《PLC應(yīng)用技術(shù)（西門子S7-1200）（第二版）》 課件 項(xiàng)目八 運(yùn)料小車小車往返教程

項(xiàng)目八運(yùn)料小車小車往返教程掌握S7-1200PLC運(yùn)動(dòng)控制指令及應(yīng)用掌握S7-1200PLC運(yùn)控控制基本設(shè)計(jì)方法一學(xué)習(xí)目標(biāo)2024/10/22二知識(shí)講座

S7-1200PLC運(yùn)動(dòng)控制的功能可以實(shí)現(xiàn)通過脈沖接口控制步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)。在TIAPortal中，可以通過組態(tài)“軸”和“命令表”等工藝對象，CPU通過使用這些工藝對象來控制驅(qū)動(dòng)器的脈沖和方向輸；在程序中，通過調(diào)用運(yùn)動(dòng)控制指令來控制軸，從而啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)任務(wù)。S7-1200PLC中DC輸出類型的CPU提供了直接控制驅(qū)動(dòng)器的板載輸出，RLY輸出類型的CPU需要增加信號(hào)板來控制驅(qū)動(dòng)器。2024/10/22二知識(shí)講座8.1運(yùn)動(dòng)控制方式圖8-1S7-1200PLC運(yùn)動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)方式S7-1200CPUV4.1版運(yùn)動(dòng)控制根據(jù)連接驅(qū)動(dòng)方式不同，有三種控制方式，如圖8-1所示。（1）PROFIdrive：S7-1200PLC通過基于PROFIBUS/PROFINET的PROFIdrive方式與支持PROFIdrive的驅(qū)動(dòng)器連接，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制；（2）脈沖輸出（PTO）：S7-1200PLC通過發(fā)送PTO脈沖的方式控制驅(qū)動(dòng)器，可以是脈沖+方向、A/B正交、也可以是正/反脈沖的方式；（3）模擬量：S7-1200PLC通過輸出模擬量來控制驅(qū)動(dòng)器。如果S7-1200CPU的版本是V4.0或者以下版本，則運(yùn)動(dòng)控制就只有PTO這一種控制方式。到目前為止，一個(gè)S7-1200最多可以控制4個(gè)軸，并且不能擴(kuò)展。2024/10/22二知識(shí)講座8.2硬件組態(tài)

1.脈沖（PTO）輸出配置

本項(xiàng)目均以S7-1200CPU1214DC/DC/DC（6ES7214-1AG40-0XB0）進(jìn)行說明。2024/10/22二知識(shí)講座8.2硬件組態(tài)（1）進(jìn)入CPU→設(shè)備組態(tài)→常規(guī)屬性→設(shè)置脈沖發(fā)送器，如圖8-2所示。圖8-2脈沖輸出配置2024/10/22二知識(shí)講座8.2硬件組態(tài)（2）啟動(dòng)脈沖發(fā)生器，如圖8-3所示。

圖8-3參數(shù)分配2024/10/22二知識(shí)講座8.2硬件組態(tài)PTO脈沖輸出有四種方式，如圖8-4所示。其中，PTO（脈沖A和方向B）：這種方式是比較常見的“脈沖+方向”方式，其中A點(diǎn)用來產(chǎn)生高速脈沖串，B點(diǎn)用來控制軸運(yùn)動(dòng)的方向，其波形圖如圖8-5所示。圖8-5PTO“脈沖+方向”波形圖圖8-4脈沖輸出方式2024/10/22二知識(shí)講座8.2硬件組態(tài)

S7-1200CPU1214CDC/DC/DC訂貨號(hào)：6ES7214-1AG40-0XB0脈沖的硬件輸出有4路，如表8-1所示。硬件輸出選擇那一路可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，但是每路的輸出頻率以CPU型號(hào)的不同有一定差別，如表8-2所示。S7-1200CPU不論是使用板載I/O或SBI/O還是兩者的組合，最多可以組態(tài)4個(gè)脈沖發(fā)生器。輸出路號(hào)脈沖輸出口方向輸出口PULSE1Q0.0Q0.1PULSE2Q0.2Q0.3PULSE3Q0.4Q0.5PULSE4Q0.6Q0.7

表8-1S7-1200CPU1214CDC/DC/DC脈沖硬件輸出表2024/10/22二知識(shí)講座8.2硬件組態(tài)

S7-1200CPU1214CDC/DC/DC訂貨號(hào)：6ES7214-1AG40-0XB0脈沖的硬件輸出有4路，如表8-1所示。硬件輸出選擇那一路可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，但是每路的輸出頻率以CPU型號(hào)的不同有一定差別，如表8-2所示。S7-1200CPU不論是使用板載I/O或SBI/O還是兩者的組合，最多可以組態(tài)4個(gè)脈沖發(fā)生器。

