sim運(yùn)動(dòng)控制器基礎(chǔ)應(yīng)用手冊

1、SIMOTION 運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)應(yīng)用器2010 / 03 版Motion ControlApplication前言運(yùn)動(dòng)與伺服驅(qū)動(dòng)器的基礎(chǔ)應(yīng)用，西門子（中國）運(yùn)動(dòng)應(yīng)用中心編寫了共 3 本手冊。分別為：···應(yīng)用基礎(chǔ)手冊 1應(yīng)用基礎(chǔ)手冊 2應(yīng)用基礎(chǔ)手冊 3驅(qū)動(dòng)與基礎(chǔ)SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用手冊的第三部分，介紹了西門子SIMOTION 運(yùn)動(dòng)該手冊為器的基本組態(tài)、調(diào)試、編程與常用運(yùn)動(dòng)命令。本系列手冊僅適用于西門子內(nèi)部工程師交流學(xué)習(xí)及相關(guān)客戶培訓(xùn)之用。由于編者水平有限，手冊中難免出現(xiàn)紕漏之處，懇請廣大同事能夠不吝賜教。SLC I

2、DT MC APCSolution Team2010-03I目錄一、SIMOTION 概述11.1 應(yīng)用背景11.2 SIMOTION 的系統(tǒng)組成及功能11.3 硬件平臺21.4 SCOUT 工程開發(fā)平臺4二、系統(tǒng)組態(tài)62.1 新建項(xiàng)目62.2設(shè)備72.3 建立連接82.3.1 設(shè)置通訊接口82.3.2 配置SIMOTION 上DP 接口參數(shù)92.3.3 配置PG/PC 的通訊方式102.3.4 激活至SINAMICS_Integrated 的路由112.3.5硬件組態(tài).122.4 項(xiàng)目配置與調(diào)試142.4.1 恢復(fù)SINAMICS_Integrated 至工廠設(shè)置142.4.2自動(dòng)配置驅(qū)動(dòng)1

3、42.4.3 手動(dòng)配置報(bào)文162.4.4 軸配置172.4.5整個(gè)項(xiàng)目222.4.6 使用面板調(diào)試軸232.5 編程與測試262.5.1 程序結(jié)構(gòu)262.5.2 MCC 編程262.5.3 將程序分配到. 332.5.4程序352.5.5 程序測試36. 39三、3.1 執(zhí)行等級393.2 任務(wù)優(yōu)先級43四、編程語言47II4.1 概述474.2 MCC474.2.1 MCC Unit 和MCC Chart484.2.2 MCC 命令514.2.2.1 基本命令534.2.2.2 任務(wù)命令544.2.2.3 程序結(jié)構(gòu)命令554.2.2.4 通訊命令564.2.2.5命令564.2.2.6 外部

4、編碼器、測量輸入點(diǎn)以及Output Cam 命令574.2.2.7 同步操作命令584.2.3 數(shù)據(jù)類型和變量定義594.2.3.1 數(shù)據(jù)類型594.2.3.2 變量定義614.2.4 子程序調(diào)用654.3 LAD74五、常用運(yùn)動(dòng)功能. 775.1運(yùn)動(dòng)命令775.1.1 軸使能命令(Enable Axis)775.1.1.1 命令參數(shù)說明775.1.1.2 范例795.1.2 軸命令(Home Axis)835.1.2.1 命令參數(shù)說明845.1.2.2 范例855.1.3 軸移動(dòng)命令(Move Axis)965.1.3.1 命令參數(shù)說明975.1.3.2.2 范例975.1.4 軸命令(Po

5、sition Axis)995.1.4.1 命令參數(shù)說明1005.1.4.2 范例1005.1.5 軸停止命令(Stop Axis)1035.1.5.1 命令參數(shù)說明1045.1.5.2 范例1055.2 同步運(yùn)動(dòng)命令107III5.2.1 同步操作簡介1075.2.1.1 功能介紹1075.2.1.2 齒輪同步1095.2.1.3 凸輪同步1105.2.2 齒輪同步命令(Gearing On)1115.2.2.1 命令參數(shù)說明1115.2.2.2 范例1165.2.3 解除齒輪同步(Gearing Off)1285.2.3.1 命令參數(shù)說明1285.2.3.2 范例1305.2.4 凸輪同步

6、（Cam On）1325.2.4.1 命令參數(shù)說明1325.2.4.2 范例1375.2.5 解除凸輪同步命令（Cam Off）1455.2.5.1 命令參數(shù)說明1455.2.5.2 范例1475.3 應(yīng)用實(shí)例. 1495.3.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)1495.3.2 工藝描述1495.3.3 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1505.3.4 系統(tǒng)組態(tài)1505.3.5 程序?qū)崿F(xiàn)1535.3.5.1 創(chuàng)建IO 變量表1535.3.5.2 手動(dòng)模式1545.3.5.3 自動(dòng)模式1565.3.5.4 急停程序1605.3.5.5 錯(cuò)誤處理程序1615.3.5.6 主程序1615.3.5.7分配1655.3.6 測試166參考文獻(xiàn)及

