運(yùn)動(dòng)控制與伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)及應(yīng)用 課件全套 王萬強(qiáng)-第1-5章 運(yùn)動(dòng)控制技術(shù) -運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)

運(yùn)動(dòng)控制與伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)及應(yīng)用

中國智能制造挑戰(zhàn)賽運(yùn)動(dòng)控制與伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)及應(yīng)用

第1章運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)

第2章機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制算法

第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制

第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制

第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)2第1章運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)1.1運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的定義運(yùn)動(dòng)控制是通過機(jī)械傳動(dòng)裝置對運(yùn)動(dòng)部件的位置、速度進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制管理，使運(yùn)動(dòng)部件按照預(yù)期的軌跡和規(guī)定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)（如速度、加速度參數(shù)等）完成相應(yīng)的動(dòng)作。 3第1章運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)1.2運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)典型的現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件主要由上位計(jì)算機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制器、功率驅(qū)動(dòng)裝置、電動(dòng)機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器反饋檢測裝置等部分組成。1.2.1運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成4第1章運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)（1）人機(jī)界面：PC機(jī)/觸摸屏/工控機(jī)；（2）運(yùn)動(dòng)控制器：專用運(yùn)動(dòng)控制器/開放式結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制器；（3）驅(qū)動(dòng)器：全數(shù)字式驅(qū)動(dòng)器；（4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：步進(jìn)電機(jī)/伺服電機(jī)/直線電機(jī)；（5）反饋機(jī)構(gòu)：位置反饋元件（角度、位移）/速度反饋元件；（6）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：齒型帶/減速器/齒輪齒條/滾珠絲杠。5第1章運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)1.2.2運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的典型構(gòu)成1.開環(huán)控制系統(tǒng)（OpenLoop）步進(jìn)電機(jī)的開環(huán)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)：沒有位置檢測反饋裝置，最大的特點(diǎn)是控制方便、結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜。6伺服電機(jī)的開環(huán)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)：通過運(yùn)動(dòng)控制器輸出脈沖類型信號給伺服驅(qū)動(dòng)器，伺服驅(qū)動(dòng)器工作于位置控制模式。第1章運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)1.2.2運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的典型構(gòu)成2.閉環(huán)控制系統(tǒng)（CloseLoop）半閉環(huán)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)：位置反饋采用轉(zhuǎn)角檢測元件，直接安裝在伺服電機(jī)端部。7全閉環(huán)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)：采用光柵等檢測元件對被控單元進(jìn)行位置檢測，可以消除從電機(jī)到被控單元之間整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)誤差，利用控制器實(shí)現(xiàn)雙閉環(huán)（位置環(huán)與速度環(huán)）。第1章運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)1.2.3運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的反饋元件運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)反饋元件的核心是傳感器：1.霍爾傳感器霍爾傳感器的作用是產(chǎn)生電機(jī)換相信號。2.測速發(fā)電機(jī)測速發(fā)電機(jī)的作用是產(chǎn)生電機(jī)速度信號。3.旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器的作用是產(chǎn)生電機(jī)位置信號。4.光電式位置檢測元件旋轉(zhuǎn)式光電編碼器（檢測電機(jī)位置、速度和換相信號）光柵尺（檢測負(fù)載位置）反饋元件獲取系統(tǒng)中的信息并向運(yùn)動(dòng)控制器反映系統(tǒng)狀況。反饋原件在閉環(huán)控制系統(tǒng)中形成反饋回路，將指定的輸出量反饋給運(yùn)動(dòng)控制器?？刂破鲃t根據(jù)反饋信息進(jìn)行控制決策。8第1章運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)

1.2.3運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的反饋元件編碼器的兩種應(yīng)用方式：安裝在伺服電機(jī)端部，直接反饋電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，可獲得較高的定位精度。安裝在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)負(fù)載端部，直接反饋實(shí)際位置，可以消除從電機(jī)到被控單元之間整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)誤差，得到很高的靜態(tài)定位精度。9第1章運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)

1.2.4運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（1）齒型帶：價(jià)格便宜、反應(yīng)慢，控制帶寬窄的場合（小于10Hz）；（2）齒輪減速器：間隙較大，擺線和外擺線齒輪減速相齒隙較小，但價(jià)格貴；（3）諧波齒輪減速箱：體積小、傳動(dòng)比大、齒隙小，但價(jià)格較貴，剛性不高（10Hz-30Hz）；（4）蝸桿減速器：應(yīng)用場合有限，不適合低速時(shí)使用，潤滑要求高、效率低；（5）齒輪齒條：傳動(dòng)行程長、反向間隙較大，非線性因素，易引起系統(tǒng)振蕩，電機(jī)噪聲；（6）滾珠絲杠：可以適合多種情形的傳動(dòng)，精度高、齒隙較小、可以達(dá)到較高的速度，對大行程的傳動(dòng)不合適，抗彎抗扭的剛性和慣量限制了電機(jī)選型和系統(tǒng)控制帶寬。10第1章運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)1.3伺服控制系統(tǒng)伺服系統(tǒng)是運(yùn)動(dòng)控制的中樞神經(jīng)和動(dòng)力系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)由伺服驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)、編碼器構(gòu)成。伺服驅(qū)動(dòng)器是信號轉(zhuǎn)換和信號放大的中樞。伺服電機(jī)是伺服系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，小功率伺服系統(tǒng)中多用永磁式伺服電機(jī)。編碼器實(shí)時(shí)記錄位置信息并反饋信號，構(gòu)成閉環(huán)控制。11第1章運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)伺服控制系統(tǒng)構(gòu)成12第1章運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)伺服控制系統(tǒng)構(gòu)成---控制器13第1章運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)伺服控制系統(tǒng)構(gòu)成---驅(qū)動(dòng)裝置14運(yùn)動(dòng)控制與伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)及應(yīng)用

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第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制

