位移的开环控制元件。在没有超载的情况下，电机的转速和停止的位置，只由脉冲信号的频率以及脉冲数来决定，不会受到负载变化的影响。当步进驱动器收到一个脉冲信号，它就会驱动步进电机按照设定好的方向转动一个固定的角度，这个角度被称作“步距角”。它的旋转是一步一步按照固定的角度来运行的。我们能够通过控制脉冲的个数来把控角位移的量，以此达到准确进行定位的目的；同时，还能通过控制脉冲的频率来掌控电机转动的速度和加速度，进而实现调速的目的。

二、基本工作原理

通常来说，电机的转子是永磁体。当电流流过定子绕组的时候，定子绕组就会产生一个矢量磁场。这个磁场能带动转子旋转一定的角度，让转子的一对磁场方向和定子的磁场方向相同。当定子的矢量磁场转动一个角度，转子也会跟着这个磁场转动一个角度。每输入一个电脉冲，电动机就会转动一个角度并且向前进一步。它输出的角位移和输入的脉冲数是成正比例关系的，转速和脉冲频率也是成正比例关系的。要是改变绕组通电的顺序，电机就会反过来转动。所以呢，可以通过控制脉冲的数量、频率以及电动机各相绕组的通电顺序，来把控步进电机的转动。

三、步进电机的相关参数及驱动器介绍

步距角：每次输入一个脉冲信号的时候，电机转子转动的角度就叫步距角。步距角的大小能够影响电机的运行精度。

细分：意思是电机运行时的实际步距角是基本步距角的几分之一。

脉冲当量：当控制器输出一个用于定位控制的脉冲时，所产生的用于定位控制移动的位移数值。

电子齿轮比：能对控制器输出的脉冲数进行放大或者缩小，它的作用是可以调节脉冲当量，提升加工精度以及电机的转速。

五、指令/子程序的应用

1、初始化指令

启用并初始化运动轴，这样一来，每次 CPU 变为 RUN 模式时，运动轴就会自动加载组态/包络表。

MOD_EN 参数必须打开，其他运动控制子例程才能向运动轴发送命令。要是 MOD_EN 参数关闭了，运动轴就会停止所有正在进行的命令。

Done 参数会在运动轴完成任何一个子例程的时候开启。

Error 参数会存储这个子程序运行时的错误代码。

C_Pos 参数代表运动轴的当前位置。按照测量单位来看，这个值要么是脉冲数（DINT），要么是工程单位数（REAL）。

C_Speed 参数能提供运动轴的当前速度。如果针对脉冲来组态运动轴的测量系统，C_Speed 是一个 DINT 数值，里面包含每秒的脉冲数。要是针对工程单位来组态测量系统，C_Speed 就是一个 REAL 数值，里面包含每秒所选的工程单位数（REAL）。

C_Dir 参数表示电机的当前方向：信号状态 0 代表正向；信号状态 1 代表反向。

2、手动运行指令

把运动轴设置成手动模式。这样就允许电机按照不同的速度运行，或者沿着正向或者负向慢慢前进。RUN 参数会命令运动轴加速到指定的速度（Speed 参数）和方向（Dir 参数）。我们能够在电机运行的时候更改 Speed 参数，不过 Dir 参数必须一直不变。禁用 RUN 参数会命令运动轴减速，一直到电机停下来。JOG_P（点动正向旋转）或者 JOG_N（点动反向旋转）参数会命令运动轴正向或者反向点动。要是 JOG_P 或者 JOG_N 参数保持启用的时间少于 0.5 秒，那么运动轴就会通过脉冲指示移动 JOG_INCREMENT 里指定的距离。要是 JOG_P 或者 JOG_N 参数保持启用的时间有 0.5 秒或者更长，那么运动轴就会开始加速到指定的 JOG_SPEED。Speed 参数决定启用 RUN 时的速度。要是针对脉冲来组态运动轴的测量系统，速度就是 DINT 值（每秒的脉冲数）。要是针对工程单位来组态运动轴的测量系统，速度就是 REAL 值（每秒的单位数）。