7、人168IV運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用一、SIMOTION 概述1.1 應(yīng)用背景現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展給機(jī)械制造行業(yè)帶來了機(jī)遇的同時(shí)也帶來了的。即使最先進(jìn)的也必須不端滿足更高的要求，必須應(yīng)對諸如高質(zhì)量、循環(huán)率不斷提高的最高程度的生產(chǎn)能力和最低周期成本的。因此電子元件正在逐步取代機(jī)械部件，不僅如此，系統(tǒng)還必須承擔(dān)復(fù)雜的處理任務(wù)，的軸，必須應(yīng)對更短的創(chuàng)新周期，跟上快速變化的市場需求步伐，另外在滿足高效率、高質(zhì)量的同時(shí)還必須盡量降低成本、價(jià)格。應(yīng)對以上所有，西門子給出了一個(gè)統(tǒng)一的解決方案，即新一代的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) SIMOTION。SIMOTION 作為一個(gè)單一的系統(tǒng)，集運(yùn)動(dòng)、邏輯與工藝

8、功能于一身，能夠最大程度簡化工程系統(tǒng)的開發(fā)與調(diào)試時(shí)間，同時(shí)還能保證較高的循環(huán)率和最高的質(zhì)量。模塊化概念的趨勢，使用PROFIBUS 和 PROFINET 實(shí)現(xiàn)模塊之間的通信，使 SIMOTION 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)具有更大的靈活性。目前，SIMOTION 已廣泛應(yīng)用于印刷、包裝、紡織、連續(xù)物料、金屬成型等行業(yè)。1.2 SIMOTION 的系統(tǒng)組成及功能SIMOTION 運(yùn)動(dòng)（SCOUT）以及運(yùn)行系統(tǒng)由硬件平臺、工程時(shí)軟件模塊組成。如圖 1.1 所示。SCOUT 工程系統(tǒng)為 SIMOTION 提供了系統(tǒng)組態(tài)、定、調(diào)試及故障診斷工具；運(yùn)行時(shí)軟件模塊使邏輯的編程、參數(shù)設(shè)、運(yùn)動(dòng)與工藝功能融為一體，以工藝對象的形

9、式封裝諸如軸、凸輪等具有典型功能的對象，用戶可以直接使用；不同的硬件平臺使用相同的工程和運(yùn)行時(shí)軟件模塊，能夠滿足用戶靈活配置的需要。- 1 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用一個(gè)工程系統(tǒng)n 組態(tài) (硬件、通訊)n 參數(shù)設(shè)置n 調(diào)試n 多種編程語言硬件平臺n SIMOTIONn SIMOTIONn SIMOTIONCPD運(yùn)行時(shí)軟件模塊 n 同步n 圖 1.1 SIMOTION 系統(tǒng)組成SIMOTION 的主要包括三能（PLC）、運(yùn)動(dòng)功能以及其他工藝功能。SIMOTION 強(qiáng)大的功能性使得對于運(yùn)動(dòng)要求比較高的場合中，PLC 不再成為必要，它自帶

10、的梯形圖編程工具極大地方便了用戶從使用 PLC 到 SIMOTION 的過渡。對于各種運(yùn)動(dòng)，SIMOTION 提供可擴(kuò)展的工藝包，使用戶能夠根據(jù)的需要進(jìn)行選擇，從而節(jié)省了工程成本。在某些需要溫度等工藝的場合，SIMOTION 也能發(fā)揮它的特色，使用SIMOTION 的工藝功能可以極大地減少用戶編寫程序的繁瑣。1.3 硬件平臺SIMOTION 有三種硬件平臺，即基于器的 SIMOTION-C、基于 PC 的SIMOTION-P 和基于驅(qū)動(dòng)的 SIMOTION-D。如圖 1.2 所示。- 2 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 1.2 SIM

11、OTION 硬件平臺SIMOTION 的全部系統(tǒng)功能都可以在每個(gè)平臺上實(shí)現(xiàn)，所有的平臺使用相同的。1. SIMOTION-DSIMOTION-D 內(nèi)部集成 SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)單元，特別適合緊湊和模塊化的設(shè)計(jì)。有多種型號可供選擇（D410、D425、D435、D445 和 D445-1），最多可帶 64 根軸，最小用戶任務(wù)周期為 0.5ms，最小總線循環(huán)時(shí)間為 0.5ms。支持 PROFIBUS、PROFINET 及工業(yè)以太網(wǎng)等通訊方式。2. SIMOTION-CSIMOTION-C 集成數(shù)字兩輸入/輸出、模擬量、編碼器接口以及步進(jìn)電機(jī)和伺服的接口，可以使用 S7-300 的輸入輸