第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)16第2章機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制算法2.1工業(yè)機(jī)器人的種類及組成（a）直角機(jī)器人 （b）關(guān)節(jié)機(jī)器人（c）Scara機(jī)器人 （d）Delta機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人是機(jī)電一體化的系統(tǒng)，組成包括：1.機(jī)械結(jié)構(gòu)件 2.電機(jī)、減速器、編碼器3.驅(qū)動(dòng)器 4.控制器與示教器5.執(zhí)行機(jī)構(gòu) 6.輸入輸出7.開關(guān)電源 17第2章機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制算法2.2工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)2.2.1機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正解機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的理論基礎(chǔ)是運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。運(yùn)動(dòng)學(xué)分析可以確定機(jī)器人末端執(zhí)行器的位置與姿態(tài)(常稱:位姿)。182維轉(zhuǎn)成3維第2章機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制算法六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)中普遍采用4×4矩陣，即“齊次矩陣”、“齊次變換”。機(jī)器人法蘭姿態(tài)的表示法常見的有旋轉(zhuǎn)矩陣（RotationMatrix）、歐拉角（EulerAngle）、四元數(shù)（Quaternion）、“軸-角”（Axis-Angle）。六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解，是通過機(jī)器人硬件參數(shù)與六軸的旋轉(zhuǎn)角，計(jì)算出法蘭中心三維坐標(biāo)與法蘭的空間姿態(tài)。將每一次平移或旋轉(zhuǎn)變換都以齊次矩陣表示，從法蘭中心開始，將所有矩陣進(jìn)行乘法運(yùn)算。19第2章機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制算法六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)案例ABB六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人IRB-240020第2章機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制算法2.2.2機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解所謂逆解，即以機(jī)器人硬件參數(shù)、法蘭中心坐標(biāo)、法蘭姿態(tài)為已知條件，推算六個(gè)電機(jī)，即六軸的旋轉(zhuǎn)角度。法蘭姿態(tài)描述方式不盡相同，KABA和KUKA采用歐拉角，卡諾普采用旋轉(zhuǎn)矩陣，ABB采用四元數(shù)，可以互相換算。逆解一般有這兩種思路：（1）可以從齊次矩陣中通過消元法解得1到5軸的角度。（2）可以從若干三角形中解得角度。21第2章機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制算法2.2.2機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解若干三角形逆解的方法：取法蘭長度c4與姿態(tài)解出第4，5軸的旋轉(zhuǎn)角和法蘭中心的(dx,dy,dz)偏移值。通過法蘭中心坐標(biāo)p[0]、偏移值(dx,dy,dz)計(jì)算第4、5、6這三軸的交點(diǎn)坐標(biāo)p[1]。通過解p[1]p[2]p[3]、p[1]p[3]p[4]等三角形計(jì)算出第1、2、3這三軸的旋轉(zhuǎn)角（當(dāng)b=0）；當(dāng)b≠0時(shí)，可推導(dǎo)出計(jì)算公式：22第2章機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制算法2.2.3STL三維建模的關(guān)節(jié)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正解與逆解機(jī)械結(jié)構(gòu)借助于STL三維建模，逐關(guān)節(jié)研究機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)律：由Rhinoceros三維建模。通過三維的平移與旋轉(zhuǎn)組裝成關(guān)節(jié)機(jī)器人各STL部件,并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。23第2章機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制算法2.2.4機(jī)器人運(yùn)動(dòng)編程控制一：示教器編程：通過示教器對工具末端的坐標(biāo)點(diǎn)、工具的姿態(tài)進(jìn)行逐一添加指令的編程方式。24第2章機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制算法2.2.5機(jī)器人運(yùn)動(dòng)編程控制二離線編程：滿足示教器編程無法實(shí)現(xiàn)的個(gè)性化需求，需要二維或三維視覺檢測。配備工控機(jī)（工業(yè)電腦），以視覺與算法為主要手段，通過人工智能（AI），配合接口和高速通訊，自動(dòng)生成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)程序。25第2章機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制算法2.2.6插值與插補(bǔ)目的：實(shí)現(xiàn)在離散位姿點(diǎn)之間平滑無卡頓地通過G、H兩點(diǎn)之間機(jī)器人平滑曲線運(yùn)動(dòng)，無卡頓利于高速運(yùn)行。插值的數(shù)學(xué)算法：拉格朗日插值，牛頓插值法，埃爾米特插值，三次樣條插值。配備工控機(jī)（工業(yè)電腦），以視覺與算法為主要手段，通過人工智能（AI），配合接口和高速通訊，自動(dòng)生成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)程序。26第2章機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制算法2.2.6插值與插補(bǔ)（1）兩電機(jī)勻速插補(bǔ)：（2）三電機(jī)變速插補(bǔ)二個(gè)電機(jī)，用絲桿或連桿都可以實(shí)現(xiàn)二維曲線的繪制。三個(gè)電機(jī)就可以繪制出空間曲線、3D打印、3D雕刻。27第2章機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制算法2.2.7機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制拓展由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，很多位置與姿態(tài)是到不了的，都得設(shè)置限位，還要注意在180度，90度時(shí)形成的奇異點(diǎn)，方程無解或無窮多解，要作特殊的處理：如加上微小偏移值以避開奇異點(diǎn)。末端位移與各軸轉(zhuǎn)動(dòng)角，線速度與軸的旋轉(zhuǎn)速度，以及線加速度與軸的旋轉(zhuǎn)加速度等計(jì)算，參見雅可比（Jacobian）矩陣與海森（Hessian）矩陣，雅可比（Jacobian）矩陣是一階偏導(dǎo)的矩陣，常用于處理速度，海森（Hessian）矩陣是二階偏導(dǎo)的矩陣，常用于處理加速度。28

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第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制

第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)30第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制3.1運(yùn)動(dòng)控制器與驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)控制器是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的核心，可以是專用控制器，但一般都是采用具有通信能力的智能裝置，如工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（IPC）或可編程邏輯控制器（PLC）等。PLC運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)采用PLC作為運(yùn)動(dòng)控制器，驅(qū)動(dòng)器為變頻器、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等。31第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制3.2西門子S7-200PLC運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)裝置32第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制