表8-2S7-1200CPU脈沖輸出頻率CPU型號(hào)1211121212141215Q0.0100KHZ100KHZ100KHZ100KHZQ0.1100KHZ100KHZ100KHZ100KHZQ0.2100KHZ100KHZ100KHZ100KHZQ0.3100KHZ100KHZ100KHZ100KHZQ0.4

20KHZ20KHZ20KHZQ0.5

20KHZ20KHZ20KHZQ0.6

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20KHZ20KHZ2024/10/22二知識(shí)講座8.3工藝對象軸

在運(yùn)動(dòng)控制中無論是開環(huán)控制還是閉環(huán)控制方式，每一個(gè)軸都需要添加一個(gè)軸“工藝對象”。在項(xiàng)目中選擇“工藝對象”→“插入新對象”，并定義軸名稱。軸工藝對象有兩個(gè)：TO_PositioningAxis和TO_CommandTable。如圖8-6所示。

工藝對象“定位軸”(TO_PositioningAxis)用于映射控制器中的物理驅(qū)動(dòng)裝置，這樣就可以通過脈沖接口控制步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)。通過工藝對象“命令表”（TO_CommandTable），可以使用PLCopen以表格形式創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)控制命令和運(yùn)動(dòng)曲線。所創(chuàng)建的曲線適用于帶有工藝對象“軸”的實(shí)際驅(qū)動(dòng)裝置。2024/10/22二知識(shí)講座8.3工藝對象軸圖8-6添加新軸2024/10/22二知識(shí)講座8.3工藝對象軸圖8-6軸的基本參數(shù)

每個(gè)軸都至少需要插入一個(gè)工藝對象，每個(gè)軸添加了工藝對象之后，都會(huì)有三個(gè)選項(xiàng)：組態(tài)、調(diào)試和診斷。其中，“組態(tài)”用來設(shè)置軸的參數(shù)，包括“基本參數(shù)”和“擴(kuò)展參數(shù)”?；緟?shù)如圖8-6所示，驅(qū)動(dòng)器參數(shù)如圖8-7所示。

（1）軸名稱：定義該工藝軸的名稱，用戶可以采用系統(tǒng)默認(rèn)值，也可以自行定義。

（2）驅(qū)動(dòng)器：選擇通過PTO（CPU輸出高速脈沖）的方式控制驅(qū)動(dòng)器。

（3）測量單位：Portal軟件提供了幾種軸的測量單位，包括：脈沖，距離和角度。距離有mm（毫米）、m（米）、in（英寸inch）、ft（英尺foot）；角度是o（360度）。如果是線性工作臺(tái)，一般都選擇線性距離：mm（毫米）、m（米）、in（英寸inch）、ft（英尺foot）為單位；旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以選擇o（360度）。不管是什么情況，用戶也可以直接選擇脈沖為單位。測量單位是很重要的一個(gè)參數(shù)，后面軸的參數(shù)和指令中的參數(shù)都是基于該單位進(jìn)行設(shè)定的。2024/10/22二知識(shí)講座8.3工藝對象軸圖8-7驅(qū)動(dòng)器參數(shù)

每個(gè)軸都至少需要插入一個(gè)工藝對象，每個(gè)軸添加了工藝對象之后，都會(huì)有三個(gè)選項(xiàng)：組態(tài)、調(diào)試和診斷。其中，“組態(tài)”用來設(shè)置軸的參數(shù)，包括“基本參數(shù)”和“擴(kuò)展參數(shù)”。基本參數(shù)如圖8-6所示，驅(qū)動(dòng)器參數(shù)如圖8-7所示。