12、出模塊進(jìn)行擴(kuò)展，特別適合于生產(chǎn)機(jī)械改造。SIMOTION-C 有 C230-2 和 C240 兩種規(guī)格可供選擇，最多可以32 根軸，最小用戶任務(wù)周期為 1ms，最小總線循環(huán)時(shí)間為 1ms，支持PROFIBUS、PROFINET 及工業(yè)以太網(wǎng)等通訊方式。3. SIMOTION-PSIMOTION-P 帶有 Windows XP 和 SIMOTION 實(shí)時(shí)擴(kuò)展，特別適合有大量數(shù)據(jù)處理和 PC 機(jī)的應(yīng)用。SIMOTION-P 支持 IT 通訊，帶有 USB、并口、串口以及顯示器接口等，最多能帶 64 根軸，最小用戶任務(wù)周期為 0.25ms，最小總線循環(huán)時(shí)間為 0.25ms，支持 PROFIBUS、P

13、ROFINET 及工業(yè)以太網(wǎng)等通訊方式。- 3 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用1.4 SCOUT 工程開發(fā)平臺SCOUT 具有友好的人機(jī)界面，為用戶開發(fā) SIMOTION 工程項(xiàng)目提供一體化的工具，且無縫集成于 SIMATIC 環(huán)境中（TIA），目前最新的版本為 V4.1.4 sp1。圖 1.3 SCOUT 軟件界面使用 SCOUT 開發(fā)為自動(dòng)化生產(chǎn)機(jī)械開發(fā) SIMOTION 項(xiàng)目的步驟：（1） 新建一個(gè)項(xiàng)目；（2） 在項(xiàng)目下新建設(shè)備（SIMOTION D，SIMOTION C，SIMOTION P）；（3） 確定附加組件，如 I/O

14、等；（4） 系統(tǒng)組態(tài)，包括硬件組態(tài)和網(wǎng)絡(luò)組態(tài)；（5） 根據(jù)向?qū)ЫM態(tài)工藝對象；（6） 編程（MCC，ST，LAD/FBDDCC）；- 4 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用（7）項(xiàng)目導(dǎo) SIMOTION 設(shè)備；（8）測試。SIMOTION 用工藝對象來描述具有典型功能性的集合，如軸、凸輪等。在SCOUT 的項(xiàng)目導(dǎo)航欄中工藝對象以“文件夾”圖標(biāo)列出在樹形結(jié)構(gòu)中，用戶可以通過“文件夾”下的向?qū)ЫM態(tài)工藝對象。關(guān)于 SCOUT 的使用，在以后章節(jié)中將有的描述。- 5 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)

15、應(yīng)用二、系統(tǒng)組態(tài)本章將基于圖 2.1 所示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹 SIMOTION-D 運(yùn)動(dòng)組態(tài)與調(diào)試。系統(tǒng)的基本2.1 新建項(xiàng)目啟動(dòng) Scout 軟件，選擇 Project->New 創(chuàng)建一個(gè)新的項(xiàng)目：“D435Demo”。如圖 2.2 所示。- 6 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 2.2 新建項(xiàng)目2.2設(shè)備一個(gè)新的設(shè)備，選擇 D435，如圖 2.3 所示。- 7 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 2.3D4352.3 建立連接2.3.1 設(shè)置通訊接口選擇 Profibus D

16、P2/MPI (X136)，再根據(jù) PG/PC 所用通訊接口選擇 CP5512或者 PC Adapter。如圖 2.4。- 8 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 2.4 設(shè)置通訊接口2.3.2 配置 SIMOTION 上 DP 接口參數(shù)自動(dòng)打開硬件組態(tài)界面，配置 DP2/MPI 通訊接口，這里設(shè)置 DP 地址為2。如圖 2.5。接口的具體參數(shù)如率、最高站地址等可以通過點(diǎn)擊“Properties.”按鈕進(jìn)行設(shè)置。缺省方式下，率為 1.5Mbps。- 9 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)

17、用2.3.3 配置 PG/PC 的通訊方式進(jìn)入 PC面板，雙擊打開 Set PG/PC interface。配置 PG/PC 通訊CP5512(Profibus)。雙擊列表中的 CP5512(Profibus)打開其屬性畫面，在這里可以設(shè)置 PG/PC 的 DP 地址、率等，其配置須與 SIMOTION 中的 DP2/MPI 接口配置參數(shù)一致。如圖 2.6 所示。- 10 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 2.6 配置 PG/PC 通訊接口2.3.4 激活至 SINAMICS_In打開網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，若此時(shí) PG/PC 與網(wǎng)絡(luò)的連線為紫色，則