3、运行指令

命令运动轴转到需要的位置，START 参数开启就会向运动轴发出 GOTO 命令。在 START 参数开启而且运动轴当前不忙的时候，每次进行扫描，这个子例程都会向运动轴发送一个 GOTO 命令。为了保证只发送一个 GOTO 命令，一定要用边沿检测信号以脉冲的方式开启 START 参数。

Pos 参数包含一个数值，这个数值表示要移动的位置（绝对移动）或者要移动的距离（相对移动）。按照所选的测量单位，这个值要么是脉冲数（DINT），要么是工程单位数（REAL）。

Speed 参数能确定这次移动的最高速度。依照所选的测量单位，这个值要么是每秒的脉冲数（DINT），要么是每秒的工程单位数（REAL）。

Mode 参数选择移动的类型：

0 表示绝对位置（这种模式一定要有参考点）；

1 表示相对位置；

2 表示单速连续正向旋转（2/3 模式只需要速度，和 POS 位置没关系）；

3 表示单速连续反向旋转。

Abort 参数启动就会命令运动轴停止当前包络并且减速，一直到电机停止。

4、运行曲线指令

命令运动轴依照存储在组态/包络表的特定包络来进行运动操作。START 参数开启就会向运动轴发出 RUN 命令。在 START 参数开启并且运动轴当前不忙的时候，每次进行扫描，这个子例程都会向运动轴发送一个 RUN 命令。为了保证只发送一个命令，要使用边沿检测信号以脉冲的方式开启 START 参数。

Profile 参数包含运动包络的编号或者符号名称。“Profile”输入必须在 0 到 31 之间。要不然子例程就会返回错误。

Abort 参数会命令运动轴停止当前包络并且减速，一直到电机停止。

C_Profile 参数包含运动轴当前正在执行的包络。

C_Step 参数包含目前正在执行的包络步。

5、回原点指令

EN 位开启就会启用这个子例程。要保证 EN 位一直开启，直到 Done 位显示子例程执行完成为止。

START 参数开启会向运动轴发出 RSEEK 命令。在 START 参数开启并且运动轴当前不忙的时候，每次进行扫描，这个子例程都会向运动轴发送一个 RSEEK 命令。为了保证只发送一个命令，要用边沿检测信号以脉冲的方式开启 START 参数。

6、加载参考点偏移量指令

建立一个跟参考点不在同一位置的新的零位置。开启 START 参数就会向运动轴发出 LDOFF 命令。在 START 参数开启并且运动轴当前不忙的时候，每次进行扫描，这个子例程都会向运动轴发送一个 LDOFF 命令。为了保证只发送一个命令，要用边沿检测信号以脉冲的方式开启 START 参数。

注意：

在执行这个子例程之前，咱们得先把参考点的位置确定好；而且还得把机器挪到起始位置。当子例程发送 LDOFF 命令的时候，运动轴会计算起始位置（也就是当前位置）和参考点位置之间的偏移量。运动轴接着会把算出来的偏移量存到 RP_OFFSET 参数里，并且把当前位置设成 0 。这样就把起始位置确定成零位置了。要是电机对位置的追踪丢失了（比如说断电或者手动改变了电机的位置），可以用 AXISx_RSEEK 子例程自动重新确定零位置。

7、加载位置指令

把运动轴里的当前位置值改成新的值。咱们能够给任何绝对移动命令设定一个新的零位置。START 参数开启就会向运动轴发出 LDPOS 命令。在 START 参数开启并且运动轴当前不忙的时候，每次进行扫描，这个子例程都会向运动轴发送一个 LDPOS 命令。为了保证只发送一个命令，要用边沿检测信号以脉冲的方式开启 START 参数。

New_Pos 参数会提供新值，用来替换运动轴报告的以及用于绝对移动的当前位置值。按照测量单位，这个值要么是脉冲数 (DINT) ，要么是工程单位数 (REAL)

8、使能/禁止DIS输出

EN 位打开以启用子例程时，DIS_ON 参数控制运动轴的 DIS 输出。

来源：PLC技术玩