（1）軸名稱：定義該工藝軸的名稱，用戶可以采用系統(tǒng)默認(rèn)值，也可以自行定義。

（2）驅(qū)動(dòng)器：選擇通過PTO（CPU輸出高速脈沖）的方式控制驅(qū)動(dòng)器。

（3）測量單位：Portal軟件提供了幾種軸的測量單位，包括：脈沖，距離和角度。距離有mm（毫米）、m（米）、in（英寸inch）、ft（英尺foot）；角度是o（360度）。如果是線性工作臺(tái)，一般都選擇線性距離：mm（毫米）、m（米）、in（英寸inch）、ft（英尺foot）為單位；旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以選擇o（360度）。不管是什么情況，用戶也可以直接選擇脈沖為單位。測量單位是很重要的一個(gè)參數(shù)，后面軸的參數(shù)和指令中的參數(shù)都是基于該單位進(jìn)行設(shè)定的。2024/10/22二知識(shí)講座8.3工藝對象軸圖8-8機(jī)械參數(shù)設(shè)置（1）機(jī)械參數(shù)：設(shè)置電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一周的脈沖數(shù)及電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的機(jī)械距離，如圖8-8所示。2024/10/22二知識(shí)講座8.3工藝對象軸圖8-9位置限制參數(shù)設(shè)置圖8-10限位設(shè)置示意圖（2）位置限制：這部分的參數(shù)是用來設(shè)置軟件/硬件限位開關(guān)的。軟件/硬件限位開關(guān)是用來保證軸能夠在工作臺(tái)的有效范圍內(nèi)運(yùn)行，當(dāng)軸由于故障原因超過的限位開關(guān)，不管軸碰到的是軟限位開關(guān)還是硬限位開關(guān)，軸都要停止運(yùn)行并報(bào)錯(cuò)。限位開關(guān)的設(shè)置一般按照圖8-10所示的方式設(shè)置，軟限位的范圍小于硬件限位，硬件限位的位置要在工作臺(tái)機(jī)械范圍之內(nèi)。

通過激活硬件限位，就可以設(shè)置限位開關(guān)上限和下限開關(guān)，硬件上/下限位開關(guān)的電平一般設(shè)置成低電平有效。用戶應(yīng)需要根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)置該參數(shù)，不要盲目使能軟件和硬件限位開關(guān)，這部分參數(shù)不是必須使能的。2024/10/22二知識(shí)講座8.3工藝對象軸圖8-11動(dòng)態(tài)參數(shù)設(shè)置（3）動(dòng)態(tài)參數(shù)。動(dòng)態(tài)參數(shù)中常規(guī)參數(shù)設(shè)置如圖8-11所示。①速度限制的單位：設(shè)置參數(shù)“最大轉(zhuǎn)速”和“啟動(dòng)/停止速度”的顯示單位。無論“基本參數(shù)--常規(guī)”中的“測量單位”組態(tài)了怎樣的單位，在這里有兩種顯示單位是默認(rèn)可以選擇的，包括“脈沖/s”和“轉(zhuǎn)/分鐘”。根據(jù)前面“測量單位”的不同，這里可以選擇的選項(xiàng)也不同。本例中在“基本參數(shù)--常規(guī)”中的“測量單位”組態(tài)了mm，這樣除了包括“脈沖/s”和“轉(zhuǎn)/分鐘”之外又多了一個(gè)mm/s。②最大轉(zhuǎn)速：用來設(shè)定電機(jī)最大轉(zhuǎn)速。最大轉(zhuǎn)速由PTO輸出最大頻率和電機(jī)允許的最大速度共同限定。以mm為例：在“擴(kuò)展參數(shù)”“機(jī)械”中，用戶定義了參數(shù)“電機(jī)每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)”以及“電機(jī)每轉(zhuǎn)的負(fù)載位移”，則最大轉(zhuǎn)速為：2024/10/22二知識(shí)講座8.3工藝對象軸圖8-11動(dòng)態(tài)參數(shù)設(shè)置③啟動(dòng)/停止速度：根據(jù)電機(jī)的啟動(dòng)/停止速度來設(shè)定該值。

④加速度：根據(jù)電機(jī)和實(shí)際控制要求設(shè)置加速度。

⑤減速度：根據(jù)電機(jī)和實(shí)際控制要求設(shè)置減速度。

⑥加速時(shí)間：如果用戶先設(shè)定了加速度，則加速時(shí)間由軟件自動(dòng)計(jì)算生成。用戶也可以先設(shè)定加速時(shí)間，這樣加速度由系統(tǒng)自己計(jì)算。

⑦減速時(shí)間：如果用戶先設(shè)定了減速度，則減速時(shí)間由軟件自動(dòng)計(jì)算生成。用戶也可以先設(shè)定減速時(shí)間，這樣減速度由系統(tǒng)自己計(jì)算。2024/10/22二知識(shí)講座8.3工藝對象軸

圖8-12急停參數(shù)設(shè)置

2024/10/22二知識(shí)講座8.3工藝對象軸圖8-13主動(dòng)回原點(diǎn)參數(shù)設(shè)置（4）回原點(diǎn)。原點(diǎn)”也可以叫做“參考點(diǎn)”，“回原點(diǎn)”或是“尋找參考點(diǎn)”的作用是：把軸實(shí)際的機(jī)械位置和S7-1200PLC程序中軸的位置坐標(biāo)統(tǒng)一，以進(jìn)行絕對位置定位。一般情況下，西門子PLC的運(yùn)動(dòng)控制在使能絕對位置定位之前必須執(zhí)行“回原點(diǎn)”或是“尋找參考點(diǎn)”，