18、 Scout 不能對SINAMICS_Integrated 進(jìn)行的路由。，因此需要開啟 PG/PC 至 SINAMICS_Integrated雙擊 PG/PC，在 Assignment 屬性頁中，點(diǎn)擊 Assigned 列表中的 PROFIBUS Interface，然后將右邊 Acitive 邊上的方框打上鉤，點(diǎn)擊 OK 確認(rèn)即可(如圖2.7)。此時(shí)可以看到網(wǎng)絡(luò)組態(tài)中 PG/PC 與網(wǎng)絡(luò)的連線變?yōu)辄S色，表示至SINAMICS_Integrated 的路由已經(jīng)開啟。設(shè)置完成后，編譯保存項(xiàng)目并關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。- 11 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器

19、基礎(chǔ)應(yīng)用圖 2.7 激活至 SINAMICS_Integrated 的路由2.3.5硬件組態(tài)SIMOTION D 硬件組態(tài)，如圖 2.8 所打開硬件組態(tài)窗口，編譯保存并示。- 12 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 2.8 編譯、保存并硬件組態(tài)完成后將彈出提示框，選擇 No， 不重新啟動(dòng)。如圖 2.9 所示。SCOUT V4.1.4.1 以后的版本將不再出現(xiàn)該框。圖 2.9提示框- 13 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用2.4 項(xiàng)目配置與調(diào)試2.4.1 恢復(fù) SINAMICS_In

20、tegrated 至工廠設(shè)置等待 Simotion 的 Ready 指示燈變綠之后，點(diǎn)擊按鈕，Scout 將處于狀態(tài)。選擇左邊導(dǎo)航欄中的 SINAMICS_Integrated，點(diǎn)擊工具欄按鈕SINAMICS_Integrated 恢復(fù)工廠設(shè)置。如圖 2.10 所示。，將圖 2.10 SINAMICS_Integrated 回復(fù)工廠設(shè)置2.4.2自動(dòng)配置驅(qū)動(dòng)雙擊 Automatic Configuration，彈出自動(dòng)配置（Upload）按鈕?？颍c(diǎn)擊 Load to PG- 14 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 2.11 自動(dòng)配置D

21、rive自動(dòng)配置過程出 Drive 類型組態(tài)框，這里選擇 Servo 方式。如圖2.12 所示。- 15 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 2.12 Drive 類型組態(tài)自動(dòng)配置完成后，點(diǎn)擊 Close 按鈕（如圖 2.13），完成 Drive 的配置。圖 2.13 完成 Drive 配置2.4.3 手動(dòng)配置報(bào)文為了與 Simotion 通訊，在自動(dòng)組態(tài)完成后需要手動(dòng)為SINAMICS_Integrated 配置報(bào)文。伺服方式下常用的報(bào)文可以選擇 105 報(bào)文。如圖 2.14 所示。注意，配置報(bào)文前先將 Scout 離線。配置完報(bào)文后，

22、點(diǎn)擊 Transfer- 16 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用to HW Config 將配置的報(bào)文信息傳至硬件組態(tài)中，然后重新編譯硬件組態(tài)（若硬件組態(tài)界面已經(jīng)被關(guān)閉，雙擊設(shè)備名稱“D435”可將其打開）。圖 2.14 報(bào)文配置2.4.4 軸配置按照圖 2.152.18 配置軸（沒有插圖的步驟按照缺省設(shè)置，按 Continue）。雙擊 Insert Axis，在彈出的類型（速度方式、位置方框中自定義軸的名稱，并根據(jù)需求選擇軸的方式），如圖 2.15 所示。此時(shí) Scout 仍然處于離線狀態(tài)。- 17 -MC Application Ce

23、nter運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 2.15軸在軸類型選擇框中可以選擇旋轉(zhuǎn)軸或線性軸，電氣軸、軸或虛擬軸。如圖 2.16。- 18 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用選擇軸的驅(qū)動(dòng)單元及數(shù)據(jù)傳送的報(bào)文格式，點(diǎn)擊“Data Transfer from thedrive”按鈕可將驅(qū)動(dòng)器相關(guān)參數(shù)傳送過來。如圖 2.17 所示。- 19 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用對編碼器進(jìn)行配置，點(diǎn)擊“Data Transfer from the drive”按鈕可將編碼器相關(guān)參數(shù)傳送

24、過來。如圖 2.18 所示。- 20 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用直到最后一步點(diǎn)擊“finish”即完成軸的配置，可在 Scout 項(xiàng)目列表中看到剛剛配置好的軸 Axis_1， 如圖 2.19 所示。圖 2.19 已配置的軸- 21 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用按照同樣的步驟配置同步軸 Axis_2， 在軸Operation ，如圖 2.20 所示。類型中選擇 Synchronous圖 2.20 配置同步軸 Axis_22.4.5整個(gè)項(xiàng)目編譯保存整個(gè)項(xiàng)目，按圖 2.21 所示