3.2西門子S7-200PLC運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)裝置33第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制3.3案例1：自動(dòng)輸送分揀線3.3.1西門子MM420變頻器1）MM420變頻器的電氣連接2）MM420變頻器復(fù)位的方式（1）設(shè)定P0010=30(出廠設(shè)置)（2）設(shè)定P0970=1，所有參數(shù)自動(dòng)復(fù)位成缺省設(shè)置，約需要60秒。34功率接線端子控制端子第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制3）MM420變頻器的控制方式（1）BOP控制

a.參數(shù)P1000=1，輸出頻率由BOP的按鈕設(shè)定;

b.手動(dòng)操作基本操作面板BOP控制變頻器，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、停止、換向、調(diào)速等功能。（2）外部開關(guān)和電位器控制

a.參數(shù)P1000=2，輸出頻率由端子3、4之間輸入的模擬電壓（0-10V）設(shè)定;

b.通過外部的開關(guān)連接變頻器的數(shù)字輸入端子DIN1、DIN2，輸入控制命令；

c.通過外部電位器（可調(diào)電阻）連接變頻器的模擬輸入端子AIN+、AIN-，輸入頻率設(shè)定值。（3）外部開關(guān)實(shí)現(xiàn)多段速控制

a.參數(shù)P1000=3，輸出頻率由固定頻率設(shè)定。

b.通過外部的開關(guān)連接變頻器的數(shù)字輸入端子DIN1、DIN2、DIN3；

c.通過外部開關(guān)的組合通斷輸入端子的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)速度的有機(jī)調(diào)速。35第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制4）MM420變頻器參數(shù)快速設(shè)置流程圖

36第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制5）BOP方式控制電機(jī)運(yùn)行的操作方法a、按下綠色啟動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)并保持停止?fàn)顟B(tài)。b、按下“數(shù)值增加”按鈕提高頻率，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，其速度逐漸增加到50Hz。c、當(dāng)變頻器的輸出頻率達(dá)到50Hz時(shí)，按下“數(shù)值減小”按鈕，電動(dòng)機(jī)的速度及其顯示值逐漸下降。d、按下“方向按鈕”，可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。e、按下紅色按鈕，電動(dòng)機(jī)停車。注：如需要按下變頻器啟動(dòng)按鈕時(shí)電動(dòng)機(jī)就以某速度運(yùn)行，可以在以上設(shè)置的基礎(chǔ)上，設(shè)定P1040=設(shè)定值（頻率），具體操作步驟為：a、設(shè)定P0003=2（因?yàn)镻1040參數(shù)的訪問級是2級）b、設(shè)定P1040=20（MOP的設(shè)定頻率值20Hz）37第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制6）外部開關(guān)和電位器控制方式的參數(shù)設(shè)置38第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制7）外部開關(guān)多段速控制---設(shè)置數(shù)字輸入端子39第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制8）外部開關(guān)多段速控制---設(shè)置固定頻率40第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制例3-1：直接選擇方式要求利用3個(gè)開關(guān)控制一臺三相交流異步電動(dòng)機(jī)以35Hz頻率運(yùn)行，同時(shí)要求具有啟停、反向功能。41設(shè)置順序參數(shù)代號設(shè)置值說明1P001030調(diào)出出廠設(shè)置參數(shù)2P09701恢復(fù)出廠值3P00032參數(shù)訪問級4P00101快速調(diào)試5P01000選擇Kw單位，工頻50Hz6P0304380電動(dòng)機(jī)的額定電壓V7P03050.13電動(dòng)機(jī)的額定電流A8P03070.01電動(dòng)機(jī)的額定功率Kw9P031050電動(dòng)機(jī)的額定頻率Hz10P03111250電動(dòng)機(jī)的額定速度RPM11P07002選擇命令源（外部端子控制）12P07011數(shù)字端子1的功能（正向開關(guān)）13P070212數(shù)字端子2的功能（反向）14P070315數(shù)字端子3的功能（直接選擇）15P10003選擇頻率設(shè)定值（固定頻率）16P100335設(shè)定固定頻率3的數(shù)值（35Hz）17P10800電動(dòng)機(jī)最小頻率Hz18P108250電動(dòng)機(jī)最大頻率Hz19P11202斜坡上升時(shí)間s20P11212斜坡下降時(shí)間s21P39001結(jié)束快速調(diào)試第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制例3-2：直接選擇+ON方式要求利用3個(gè)開關(guān)控制一臺三相交流異步電動(dòng)機(jī)分3段速運(yùn)行，同時(shí)要求具有反向功能，試著設(shè)置合適的參數(shù)值。42設(shè)置順序參數(shù)代號設(shè)置值說明1P001030調(diào)出出廠設(shè)置參數(shù)2P09701恢復(fù)出廠值3P00032參數(shù)訪問級4P00101快速調(diào)試5P01000選擇Kw單位，工頻50Hz6P0304380電動(dòng)機(jī)的額定電壓V7P03050.13電動(dòng)機(jī)的額定電流A8P03070.01電動(dòng)機(jī)的額定功率Kw9P031050電動(dòng)機(jī)的額定頻率Hz10P03111250電動(dòng)機(jī)的額定速度RPM11P07002選擇命令源（外部端子控制）12P070116數(shù)字端子1的功能（直接選擇+ON）13P070212數(shù)字端子2的功能（反向）14P070316數(shù)字端子3的功能（直接選擇+ON）15P10003選擇頻率設(shè)定值（固定頻率）16P100110設(shè)定固定頻率1的數(shù)值（10Hz）17P100330設(shè)定固定頻率3的數(shù)值（30Hz）18P10800電動(dòng)機(jī)最小頻率Hz19P108250電動(dòng)機(jī)最大頻率Hz20P11202斜坡上升時(shí)間s21P11212斜坡下降時(shí)間s22P39001結(jié)束快速調(diào)試第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制例3-3：BCD碼選擇+ON方式要求利用3個(gè)開關(guān)控制一臺三相交流異步電動(dòng)機(jī)分7段速運(yùn)行，同時(shí)要求具有反向功能，試著設(shè)置合適的參數(shù)值。43設(shè)置順序參數(shù)代號設(shè)置值說明1P001030調(diào)出出廠設(shè)置參數(shù)2P09701恢復(fù)出廠值3P00032參數(shù)訪問級4P00101快速調(diào)試5P01000選擇Kw單位，工頻50Hz6P0304380電動(dòng)機(jī)的額定電壓V7P03050.13電動(dòng)機(jī)的額定電流A8P03070.01電動(dòng)機(jī)的額定功率Kw9P031050電動(dòng)機(jī)的額定頻率Hz10P03111250電動(dòng)機(jī)的額定速度RPM11P07002選擇命令源（外部端子控制）12P070117數(shù)字端子1的功能（BCD選擇+ON）13P070217數(shù)字端子2的功能（BCD選擇+ON）14P070317數(shù)字端子3的功能（BCD選擇+ON）15P070412AIN+端子的功能（反轉(zhuǎn)）16P10003選擇頻率設(shè)定值（固定頻率）17P100110設(shè)定固定頻率1的數(shù)值（10Hz）18P100215設(shè)定固定頻率2的數(shù)值（15Hz）19P100320設(shè)定固定頻率3的數(shù)值（20Hz）20P100425設(shè)定固定頻率4的數(shù)值（25Hz）21P100530設(shè)定固定頻率5的數(shù)值（30Hz）22P100635設(shè)定固定頻率6的數(shù)值（35Hz）23P100740設(shè)定固定頻率7的數(shù)值（40Hz）24P10800電動(dòng)機(jī)最小頻率Hz25P108250電動(dòng)機(jī)最大頻率Hz26P11202斜坡上升時(shí)間s27P11212斜坡下降時(shí)間s28P39001結(jié)束快速調(diào)試第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制3.3.2案例1總體說明1.任務(wù)要求為某企業(yè)設(shè)計(jì)一條工件自動(dòng)傳送、分揀系統(tǒng)，用來運(yùn)送金屬工件和橡膠工件，并能夠自動(dòng)將兩種工件分揀到不同的物料存儲區(qū)域。根據(jù)客戶給出的技術(shù)要求，綜合考慮生產(chǎn)工藝、經(jīng)濟(jì)成本、機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制方式、環(huán)保水平等條件，設(shè)計(jì)出安全可靠、性價(jià)比好、易用性高的系統(tǒng)方案，并給出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙和控制程序。2.技術(shù)要求（1）工件材質(zhì)：鋁、橡膠；（2）工件外形尺寸：圓柱體，直徑300mm，高200mm；（3）上料方式：手動(dòng)上料，無需設(shè)計(jì)；（4）傳送方式：上料后自動(dòng)開始高速傳送，在工件到達(dá)分揀工位之前自動(dòng)轉(zhuǎn)為低速傳送，分揀完成后自動(dòng)停止；（5）分揀方式：鋁質(zhì)工件存放至系統(tǒng)前置料倉，橡膠工件存放至系統(tǒng)后置料倉；（6）控制系統(tǒng)：采用PLC作為下位機(jī)，安裝組態(tài)軟件的工控機(jī)作為上位機(jī)；（7）控制模式：全自動(dòng)啟?？刂?，或上位機(jī)遠(yuǎn)程控制；44第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制3.案例1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本案例基于PLC、變頻器、交流減速電機(jī)來實(shí)現(xiàn)輸送帶的傳輸控制，達(dá)到輸送帶啟停、調(diào)速的功能，完成自動(dòng)分揀橡膠工件/鋁工件的目的。45第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制4.案例1的變頻器參數(shù)46設(shè)置順序參數(shù)代號設(shè)置值說明1P001030調(diào)出出廠設(shè)置參數(shù)2P09701恢復(fù)出廠值3P00032參數(shù)訪問級4P00101快速調(diào)試5P01000選擇Kw單位，工頻50Hz6P0304380電動(dòng)機(jī)的額定電壓V7P03050.13電動(dòng)機(jī)的額定電流A8P03070.01電動(dòng)機(jī)的額定功率Kw9P031050電動(dòng)機(jī)的額定頻率Hz10P03111250電動(dòng)機(jī)的額定速度RPM11P07002選擇命令源（外部端子控制）12P070116數(shù)字端子1的功能（直接選擇+ON）13P070216數(shù)字端子1的功能（直接選擇+ON）14P070312數(shù)字端子2的功能（反向）15P10003選擇頻率設(shè)定值（固定頻率）16P100110設(shè)定固定頻率1的數(shù)值（10Hz）17P100240設(shè)定固定頻率2的數(shù)值（40Hz）18P10800電動(dòng)機(jī)最小頻率Hz19P108250電動(dòng)機(jī)最大頻率Hz20P11202斜坡上升時(shí)間s21P11212斜坡下降時(shí)間s22P39001結(jié)束快速調(diào)試第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制3.4案例2：直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)工作臺3.4.1步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制1.步進(jìn)電機(jī)：永磁式（PM），反應(yīng)式（VR）和混合式（HB）。2.永磁式步進(jìn)電機(jī)：一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步距角一般為7.5度或15度。