主動(dòng)回原點(diǎn)就是傳統(tǒng)意義上的回原點(diǎn)或是尋找參考點(diǎn)。當(dāng)軸觸發(fā)了主動(dòng)回參考點(diǎn)操作，則軸就會(huì)按照組態(tài)的速度去尋找原點(diǎn)開關(guān)信號(hào)，并完成回原點(diǎn)命令，如圖8-13所示。

①輸入原點(diǎn)開關(guān)：設(shè)置原點(diǎn)開關(guān)的DI輸入點(diǎn)。

②選擇電平：選擇原點(diǎn)開關(guān)的有效電平，也就是當(dāng)軸碰到原點(diǎn)開關(guān)時(shí)，該原點(diǎn)開關(guān)對應(yīng)的DI點(diǎn)是高電平還是低電平。

③允許硬件限位開關(guān)處自動(dòng)反轉(zhuǎn)：如果軸在回原點(diǎn)的一個(gè)方向上沒有碰到原點(diǎn)，則需要使能該選項(xiàng)，這樣軸可以自動(dòng)調(diào)頭，向反方向?qū)ふ以c(diǎn)。

2024/10/22二知識(shí)講座8.3工藝對象軸

④逼近/回原點(diǎn)方向：尋找原點(diǎn)的起始方向。也就是說觸發(fā)了尋找原點(diǎn)功能后，軸是向“正方向”或是“負(fù)方向”開始尋找原點(diǎn)，如圖8-14所示。如果知道軸和參考點(diǎn)的相對位置，可以合理設(shè)置“逼近/回原點(diǎn)方向”來縮短回原點(diǎn)的路徑。圖8-14中的負(fù)方向回原點(diǎn)，觸發(fā)回原點(diǎn)命令后，軸首先運(yùn)行到左邊的限位開關(guān)，然后掉頭繼續(xù)向正方向?qū)ふ以c(diǎn)開關(guān)。

⑤逼近速度：尋找原點(diǎn)的起始速度，當(dāng)程序中觸發(fā)了MC_Home指令后，軸立即以“逼近速度”運(yùn)行來尋找原點(diǎn)。

⑥參考速度：最終接近原點(diǎn)的速度，當(dāng)軸第一次碰到原點(diǎn)開關(guān)有效邊沿后運(yùn)行的速度，也就是觸發(fā)了MC_Home指令后，軸立即以“逼近速度”運(yùn)行來尋找原點(diǎn)，當(dāng)軸碰到原點(diǎn)開關(guān)的有效邊沿后軸從“逼近速度”切換到“參考速度”來最終完成原點(diǎn)定位?！皡⒖妓俣取币∮凇氨平俣取?，“參考速度”和“逼近速度”都不宜設(shè)置的過快。在可接受的范圍內(nèi)，設(shè)置較慢的速值。

⑦起始位置偏移量：該值不為零時(shí)，軸會(huì)在距離原點(diǎn)開關(guān)一段距離（該距離值就是偏移量）停下來，把該位置標(biāo)記為原點(diǎn)位置值。該值為零時(shí)，軸會(huì)停在原點(diǎn)開關(guān)邊沿處。

2024/10/22二知識(shí)講座8.4S7-1200CPU運(yùn)動(dòng)控制指令圖8-15

MC_Power指令符號(hào)MC_Power指令用于使能軸或禁用軸，其指令符號(hào)如圖8-15所示。在程序里一直調(diào)用，并且在其他運(yùn)動(dòng)控制指令之前調(diào)用并使能。MC_Power指令需要生成對應(yīng)的背景數(shù)據(jù)塊，各指令不能使用相同的背景數(shù)據(jù)塊。

（1）輸入端：①EN：該輸入端是MC_Power指令的使能端，不是軸的使能端；②Axis：軸名稱；③Enable：軸使能端。Enable=0：根據(jù)StopMode設(shè)置的模式來停止當(dāng)前軸的運(yùn)行；Enable=1：如果組態(tài)了軸的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，則Enable=1時(shí)將接通驅(qū)動(dòng)器的電源。④StopMode：軸停止模式。StopMode=0：緊急停止，按照軸工藝對象參數(shù)中的“急停”速度或時(shí)間來停止軸；StopMode=1：立即停止，PLC立即停止發(fā)脈沖；StopMode=2：帶有加速度變化率控制的緊急停止：如果用戶組態(tài)了加速度變化率，則軸在減速時(shí)會(huì)把加速度變化率考慮在內(nèi)，減速曲線變得平滑。（2）輸出端：①ENO：使能輸出。②Status：軸的使能狀態(tài)。