25、順序?qū)㈨?xiàng)目到設(shè)備中。當(dāng)設(shè)備名稱前面的圖標(biāo)出現(xiàn)紅色（）時(shí)，表示離線配置和不一致，需要進(jìn)行上載或操作。- 22 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 2.21項(xiàng)目2.4.6 使用面板調(diào)試軸雙擊 Control Pannel 在屏幕下方出現(xiàn)調(diào)試面板，如圖 2.22。- 23 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 2.22面板界面按圖 2.23 所示操作順序確認(rèn)優(yōu)先級。- 24 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 2.23 獲得優(yōu)先級按照圖

26、 2.24 所示順序操作1）使能 Axis_1。2） 選擇一種運(yùn)行方式。3） 啟動(dòng)軸（Axis_1）運(yùn)行。4） 停止軸（Axis_1）運(yùn)行。以運(yùn)行。5）如果通過面板。面板進(jìn)行軸的運(yùn)行功能測試，軸運(yùn)行正常證明前面軸的配置正確，否則檢查軸配置。作為實(shí)際應(yīng)用，還需要根據(jù)實(shí)際對軸的“Mechanics”、“Default”、“Limits”、“Homing”進(jìn)行設(shè)置。- 25 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 2.24 使用面板調(diào)試軸以同樣方法檢測 Axis_2 的配置是否正確。2.5 編程與測試下面以命令為例介紹如何編寫程序來軸的運(yùn)動(dòng)。2.5

27、.1 程序結(jié)構(gòu)SIMOTION 有多種編程方式，其中 MCC 為圖形化的編程語言，簡單易懂，適用于剛接觸 SIMOTION 編程的用戶。下面擬建立兩個(gè) MCC 程序，各程序功能如下：CC_1：使能軸，并對兩軸進(jìn)行MCC_fault：故障處理程序。，檢測到啟動(dòng)信號后對軸進(jìn)行。2.5.2 MCC 編程（1）在項(xiàng)目導(dǎo)航欄中雙擊 PROGRAMS 下的“Insert MCC unit”，如圖 2.25所示。在彈出的界面中可以自定義該 unit 的名稱，之后點(diǎn)擊 OK 確認(rèn)。- 26 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用（2）雙擊 MCCUnit_1

28、下面的 Insert MCC ChartCreation type 為 Program，如圖 2.26 所示。MCC_1 程序 ，- 27 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 2.26MCC_1（3）由于 SIMOTION 啟動(dòng)就緒所需要的時(shí)間比集成的 SINAMICS 短，因此在執(zhí)行軸操作命令之前需要等待幾秒鐘以確保 SIMOTION 和集成的SINAMICS 都已經(jīng)啟動(dòng)好好。將鼠標(biāo)放在工具欄中的將自動(dòng)彈出，選擇如圖 2.27 所示的等待時(shí)間命令擇命令之前必須先選中編程區(qū)域的某處）。雙擊新上，其下所包含令到 MCC_1 中（注意在選令圖

29、標(biāo)，在彈出的命令參數(shù)設(shè)置對面框中設(shè)置等待時(shí)間 6s。- 28 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 2.27等待時(shí)間命令（4）在等待時(shí)間命令之后命令組下如圖 2.28 所示的使能軸命令，在命令參數(shù)設(shè)置對面框中，選擇 Axis_1。- 29 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用（5）按照相同的方式，選擇下的命令，根據(jù)圖 2.29 所示設(shè)置命令的參數(shù)。該命令執(zhí)行后，軸的當(dāng)前位置將被置成 0。- 30 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用（6）

30、雙機(jī) MCCUnit_1，在 INTERFACE 區(qū)域中新建 startAxis1 變量用于啟動(dòng)軸命令。如圖 2.30 所示。圖 2.30 新建變量（7）等待條件命令，如圖 2.31 所示，當(dāng) startAxis1 變量為 true 時(shí)開始執(zhí)行該命令后面的程序，否則程序停留在當(dāng)前命令處。- 31 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 2.31等待條件命令（8）下的軸命令，如圖 2.32 所示。圖中所示設(shè)置表示軸將以200mm/s 的速度從當(dāng)前位置（0mm）運(yùn)動(dòng)到 1000 處。- 32 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系

31、列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用（9）點(diǎn)擊工具欄中的按鈕編譯保存程序。（10）在步驟（1）中建立的 MCCUnit_1 下面雙擊 Insert MCC Chart 新建MCC_fault 作為故障處理程序。故障處理程序可以為空。2.5.3 將程序分配到任何程序只有被分配到的任務(wù)中才能被真正執(zhí)行。雙擊EXECUTION SYSTEM 打開 task 界面，按照圖 2.33 所示步驟將 mcc_1 分配到MotionTask_1 中。- 33 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 2.33 將程序分配到 Motion Task在 Motion