3.反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)：一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步距角一般為1.5度，但噪聲和振動(dòng)都很大。

4.混合式步進(jìn)電機(jī)：混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。它又分為兩相、三相和五相：兩相步距角為1.8度，而五相步距角為0.72度，三相步進(jìn)電機(jī)步矩角為1.2度。47第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制PLC與步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的連接

48第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制S7-200PLC-步進(jìn)電機(jī)電氣連接

49第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制3.4.2案例2總體說明1.任務(wù)要求為某企業(yè)設(shè)計(jì)一條工件自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)工作臺，用來在不同直線工位件運(yùn)送工件。根據(jù)客戶給出的技術(shù)要求，綜合考慮生產(chǎn)工藝、經(jīng)濟(jì)成本、機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制方式、環(huán)保水平等條件，設(shè)計(jì)出安全可靠、性價(jià)比好、易用性高的系統(tǒng)方案，并給出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙和控制程序。2.技術(shù)要求（1）工件外形尺寸：圓柱體，直徑300mm，高200mm；（2）上料方式：手動(dòng)上料，無需設(shè)計(jì)；（3）傳送方式：系統(tǒng)上電后自動(dòng)復(fù)位工作臺，采用滾珠絲桿傳動(dòng)方式，導(dǎo)程0.5mm，在兩個(gè)不同工位之間往復(fù)運(yùn)行；（4）控制系統(tǒng)：采用PLC作為下位機(jī)，安裝組態(tài)軟件的工控機(jī)作為上位機(jī)；（5）控制模式：全自動(dòng)啟?？刂疲蛏衔粰C(jī)遠(yuǎn)程控制；50第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制3.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本案例基于PLC、滾珠絲桿、步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)工作臺的定位控制，達(dá)到工作臺往復(fù)運(yùn)動(dòng)的功能。51第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制4.案例2的PLC程序設(shè)計(jì)程序由主程序Main、子程序SBR0、SBR1組成。52第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制3.5案例3：精確轉(zhuǎn)盤定位3.5.1電氣伺服運(yùn)動(dòng)控制思考：1.伺服系統(tǒng)有幾種控制模式？分別是？2.伺服系統(tǒng)一般有幾個(gè)控制環(huán)？分別是？