③Busy：標(biāo)記MC_Power指令是否處于活動(dòng)狀態(tài)。

④Error：標(biāo)記MC_Power指令是否產(chǎn)生錯(cuò)誤。

⑤ErrorID：當(dāng)MC_Power指令產(chǎn)生錯(cuò)誤時(shí)，用ErrorID表示錯(cuò)誤號(hào)。

⑥ErrorInfo：當(dāng)MC_Power指令產(chǎn)生錯(cuò)誤時(shí)，用ErrorInfo表示錯(cuò)誤信息。1.MC_Power：啟動(dòng)/禁用軸

2024/10/22二知識(shí)講座8.4S7-1200CPU運(yùn)動(dòng)控制指令圖8-16MC_Reset指令符號(hào)2.MC_Reset：確認(rèn)故障

MC_Reset指令用來確認(rèn)“伴隨軸停止出現(xiàn)的運(yùn)行錯(cuò)誤”和“組態(tài)錯(cuò)誤”，如圖8-16所示。

（1）輸入端：

①EN：該輸入端是MC_Reset指令的使能端。

②Axis：軸名稱。

③Execute：MC_Reset指令的啟動(dòng)位，用上升沿觸發(fā)。

④Restart：Restart=0：用來確認(rèn)錯(cuò)誤；Restart=1：將軸的組態(tài)從裝載存儲(chǔ)器下載到工作存儲(chǔ)器（只有在禁用軸的時(shí)候才能執(zhí)行該命令）。（2）輸出端：除了Done指令，其他輸出管腳同MC_Power指令。Done：表示軸的錯(cuò)誤已確認(rèn)。2024/10/22二知識(shí)講座圖8-17MC_Home指令符號(hào)3.MC_Home：回原點(diǎn)指令

MC_Home指令使軸歸位，設(shè)置參考點(diǎn)，用來將軸坐標(biāo)與實(shí)際的物理驅(qū)動(dòng)器位置進(jìn)行匹配。軸做絕對位置定位前一定要觸發(fā)MC_Home指令。指令符號(hào)如圖8-17所示。

①Position：位置值。Mode=1時(shí)：對當(dāng)前軸位置的修正值；Mode=0,2,3時(shí)：軸的絕對位置值；

②Mode：回原點(diǎn)模式值。Mode=0：絕對式直接回零點(diǎn)，軸的位置值為參數(shù)“Position”的值；Mode=1：相對式直接回零點(diǎn)，軸的位置值等于當(dāng)前軸位置+參數(shù)“Position”的值；Mode=2：被動(dòng)回零點(diǎn)，軸的位置值為參“Position”的值；Mode=3：主動(dòng)回零點(diǎn)，軸的位置值為參數(shù)“Position”的值。2024/10/22二知識(shí)講座8-18絕對式直接回原點(diǎn)【應(yīng)用舉例8.1】Mode=0絕對式直接回原點(diǎn)。Mode=0模式下，MC_Home指令觸發(fā)后軸并不運(yùn)行，也不會(huì)去尋找原點(diǎn)開關(guān)。該指令執(zhí)行后，軸的坐標(biāo)值更新成新的坐標(biāo)，新的坐標(biāo)值就是MC_Home指令的“Position”管腳的數(shù)值。程序中“Position”=0.0mm，則軸的當(dāng)前坐標(biāo)值也就更新成了0.0mm。該坐標(biāo)值屬于“絕對”坐標(biāo)值，也就是相當(dāng)于軸已經(jīng)建立了絕對坐標(biāo)系，可以進(jìn)行絕對運(yùn)動(dòng)，如圖8-18所示。