32、Task_1 的 Task configuration頁中，激活 Activation AfterStartup Task（如圖 2.34），則分配到 MotionTask_1 中的程序?qū)⒃谠O(shè)備上電啟動(dòng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后立即自動(dòng)執(zhí)行圖 2.34 激活 Motion Task 的上電自動(dòng)運(yùn)行按照類似的方法將 mcc_fault 分配到工藝故障 Task 和外設(shè)故障 Task 中，如圖 2.35 所示。MCCUnit_1.mcc_fault 后面的數(shù)字表示該程序被分配的次數(shù)。- 34 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 2.35 分配故障Task

33、2.5.4程序點(diǎn)擊將 Scout點(diǎn)擊工具欄按鈕編譯保，然后整個(gè)項(xiàng)目到設(shè)備中。SIMOTION 上 RDY 等變綠之后，如果 CPU 處于 STOP 狀態(tài)（SIMOTION上 STOP 燈為橙色），可以通過右鍵點(diǎn)擊項(xiàng)目設(shè)備名稱 D435 選擇 TargetDevice->Operating Mode打開操作模式面板，將 CPU 狀態(tài)改為 RUN，如圖 2.36所示。此時(shí) SIMOTION 上 RUN 指示燈將變?yōu)榫G色。- 35 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用2.5.5 程序測試當(dāng) CPU 進(jìn)入到 RUN 模式之后 MotionTas

34、k_1 中的程序立即執(zhí)行。在等待 6s之后，Axis1 依次執(zhí)行使能、命令，之后，程序停留在等待條件命令處。此時(shí)可以通過 Axis_1 的系統(tǒng)變量查看軸的當(dāng)前位置值，如圖 2.37 所示，positioningstate 下的 actualposition 和 commandposition 分別表示軸的當(dāng)前位置和給置。- 36 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 2.37 查看軸當(dāng)前位置現(xiàn)在只要將 startAxis1 置為 true，就能執(zhí)行其后的命令。在項(xiàng)目導(dǎo)航欄中選中 MCCUnit_1，屏幕下方的 Symbol browser

35、中將列出其中的變量。在Control Value 欄中設(shè)置值為 TRUE，并確保旁邊方框中已打上鉤，再點(diǎn)擊Imitate Control 按鈕，startAxis1 的值即變?yōu)?true。等待的條件成立，命令執(zhí)行，軸開始以 200mm/s 的速度運(yùn)行直到位置達(dá)到 1000mm。如圖 2.示。軸停下來后，通過查看 positioningstate.actualposition 變量可知軸是否已經(jīng)運(yùn)行到指置。到此程序執(zhí)行結(jié)束，由于 MotionTask 為順序執(zhí)行的任務(wù)，自動(dòng)重復(fù)執(zhí)行，若要該程序再次執(zhí)行，只能重新程序。- 37 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTIO

36、N 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 2.38 變量賦值- 38 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用三、SIMOTION 中的（EXECUTION SYSTEM）管理著系統(tǒng)任務(wù)以及用戶任務(wù)的有序執(zhí)行，每一個(gè)任務(wù)只有在滿足特定條件的時(shí)候才會(huì)啟動(dòng)，而用戶編寫的程序只有分配到任務(wù)中才能真正被執(zhí)行。分為不同的等級，每個(gè)等級可以包含一個(gè)或多個(gè)任務(wù)（TASK），每個(gè)任務(wù)中又可以分配一個(gè)或多個(gè)程序。因此，用戶可以通過將程序分配到不同的任務(wù)，來指定程序運(yùn)行時(shí)的優(yōu)先級或序。同一個(gè)程序可以分配到不同的任務(wù)中，且相互之間不受影響。分配到任務(wù)的程序可以是 MCC、LAD 或 ST

37、 程序。3.1 執(zhí)行等級SIMOTION 中的根據(jù)其執(zhí)行特點(diǎn)分為不同的執(zhí)行等級。·同步任務(wù)以及時(shí)間的執(zhí)行等級是按照指定的系統(tǒng)時(shí)鐘周期或用戶指定的時(shí)間周期執(zhí)行。·驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行等級是在發(fā)生時(shí)執(zhí)行，包含用戶中斷任務(wù)和系統(tǒng)中斷任務(wù)。·自由運(yùn)行的執(zhí)行等級，包含MOTION TASK 和BACKGROUND TASK，其中MOTION TASK 為順序執(zhí)行的任務(wù)，每個(gè)MOTION TASK 只執(zhí)行一次； BACKGROUND TASK 為非周期的循環(huán)執(zhí)行，執(zhí)行的時(shí)間根據(jù)TASK 中的程序長度而定。·系統(tǒng)啟動(dòng)和停止任務(wù)在特定的時(shí)候執(zhí)行，其中Startup task 在C