53第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制3.5案例3：精確轉(zhuǎn)盤定位3.5.2伺服運(yùn)動(dòng)控制的系統(tǒng)配置電氣伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主要涉及步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)的控制，其配置一般由伺服控制器、驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)元件(或稱執(zhí)行元件伺服電機(jī))組成。伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式一般是：控制裝置+驅(qū)動(dòng)器+伺服電機(jī)。

54第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制3.5案例3：精確轉(zhuǎn)盤定位3.5.3伺服驅(qū)動(dòng)器

55第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制3.5案例3：精確轉(zhuǎn)盤定位伺服驅(qū)動(dòng)與變頻驅(qū)動(dòng)的區(qū)別

56第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制3.5案例3：精確轉(zhuǎn)盤定位3.5.3伺服驅(qū)動(dòng)器---歐姆龍（OMRON）R88D-GT02H

57第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制3.5.4案例3總體說明1.任務(wù)要求為某企業(yè)設(shè)計(jì)一條工件加工旋轉(zhuǎn)工作臺，用來在圓周的不同角度上裝配工件。根據(jù)客戶給出的技術(shù)要求，綜合考慮生產(chǎn)工藝、經(jīng)濟(jì)成本、機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制方式、環(huán)保水平等條件，設(shè)計(jì)出安全可靠、性價(jià)比好、易用性高的系統(tǒng)方案，并給出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙和控制程序。2.技術(shù)要求（1）工件外形尺寸：圓柱體，直徑300mm，高200mm；（2）上料方式：手動(dòng)上料，無需設(shè)計(jì)；（3）傳送方式：系統(tǒng)上電后自動(dòng)復(fù)位工作臺，采用渦輪蝸桿減速傳動(dòng)方式，減速比30：1，圓周運(yùn)動(dòng)；（4）控制系統(tǒng)：采用PLC作為下位機(jī)，安裝組態(tài)軟件的工控機(jī)作為上位機(jī)；（5）控制模式：全自動(dòng)啟停控制，或上位機(jī)遠(yuǎn)程控制；58第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制3.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本案例基于PLC、渦輪蝸桿減速器、步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的定位控制，達(dá)到精確控制轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)角度的功能。59第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制4.案例3的PLC程序設(shè)計(jì)程序由主程序Main、子程序SBR0、SBR1、中斷程序HSC_INT和中斷程序INT0組成組成。60第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制4.案例3的PLC程序設(shè)計(jì)程序由主程序Main、子程序SBR0、SBR1、中斷程序HSC_INT和中斷程序INT0組成組成。61第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制3.6案例4：工件傳送加工生產(chǎn)線1.任務(wù)要求為某企業(yè)設(shè)計(jì)一條工件傳送加工生產(chǎn)線，將工件從原始工位快速并精確地傳送到裝配工位，進(jìn)行加工之后再快速返回原始工位。根據(jù)客戶給出的技術(shù)要求，綜合考慮生產(chǎn)工藝、經(jīng)濟(jì)成本、機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制方式、環(huán)保水平等條件，設(shè)計(jì)出安全可靠、性價(jià)比好、易用性高的系統(tǒng)方案，并給出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙和控制程序。2.技術(shù)要求（1）工件外形尺寸：圓柱體，直徑300mm，高200mm；（2）上料方式：手動(dòng)上料，無需設(shè)計(jì)；（3）傳送方式：系統(tǒng)上電后自動(dòng)復(fù)位工作臺，傳送機(jī)構(gòu)采用滾珠絲桿傳動(dòng)方式，導(dǎo)程0.5mm；加工工位采用伺服電機(jī)和渦輪蝸桿減速傳動(dòng)方式，減速比30：1；（4）控制系統(tǒng)：采用PLC作為下位機(jī)，安裝組態(tài)軟件的工控機(jī)作為上位機(jī)；（5）控制模式：全自動(dòng)啟?？刂疲蛏衔粰C(jī)遠(yuǎn)程控制；62第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制3.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本案例基于PLC、伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器、渦輪蝸桿減速器、步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)工件的傳送與加工控制，達(dá)到精確控制裝配工位位置和加工工位運(yùn)動(dòng)角度的功能。63運(yùn)動(dòng)控制與伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)及應(yīng)用

中國智能制造挑戰(zhàn)賽運(yùn)動(dòng)控制與伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)及應(yīng)用

第1章運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)