8.4S7-1200CPU運(yùn)動(dòng)控制指令2024/10/22二知識(shí)講座

圖8-19相對式回原點(diǎn)【應(yīng)用舉例8.2】Mode=1相對式直接回原點(diǎn)。

與Mode=0相同，相對式直接回原點(diǎn)觸發(fā)MC_Home指令后軸并不運(yùn)行，只是更新軸的當(dāng)前位置值。更新的方式與Mode=0不同，而是在軸原來坐標(biāo)值的基礎(chǔ)上加上“Position”數(shù)值后得到的坐標(biāo)值作為軸當(dāng)前位置的新值。如圖8-19所示，執(zhí)行MC_Home指令后，軸的位置值變成了210mm，相應(yīng)的A和B點(diǎn)的坐標(biāo)位置值也相應(yīng)更新成新值。8.4S7-1200CPU運(yùn)動(dòng)控制指令2024/10/22二知識(shí)講座4.MC_Halt:停止軸運(yùn)行指令圖8-20MC_Halt指令符號(hào)MC_Halt指令是停止所有運(yùn)動(dòng)并以組態(tài)的減速度停止軸。通常用MC_Halt指令來停止通過MC_MoveVelocity指令觸發(fā)的軸的運(yùn)行，如圖8-20所示。2024/10/22二知識(shí)講座5.MC_MoveAbsolute：絕對位置指令圖8-21MC_MoveAbsolute指令符號(hào)

MC_MoveAbsolute指令使軸以某一速度進(jìn)行絕對位置定位。在使能絕對位置指令之前，必須先啟用軸，同時(shí)軸必須回原點(diǎn)。因MC_MoveAbsolute指令之前必須有MC_Home指令，如圖8-21所示。（1）Position：絕對目標(biāo)位置值，默認(rèn)值為0.0。（2）Velocity：絕對運(yùn)動(dòng)的速度，默認(rèn)值為10.0。2024/10/22二知識(shí)講座6.MC_MoveRelative：相對位置指令圖8-22MC_MoveRelative指令符號(hào)MC_MoveRelative指令使軸以某一速度在軸當(dāng)前位置的基礎(chǔ)上移動(dòng)一個(gè)相對距離。MC_MoveRelative指令不需要軸執(zhí)行回原點(diǎn)命令，如圖8-22所示。（1）Distance：相對軸當(dāng)前位置移動(dòng)的距離，該值通過正/負(fù)數(shù)值來表示距離和方向。（2）Velocity：相對運(yùn)動(dòng)的速度。2024/10/22二知識(shí)講座7.MC_MoveVelocity：速度運(yùn)行指令圖8-23MC_MoveVelocity指令符號(hào)MC_MoveVelocity指令可以使軸按預(yù)先設(shè)定的速度運(yùn)行，如圖8-23所示。（1）Velocity：軸的速度。（2）Direction：方向數(shù)值。Direction=0：旋轉(zhuǎn)方向取決于參數(shù)“Velocity”值的符號(hào)；Direction=1：正方向旋轉(zhuǎn)，忽略參數(shù)“Velocity”值的符號(hào)；Direction=2：負(fù)方向旋轉(zhuǎn)，忽略參數(shù)“Velocity”值的符號(hào)。（3）Current：Current=0：軸按照參數(shù)“Velocity”和“Direction”值運(yùn)行；Current=1：軸忽略參數(shù)“Velocity”和“Direction”值，軸以當(dāng)前速度運(yùn)行。2024/10/22二知識(shí)講座8.MC_MoveJog：點(diǎn)動(dòng)指令圖8-24MC_MoveJog指令符號(hào)MC_MoveJog指令在點(diǎn)動(dòng)模式下以指定的速度連續(xù)移動(dòng)軸，在點(diǎn)動(dòng)模式下正向點(diǎn)動(dòng)和反向點(diǎn)動(dòng)不能同時(shí)觸發(fā)，如圖8-24所示。

（1）JogForward：正向點(diǎn)動(dòng)，JogForward為1時(shí)，軸運(yùn)行；JogForward為0時(shí)，軸停止。類似于按鈕功能，按下按鈕，軸就運(yùn)行，松開按鈕，軸停止運(yùn)行，不是用上升沿觸發(fā)，。

（2）JogBackward：反向點(diǎn)動(dòng)，使用方法參考JogForward。在執(zhí)行點(diǎn)動(dòng)指令時(shí)，應(yīng)保證JogForward和JogBackward不同時(shí)觸發(fā)，可以用邏輯進(jìn)行互鎖。

（3）Velocity：點(diǎn)動(dòng)速度。Velocity數(shù)值可以實(shí)時(shí)修改，實(shí)時(shí)生效。2024/10/22三工作任務(wù)任務(wù)