38、PU 從STOP狀態(tài)切換到RUN 狀態(tài)時(shí)執(zhí)行；Shutdown task 在CPU 從RUN 狀態(tài)切換到STOP 狀態(tài)時(shí)執(zhí)行。- 39 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 3.1 執(zhí)行等級除了用戶級的任務(wù)之外，在各執(zhí)行等級中還包含系統(tǒng)任務(wù)，自動(dòng)執(zhí)行，用戶無法分配程序到系統(tǒng)任務(wù)也不能改變其序，例如工藝功能、通訊（PROFIBUS DP、PROFINET IO）、TRACE 功能等，這些功能將被自動(dòng)分配到系統(tǒng)任務(wù)自動(dòng)執(zhí)行，而不受用戶程序影響。DCC 任務(wù)在 SCOUT 的器中指定其執(zhí)行等級。界面中是看不到的，但是可以在 DCC 編輯將程序分配

39、給任務(wù)時(shí)，雙擊 EXECUTION SYSTEM 打開任務(wù)分配界面，選中 MotionTask_1，在 Program assignment 列表框中選中程序 mcc_1，然后點(diǎn)擊的箭頭便將 mcc_1 分配給了 MotionTask_1。圖 3.2 顯示了分配的整個(gè)步驟。向其他任務(wù)（如 background task、startup task 等）中分配程序的過程與此相同。- 40 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 3.2 將程序分配到 Motion Task在每個(gè)任務(wù)屬性的 Task Configuration啟動(dòng)特性、故障響應(yīng)等，

40、不同頁中可以設(shè)置任務(wù)的運(yùn)行時(shí)間、性。例如在 MotionTask_1 的Task configuration頁中，激活 Activation After Startup Task（如圖 3.3），則分配到 MotionTask_1 中的程序?qū)⒃谠O(shè)備上電啟動(dòng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后立即自動(dòng)執(zhí)行。其他參數(shù)設(shè)置請參考幫助手冊。- 41 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 3.3 激活 Motion Task 的上電自動(dòng)運(yùn)行如果使用到、同步等工藝功能或者 SIMOTION 通過 PROFIBUEDP 等總線擴(kuò)展了 IO 接口等，則需要為故障 Task 分配

41、故障處理程序。故障處理加故障處理指令。圖 3.4 顯程序可以是空程序也可以根據(jù)示了將 mcc_fault 分配到工藝故障 Task 和外設(shè)故障 Task 中。圖 3.4 分配故障 Task- 42 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用3.2 任務(wù)優(yōu)先級當(dāng)多個(gè)任務(wù)在某一個(gè)時(shí)刻同時(shí)開始執(zhí)行時(shí)，任務(wù)之間就會(huì)有。統(tǒng)規(guī)定不同的任務(wù)具有不同的優(yōu)先級，優(yōu)先級高的任務(wù)先執(zhí)行，正在執(zhí)行的低優(yōu)先級的任務(wù)可以被高優(yōu)先級中斷，直到高優(yōu)先級的任務(wù)才繼續(xù)執(zhí)行低優(yōu)先級的任務(wù)，這樣就避免了任務(wù)之間的。用戶不能改變?nèi)蝿?wù)的優(yōu)先級。SIMOTION 中各任務(wù)的優(yōu)先級如圖 3.5

42、所示。圖中帶陰影的部分表示可以有多個(gè)任務(wù)。Dp communicationOrServoSynchronous TaskServo TaskHighIPIPOOSSyynncchhroronnoouussTTaasskkIPIPOOTTaasskkSSysytsetemminitnetrerruruptptaTsaksskTTimimeer rininteterrruruppt ttataskssksUTsimereirnitnetrerurrputpttatsakssksLow圖 3.5 任務(wù)優(yōu)先級·處于最的System level 和DP 通訊用于PROFIBUS 或系統(tǒng)時(shí)鐘同步

43、以及讀寫IO 信息。ServoSynchronous task 是用戶可以分配PROGRAM 的優(yōu)先級最高的任務(wù)，以指定的系統(tǒng)時(shí)鐘周期循環(huán)執(zhí)行，它優(yōu)先于Servo task 執(zhí)行。Servo task 是系統(tǒng)任務(wù)，用戶不能給它分配PROGRAM。與Servo 級相似，IPOSynchronous task 優(yōu)先于IPO task 執(zhí)行，用戶不能給IPO task 分配PROGRAM。與Servo 級不同的是，IPO 級有兩組，除了圖中··- 43 -MC Application CenterPrioritySystem shutdownSystem startupMotio

44、n tasksBackground taskWait for conditionTemperature ControlSystem level運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用所示的一組之外，還有另一組為IPOSynchronous task2 和IPO task2，可以用于動(dòng)態(tài)特性需求較低的軸。·DP 通訊周期、Servo 執(zhí)行周期以及IPO 執(zhí)行周期存在一定的比例，且以DP 通訊周期為最小時(shí)間，稱為DP Cycle?？梢酝ㄟ^右鍵點(diǎn)擊設(shè)備名稱D435 選擇“Set system cycle clocks”來設(shè)置它們之間的比例。如圖 3.6 所示。圖 3.6 設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘周