第2章機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制算法

第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制

第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制

第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)65第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.1SINAMICST-CPU功能說明4.1.1SINAMICST-CPU概述專業(yè)用于復(fù)雜運(yùn)動(dòng)控制工藝要求的S7-300CPU控制對象為：伺服電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，感應(yīng)電機(jī)，液壓比例閥等66第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.1.2SINAMICST-CPU的技術(shù)優(yōu)勢集成SIMATICS7PLC和SIMOTION運(yùn)動(dòng)控制器雙內(nèi)核，控制器間的數(shù)據(jù)交換由硬件完成，不需要用戶額外編制任何程序。SINAMICS驅(qū)動(dòng)器參數(shù)調(diào)試、運(yùn)動(dòng)控制程序編制、PLC邏輯程序編制，都是在工程師所熟悉的STEP7軟件平臺上完成。S7-TechLibrary，符合PLCopen標(biāo)準(zhǔn)，方便用戶直接使用現(xiàn)成的運(yùn)動(dòng)控制指令，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)。通過接口ProfibusDP（Drive）連接驅(qū)動(dòng)器。可以連接伺服、步進(jìn)、變頻器等多種驅(qū)動(dòng)器?？梢詫?shí)現(xiàn)開環(huán)、閉環(huán)、速度、位置等多種控制方式。最多32軸的精確速度控制。67第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.1.3SINAMICST-CPU的技術(shù)特點(diǎn)兩個(gè)集成的PROFIBUS接口：（1）DP/MPI接口，可參數(shù)化為MPI或DP接口（DP的主站或從站），用于連接其它SIMATICPLC系統(tǒng)組件。（2）DP（DRIVE）接口，優(yōu)化用于連接帶PROFIBUS的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，支持所有主要的西門子驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。DP（DRIVE）接口通過PROFIdrive行規(guī)V3認(rèn)證。其DP時(shí)鐘同步特性，可實(shí)現(xiàn)高速生產(chǎn)過程的高質(zhì)量位置同步控制。SIMATICS7-300T-CPU本體集成有高速輸入/輸出，用于運(yùn)動(dòng)控制工藝功能。68第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.1.3SINAMICST-CPU的技術(shù)特點(diǎn)靈活組建分布式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)通過ProfifibusDP組成分布式的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)；連接IM174接口模塊，通過ProfifibusDP組成分布式的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。69第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.1.4接口模塊IM174S7-300T-CPU通過IM174接口模塊，將非西門子的驅(qū)動(dòng)器、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)到西門子全集成自動(dòng)化（TIA,TotallyIntegratedAutomation）中，優(yōu)化系統(tǒng)成本。70第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.2

SINAMICSS120功能說明1.AC/AC單軸驅(qū)動(dòng)器：控制單元+功率模塊71控制單元：CU310DP或CU310PN功率模塊：PM340第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制2.DC/AC多軸驅(qū)動(dòng)器（1）控制單元：整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制部分；（2）電源模塊：將交流轉(zhuǎn)變成直流，并能實(shí)現(xiàn)能量回饋；（3）電機(jī)模塊（也稱功率模塊）：單軸或雙軸模塊，作為電機(jī)的供電電源；（4）傳感器模塊：將編碼器信號轉(zhuǎn)換成DRIVE-CLiQ可識別的信號，若電機(jī)含有DRIVE-CLiQ接口，則不需要此模塊；（5）直流＋24V電源模塊：用于系統(tǒng)的控制部分的供電；（6）端子模塊和選件板：根據(jù)需要可連接或插入I/O板和通訊板。72第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制2.DC/AC多軸驅(qū)動(dòng)器（1）控制單元CU320（2）電源模塊基本型（BLM）：整流單元，但無回饋功能。依靠連接制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻實(shí)現(xiàn)快速制動(dòng)；智能型（SLM）：整流回饋單元，直流母線電壓不可調(diào)；主動(dòng)型（ALM）：整流回饋單元，且直流母線電壓可調(diào)。（3）電機(jī)模塊電機(jī)模塊即逆變單元，分為書本型和裝機(jī)裝柜型。73第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制2.DC/AC多軸驅(qū)動(dòng)器74第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制2.DC/AC多軸驅(qū)動(dòng)器75第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.1SINAMICST-CPU與S120基本案例本案例所配置硬件如下：1個(gè)S7-300站點(diǎn)，由以下部分組成：1臺具有MPI接口的PG，并且該P(yáng)G已正確安裝了下列軟件包和調(diào)試工具：1根PROFIBUS電纜（通過MPI/DP接口將PG連接到CPU；1臺SINAMICSS120（通過DP接口連接到CPU317T-2DP）；1臺有增量編碼器的伺服電機(jī)；1臺有DRIVE-CLiQ接口和絕對編碼器的伺服電機(jī)。76第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.3.2組態(tài)CPU317T-2DP77第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.3.3更改MPI/DP接口的傳輸速率4.3.4DP（驅(qū)動(dòng)器）組態(tài)中至關(guān)重要的設(shè)置4.3.5生成技術(shù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)4.3.6使用HWConfig組態(tài)驅(qū)動(dòng)器78第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.3.7PG/PC接口的組態(tài)79第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.3.8將硬件組態(tài)下載到目標(biāo)硬件中80第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.3.9使用S7TConfig組態(tài)S120---181第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.3.9使用S7TConfig組態(tài)S120---282第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.3.9使用S7TConfig組態(tài)S120---383第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.3.9使用S7TConfig組態(tài)S120---484第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.3.9使用S7TConfig組態(tài)S120---585第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.3.9使用S7TConfig組態(tài)S120---686第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.3.9使用S7TConfig組態(tài)S120---787第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.3.9使用S7TConfig組態(tài)S120---888第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.3.9使用S7TConfig組態(tài)S120---989第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.3.9使用S7TConfig組態(tài)S120---1090第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.3.10使用S7TConfig組態(tài)軸---191第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.3.10使用S7TConfig組態(tài)軸---292第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制4.3.11創(chuàng)建技術(shù)DB4.3.12使用STEP7用戶程序控制軸在SIMATIC管理器中，打開示例項(xiàng)目“\Examples\PROJECT-CPU317T”。將以下列出的塊復(fù)制到項(xiàng)目中：OB1、FB100（SimplePositioning）、FB401（MC_Power）FB402（MC_Power）、FB405（MC_Halt）、FB410（MC_MoveAbsolute）DB100（IDB_SimplePositioning）、AxisData（用于控制軸的變量表）93運(yùn)動(dòng)控制與伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)及應(yīng)用

中國智能制造挑戰(zhàn)賽運(yùn)動(dòng)控制與伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)及應(yīng)用

第1章運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)