小車往返運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖8-25小車往返示意圖

現(xiàn)有一運(yùn)動(dòng)小車，動(dòng)力裝置為步進(jìn)電機(jī)，小車需要在A、B兩點(diǎn)之間進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)，在小車遇到緊急情況時(shí)應(yīng)當(dāng)按下停止按鈕小車能立即停下，在小車回到原點(diǎn)后按下啟動(dòng)按鈕才能進(jìn)行新一次的循環(huán)。在非循環(huán)狀態(tài)下小車要可以手動(dòng)控制左行、右行、自動(dòng)回原點(diǎn)。手動(dòng)左行、手動(dòng)右行、回原點(diǎn)均在MCSC觸摸屏控制。如圖8-25所示。1.項(xiàng)目要求2024/10/22三工作任務(wù)序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格單位數(shù)量備注1PLC西門子S7-12001214CDC/DC/DC臺(tái)1可根據(jù)實(shí)際情況選擇繼電器輸出型PLC。2驅(qū)動(dòng)器雷塞DM442個(gè)1

3觸摸屏MCGSTPC70362Ti

4路由器TP-LINKTL-SF1008D

2.項(xiàng)目分析（1）小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)是由滑臺(tái)、絲杠、步進(jìn)電機(jī)、限位開關(guān)和光電傳感器四部分組成。圖中的A點(diǎn)定義為原點(diǎn)。（2）在項(xiàng)目中，小車的執(zhí)行機(jī)構(gòu)有兩個(gè)傳感器（NPN型）、兩個(gè)限位開關(guān)、一個(gè)步進(jìn)電機(jī)，共4個(gè)輸入點(diǎn)，2個(gè)輸出點(diǎn)。步進(jìn)電機(jī)的控制驅(qū)動(dòng)器需要PLC發(fā)出脈沖信號(hào)，所以選用晶體管（DC）輸出類型的PLC。西門子1214DC/DC/DCPLC有14個(gè)輸入，10個(gè)輸出，輸出為晶體管控制類型，滿足項(xiàng)目要求，因此本項(xiàng)目選用CPU1214DC/DC/DC型PLC，主要設(shè)備設(shè)備清單如表8-3所示。（3）計(jì)算機(jī)、PLC和觸摸屏之間通過路由器采用以太網(wǎng)通訊。

表8-3主要設(shè)備清單2024/10/22四任務(wù)實(shí)施1.控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖8-26小車往返運(yùn)動(dòng)流程圖本項(xiàng)目中，控制系統(tǒng)由三部分組成：人機(jī)界面（MCGS）、機(jī)械傳動(dòng)、控制程序。人機(jī)界面主要控制小車啟動(dòng)、停止及運(yùn)行過程監(jiān)控；機(jī)械限位保護(hù)整個(gè)裝置不超程，光電傳感器為小車往返提供觸發(fā)條件；PLC程序控制小車按照項(xiàng)目要求的邏輯關(guān)系輸出相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)給步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，小車兩點(diǎn)往返的流程圖如圖8-26所示。2024/10/22四任務(wù)實(shí)施2.I/O地址分配輸入信號(hào)輸出信號(hào)輸入元件作用輸入繼電器輸出元件作用輸出繼電器SQ1機(jī)械限位1I0.0步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器PUL+脈沖輸出Q0.0SQ2機(jī)械限位2I0.1步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器DIR+方向輸出Q0.1B1光電開關(guān)A點(diǎn)（原點(diǎn)）I0.2

B2光電開關(guān)B點(diǎn)I0.3

表8-4小車往返I/O分配表2024/10/22四任務(wù)實(shí)施3.系統(tǒng)接線圖圖8-29PLC接線圖圖8-30步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接線圖2024/10/22四任務(wù)實(shí)施4.PLC程序設(shè)計(jì)（1）設(shè)備組態(tài)及工藝對象組態(tài)：