45、期·在IPO 級，需要檢查Wait for condition 指令的條件以及用戶中斷的條件是否滿足。如果Wait for condition 指令條件滿足，那么處于WAITFORCONDITION 和ENDWAITFORCONDITION 之間的程序（在MCC 中即處于wait for condition 指令下的陰影部分）將以更高的優(yōu)先級執(zhí)行（系統(tǒng)中斷和時(shí)間中斷之間）。Background task 和motion task 處于最低優(yōu)先級（前者相對較高），motion·task 總共 32 個(gè)，主要用于順序。·Startup 和shutdown task 只

46、有在CPU 狀態(tài)切換的時(shí)候執(zhí)行。圖 3.7 的例子中表示了中各任務(wù)的序。DP、Servo 和 IPO 周期的比為 1:1:2。DP 通訊處于最高優(yōu)先級每個(gè) DP cycle 都要執(zhí)行一次，Servo 的- 44 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用執(zhí)行周期與 DP 通訊相同，優(yōu)先級次之，因此每個(gè) DP Cycle 中 DP 通訊以后都要執(zhí)行一次 Servo task。IPO 中的 task 每兩個(gè) DP Cycle 執(zhí)行一次，圖中的例子顯示 IPO task 需要的時(shí)間超過一個(gè) DP cycle，因此在某一個(gè) DP Cycle 中的 IPO

47、task 將延下一個(gè) DP Cycle 中的 servo task 后面執(zhí)行。沒有中斷的優(yōu)先級低于 IPO task，各個(gè)中斷按照其優(yōu)先級依次執(zhí)行。用戶中斷條件的檢查在 IPOSynchronous task 之前，但是中斷的執(zhí)行必須嚴(yán)格按照優(yōu)先級。在中斷的條件在 IPO中斷 task 后的 DP Cycle 中剩下的時(shí)間用于Background task 和 motion task。與 motion task 相比，Background task 優(yōu)先級較高，而且 Background task 有時(shí)間限定，如果在限定的時(shí)間內(nèi) Background task 的程序沒有，則報(bào)timeout

48、故障導(dǎo)致 CPU 停機(jī)。因此，諸如 Wait for time 之類的等待型指令不能用于 Background task 中，而且 Background task 中用到的各種指令的 nextcommand參數(shù) 也不能設(shè)置為 WHEN_MOTION_DONE。- 45 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用圖 3.7 任務(wù)序- 46 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用四、編程語言4.1 概述SIMOTION 具有多種編程語言，不同的編程語言具有不同的特色，從而使用戶能夠得心應(yīng)手地處理各種任務(wù)

49、。SIMOTION 的編程語言主要包括以下三種：1. MCC (Motion Control Chart)MCC 是一種圖形化的編程語言，幾乎所有的功能（諸如、同步等）都有圖形化令與之對應(yīng)。它適用于編寫順序執(zhí)行的程序，與 MontionTask 結(jié)合使用使程序的執(zhí)行更加簡單明了。對于剛剛接觸 SIMOTION 編程的人來說，這是一種非常好的入門語言。2. LAD/FBD (Ladder Diagram)梯形圖是 PLC 中廣泛使用的一種編程語言，對于熟悉 PLC 的用戶，在使用LAD 對 SIMOTION 進(jìn)行編程AD 適用于邊沿觸發(fā)、二進(jìn)制數(shù)據(jù)處理等邏輯程序。3. ST (Structure

50、d Text)ST 是一種基于文本的類似于 PACAL 的高級編程語言，它具有高級語言的各種元素，例如操作符、表等，因此適用于處理數(shù)據(jù)和包含數(shù)學(xué)算法的程序。本章主要介紹 MCC 和 LAD 編程語言， ST 編程語言不在本書討論范圍之內(nèi)。4.2 MCCMCC 程序的編寫過程如同編寫流程圖，能夠很大程序降低生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)的復(fù)雜性。同時(shí)，它也支持邏輯命令，具有快速響應(yīng)的等待命令，便于建立模塊化 Program 以及 FC（Function）和 FB（Function Block）。圖4.1 為 MCC 編程的工作界面。- 47 -MC Application Center運(yùn)動(dòng)培訓(xùn)系列SIMOTION 運(yùn)動(dòng)器基礎(chǔ)應(yīng)用MCC 工具條圖 4.1 MCC 變成界面4.2.1 MCC Unit 和 MCC ChartMCC Unit 可以看作 MCC 程序的一個(gè)分組，在 SIMOTION可以多個(gè) MCC Unit，而每個(gè) MCC Unit 又可以多個(gè) MCC Chart，每個(gè) MCCChart 都是一個(gè)的織單元，它可以是 Program、FC、FB。1.MCC Unit在項(xiàng)目導(dǎo)航欄中雙擊 P