第2章機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制算法

第3章S7-200PLC伺服運(yùn)動(dòng)控制

第4章SINAMICST-CPU與S120的運(yùn)動(dòng)控制

第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)95第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.1運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)平臺---對象1實(shí)訓(xùn)平臺源自對工業(yè)領(lǐng)域典型生產(chǎn)加工過程的抽象提?。惶峁﹫A盤同步、直線同步和圓盤式飛剪及物料卷繞等被控對象；西門子S120以及S7-300T-CPU運(yùn)動(dòng)控制的綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。96第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.1運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)平臺---對象2實(shí)訓(xùn)平臺源自對工業(yè)領(lǐng)域典型生產(chǎn)加工過程的抽象提取；提供圓盤同步、直線同步和圓盤式飛剪及物料卷繞等被控對象；西門子S120以及S7-300T-CPU運(yùn)動(dòng)控制的綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。97第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.1運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)平臺---硬件配置98序號產(chǎn)品名稱與規(guī)格產(chǎn)品訂貨號數(shù)量1電源PM15076EP1333-4BA0012控制器CPU1516-3PN/DP6ES7516-3AN01-0AB013存儲卡MMC6ES7954-8LL03-0AA014數(shù)字量輸入模塊6ES7521-1BL00-0AB015數(shù)字量輸出模塊6ES7522-1BL01-0AB016模擬量輸入模塊6ES7531-7KF00-0AB017模擬量輸出模塊6ES7532-5HD00-0AB018工藝模塊TMPosInput26ES7551-1AB00-0AB019工藝模塊TMPTO46ES7553-1AA00-0AB01序號產(chǎn)品名稱產(chǎn)品訂貨號數(shù)量1控制單元CU320-2PN6SL3040-1MA01-0AA012存儲卡CF6SL3054-0EJ00-1BA013整流單元SLM6SL3130-6AE15-0AB114雙軸電機(jī)模塊DMM6SL3120-2TE13-0AD015單軸電機(jī)模塊SMM6SL3120-1TE13-0AD016伺服電機(jī)SERVO1FK7022-5AK71-1PA337TM156SL3055-0AA00-3FA01表1SIMATICS7-1500高級控制系統(tǒng)主要組成部分表2SINAMICSS120高性能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要組成部分序號部件名稱/參數(shù)名稱部件規(guī)格/參數(shù)數(shù)量1帶刻度圓盤（?。┲睆?118mm12帶刻度圓盤（大）直徑=180mm13同步皮帶（短）周長=590mm14同步皮帶（長）周長=632mm15電感式接近開關(guān)工作電壓=24VDC26伺服電機(jī)額定轉(zhuǎn)速=6000RPM27減速箱減速比=50:12序號部件名稱/參數(shù)名稱部件規(guī)格/參數(shù)數(shù)量1同步帶輪（小）節(jié)徑=22.28mm12同步帶輪（大）節(jié)徑=48.38mm13同步皮帶（短）周長=950mm14同步皮帶（長）周長=1912mm15同步帶輪圓心距（?。﹫A心距=440mm