1）選擇脈沖（PTO）輸出模式，如圖8-31所示。

圖8-31組態(tài)脈沖輸出2024/10/22四任務(wù)實(shí)施4.PLC程序設(shè)計(jì)圖8-32軸的基本參數(shù)2）工藝對象組態(tài)。組態(tài)工藝對象，其中硬件參數(shù)如圖8-32、圖8-33所示。機(jī)械特性如圖8-34所示，其中電機(jī)每轉(zhuǎn)的負(fù)載位移根據(jù)所選擇的絲杠導(dǎo)程填寫，本例選擇的絲杠導(dǎo)程為4.0mm；位置限制如圖8-34所示；動(dòng)態(tài)常規(guī)參數(shù)如圖8-35所示；急停參數(shù)如圖8-36所示；回原點(diǎn)設(shè)置如圖8-37所示。2024/10/22四任務(wù)實(shí)施圖8-33驅(qū)動(dòng)器參數(shù)2）工藝對象組態(tài)。組態(tài)工藝對象，其中硬件參數(shù)如圖8-32、圖8-33所示。機(jī)械特性如圖8-34所示，其中電機(jī)每轉(zhuǎn)的負(fù)載位移根據(jù)所選擇的絲杠導(dǎo)程填寫，本例選擇的絲杠導(dǎo)程為4.0mm；位置限制如圖8-34所示；動(dòng)態(tài)常規(guī)參數(shù)如圖8-35所示；急停參數(shù)如圖8-36所示；回原點(diǎn)設(shè)置如圖8-37所示。2024/10/22四任務(wù)實(shí)施圖8-34位置限制2）工藝對象組態(tài)。組態(tài)工藝對象，其中硬件參數(shù)如圖8-32、圖8-33所示。機(jī)械特性如圖8-34所示，其中電機(jī)每轉(zhuǎn)的負(fù)載位移根據(jù)所選擇的絲杠導(dǎo)程填寫，本例選擇的絲杠導(dǎo)程為4.0mm；位置限制如圖8-34所示；動(dòng)態(tài)常規(guī)參數(shù)如圖8-35所示；急停參數(shù)如圖8-36所示；回原點(diǎn)設(shè)置如圖8-37所示。2024/10/22四任務(wù)實(shí)施圖8-35動(dòng)態(tài)常規(guī)參數(shù)2）工藝對象組態(tài)。組態(tài)工藝對象，其中硬件參數(shù)如圖8-32、圖8-33所示。機(jī)械特性如圖8-34所示，其中電機(jī)每轉(zhuǎn)的負(fù)載位移根據(jù)所選擇的絲杠導(dǎo)程填寫，本例選擇的絲杠導(dǎo)程為4.0mm；位置限制如圖8-34所示；動(dòng)態(tài)常規(guī)參數(shù)如圖8-35所示；急停參數(shù)如圖8-36所示；回原點(diǎn)設(shè)置如圖8-37所示。2024/10/22四任務(wù)實(shí)施圖8-36急停參數(shù)2）工藝對象組態(tài)。組態(tài)工藝對象，其中硬件參數(shù)如圖8-32、圖8-33所示。機(jī)械特性如圖8-34所示，其中電機(jī)每轉(zhuǎn)的負(fù)載位移根據(jù)所選擇的絲杠導(dǎo)程填寫，本例選擇的絲杠導(dǎo)程為4.0mm；位置限制如圖8-34所示；動(dòng)態(tài)常規(guī)參數(shù)如圖8-35所示；急停參數(shù)如圖8-36所示；回原點(diǎn)設(shè)置如圖8-37所示。2024/10/22四任務(wù)實(shí)施圖8-37回原點(diǎn)設(shè)置2）工藝對象組態(tài)。組態(tài)工藝對象，其中硬件參數(shù)如圖8-32、圖8-33所示。機(jī)械特性如圖8-34所示，其中電機(jī)每轉(zhuǎn)的負(fù)載位移根據(jù)所選擇的絲杠導(dǎo)程填寫，本例選擇的絲杠導(dǎo)程為4.0mm；位置限制如圖8-34所示；動(dòng)態(tài)常規(guī)參數(shù)如圖8-35所示；急停參數(shù)如圖8-36所示；回原點(diǎn)設(shè)置如圖8-37所示。2024/10/22四任務(wù)實(shí)施（2）變量定義。變量定義如圖8-38所示。圖8-38小車往返變量表2024/10/22四任務(wù)實(shí)施

（3）程序設(shè)計(jì)。

程序段1:實(shí)現(xiàn)小車回原點(diǎn)。系統(tǒng)上電或者按下手動(dòng)回原點(diǎn)按鈕后，激活MC_Home指令，執(zhí)行會(huì)原點(diǎn)命令。2024/10/22四任務(wù)實(shí)施

程序段2：啟動(dòng)軸。在系統(tǒng)接線圖中，限位開關(guān)SQ1和SQ2采用的是常閉接法，當(dāng)小車超程壓下限位開關(guān)而斷開，軸1失電，小車立即停止運(yùn)行。由于在軸組態(tài)位置限制圖8-34所示選中了啟用硬限位開關(guān)，當(dāng)發(fā)生超程壓下限位開關(guān)時(shí)，小車會(huì)立即停止，但是小車復(fù)位需要先給步進(jìn)電機(jī)斷電再手動(dòng)復(fù)位。2024/10/22四任務(wù)實(shí)施程序段3：通過MC_MoveJog指令實(shí)現(xiàn)小車左行/右行。2024/10/22四任務(wù)實(shí)施

程序段4：A、B兩點(diǎn)循環(huán)，小車循環(huán)啟動(dòng)之前必須回