6同步帶輪圓心距（大）圓心距=880mm

7電感式接近開關(guān)工作電壓=24VDC28伺服電機(jī)額定轉(zhuǎn)速=6000RPM39減速箱減速比=50:12序號部件名稱/參數(shù)名稱部件規(guī)格/參數(shù)數(shù)量1收卷輥?zhàn)畲笾睆?140mm最小直徑=76mm12放卷輥?zhàn)畲笾睆?140mm最小直徑=76mm13圓盤式飛剪剪切周長=45mm14張力傳感器測量范圍：0N-150N輸出電壓：0VDC-10VDC15增量型旋轉(zhuǎn)編碼器分辨率=1024PPR16旋轉(zhuǎn)編碼器輥直徑=50mm17對射式光電傳感器工作電壓=24VDC18伺服電機(jī)39減速箱減速比=50:13表4直線同步對象主要組成部分及規(guī)格參數(shù)表3圓盤同步對象主要組成部分及規(guī)格參數(shù)表5物料卷繞及飛剪對象主要組成部分及規(guī)格參數(shù)第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.1運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)平臺---產(chǎn)品展示99第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.1運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)平臺---網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)100第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.1運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)平臺---網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)101第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.1運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)平臺---產(chǎn)品應(yīng)用102第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.1運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)平臺---工程軟件103第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解本運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件組成及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；2.了解以太網(wǎng)通訊方式；3.了解PROFIBUSDP通訊方式；4.掌握STEP7軟件的基本操作；5.掌握西門子STEP7軟件平臺上硬件組態(tài)的方法；6.掌握識別設(shè)備以及閱讀設(shè)備訂貨信息（型號、訂貨號等信息）的能力。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備連接網(wǎng)線到電腦，檢查傳感器接口是否正確，打開設(shè)備電源。104第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理1.MCCT的硬件組成及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)105第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理2.主要硬件介紹106PLC模塊IM741模塊第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理2.主要硬件介紹107S120多軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)四、實(shí)驗(yàn)步驟1.新建項(xiàng)目108第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)四、實(shí)驗(yàn)步驟2.添加CPU109第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)四、實(shí)驗(yàn)步驟3.主機(jī)架硬件組態(tài)110第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)四、實(shí)驗(yàn)步驟4.接口模塊IM174組態(tài)配置111第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)四、實(shí)驗(yàn)步驟4.接口模塊IM174組態(tài)配置112第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)四、實(shí)驗(yàn)步驟5.S120驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行硬件配置113第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)四、實(shí)驗(yàn)步驟6.保存與編譯完成后下載硬件配置114第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)四、實(shí)驗(yàn)步驟6.保存與編譯完成后下載硬件配置115第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)四、實(shí)驗(yàn)步驟7.進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)路由配置---1116第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)四、實(shí)驗(yàn)步驟7.進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)路由配置---2117第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)四、實(shí)驗(yàn)步驟7.進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)路由配置---3118第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)四、實(shí)驗(yàn)步驟8.保存與編譯后下載路由配置（DP接口配置完成）119第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)四、實(shí)驗(yàn)步驟9.PN接口的S120硬件組態(tài)---1120第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)四、實(shí)驗(yàn)步驟9.PN接口的S120硬件組態(tài)---2121第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)四、實(shí)驗(yàn)步驟9.PN接口的S120硬件組態(tài)---3122第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)四、實(shí)驗(yàn)步驟9.PN接口的S120硬件組態(tài)---4123第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)四、實(shí)驗(yàn)步驟9.PN接口的S120硬件組態(tài)---5124第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.2實(shí)驗(yàn)一MCCT系統(tǒng)硬件組態(tài)五、思考1.若在硬件組態(tài)時(shí)將CPU的版本號組態(tài)錯(cuò)誤，在下載程序時(shí)能成功嗎，會有什么影響？2.S120與300TCPU在分別采用DP、PN兩種通訊方式時(shí)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有何區(qū)別？3.根據(jù)上述基于ProfibusDP通訊方式的組態(tài)過程，自行新建項(xiàng)目，完成基于以太網(wǎng)通訊的硬件組態(tài)，并進(jìn)行通訊測試。125第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.3實(shí)驗(yàn)二在線配置驅(qū)動(dòng)器以及電機(jī)檢測一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)組成；2.了解S120電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的調(diào)試方法；3.了解S120的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；4.掌握Starter的基本使用。5.掌握通過starter在線配置電機(jī)。6.掌握基本的電機(jī)試車驅(qū)動(dòng)方法。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備打開一個(gè)硬件設(shè)備組態(tài)成功的項(xiàng)目（本章5.2實(shí)驗(yàn)一完成后項(xiàng)目），保證硬件設(shè)備連接正常，設(shè)備上電，連接上調(diào)試計(jì)算機(jī)。126第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.3實(shí)驗(yàn)二在線配置驅(qū)動(dòng)器以及電機(jī)檢測三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理1.S120DC-AC驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)127第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.3實(shí)驗(yàn)二在線配置驅(qū)動(dòng)器以及電機(jī)檢測三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理2.工程的上傳下載128第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.3實(shí)驗(yàn)二在線配置驅(qū)動(dòng)器以及電機(jī)檢測四、實(shí)驗(yàn)步驟1.在線設(shè)備---1129第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.3實(shí)驗(yàn)二在線配置驅(qū)動(dòng)器以及電機(jī)檢測四、實(shí)驗(yàn)步驟1.在線設(shè)備---2130第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.3實(shí)驗(yàn)二在線配置驅(qū)動(dòng)器以及電機(jī)檢測四、實(shí)驗(yàn)步驟1.在線設(shè)備---3131第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.3實(shí)驗(yàn)二在線配置驅(qū)動(dòng)器以及電機(jī)檢測四、實(shí)驗(yàn)步驟2.恢復(fù)出廠設(shè)置132第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.3實(shí)驗(yàn)二在線配置驅(qū)動(dòng)器以及電機(jī)檢測四、實(shí)驗(yàn)步驟3.參數(shù)的自動(dòng)配置133第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.3實(shí)驗(yàn)二在線配置驅(qū)動(dòng)器以及電機(jī)檢測四、實(shí)驗(yàn)步驟3.參數(shù)的自動(dòng)配置134第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.3實(shí)驗(yàn)二在線配置驅(qū)動(dòng)器以及電機(jī)檢測四、實(shí)驗(yàn)步驟4.通過控制面板檢查電機(jī)運(yùn)行狀況---1135第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.3實(shí)驗(yàn)二在線配置驅(qū)動(dòng)器以及電機(jī)檢測四、實(shí)驗(yàn)步驟4.通過控制面板檢查電機(jī)運(yùn)行狀況---2136第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.3實(shí)驗(yàn)二在線配置驅(qū)動(dòng)器以及電機(jī)檢測四、實(shí)驗(yàn)步驟4.通過控制面板檢查電機(jī)運(yùn)行狀況---3137第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.3實(shí)驗(yàn)二在線配置驅(qū)動(dòng)器以及電機(jī)檢測四、實(shí)驗(yàn)步驟4.通過控制面板檢查電機(jī)運(yùn)行狀況---4138第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.3實(shí)驗(yàn)二在線配置驅(qū)動(dòng)器以及電機(jī)檢測四、實(shí)驗(yàn)步驟4.通過控制面板檢查電機(jī)運(yùn)行狀況---5139第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.3實(shí)驗(yàn)二在線配置驅(qū)動(dòng)器以及電機(jī)檢測四、實(shí)驗(yàn)步驟4.通過控制面板檢查電機(jī)運(yùn)行狀況---6140第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.3實(shí)驗(yàn)二在線配置驅(qū)動(dòng)器以及電機(jī)檢測四、實(shí)驗(yàn)步驟4.通過控制面板檢查電機(jī)運(yùn)行狀況---7141第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.3實(shí)驗(yàn)二在線配置驅(qū)動(dòng)器以及電機(jī)檢測五、思考1.以太網(wǎng)、profinet、Drive-CLIQ的區(qū)別。2.如果改變Drive-CliQ接線的順序還能不能正常使用自動(dòng)配置的信息。如果不能使用，修改拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并下載調(diào)試。142第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.4實(shí)驗(yàn)三利用外部開關(guān)控制電機(jī)啟停一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解外部開關(guān)與本系統(tǒng)的硬件連接；2.掌握工程的上傳下載；3.掌握實(shí)軸的速度配置方法；4.掌握使用外部開關(guān)在S120中組態(tài)控制電機(jī)的啟停。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備本章5.3實(shí)驗(yàn)二的項(xiàng)目文件，保證硬件設(shè)備連接正常，設(shè)備上電，連接上調(diào)試計(jì)算機(jī)。143第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.4實(shí)驗(yàn)三利用外部開關(guān)控制電機(jī)啟停三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理1.面板開關(guān)與CU數(shù)字量輸入輸出人機(jī)交互面板裝有20個(gè)雙位置開關(guān)，其中的16個(gè)開關(guān)接入至控制單CU320-2PN，4個(gè)開關(guān)接入至低壓配電系統(tǒng)的端子排中。在線設(shè)備，打開CU的Inputs/Outputs，實(shí)時(shí)顯示開關(guān)狀態(tài)。144向上：自鎖開關(guān)向下：點(diǎn)動(dòng)開關(guān)第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.4實(shí)驗(yàn)三利用外部開關(guān)控制電機(jī)啟停三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理1.面板開關(guān)與CU數(shù)字量輸入輸出打開Control_Unit的Expertlist，找到r722，點(diǎn)開前面的加號，可以看到r722.0到r722.21對應(yīng)從輸入輸出端子映射到專家列表。撥動(dòng)開關(guān)DI0，r722.0從Low變?yōu)镠igh。145向上：自鎖開關(guān)向下：點(diǎn)動(dòng)開關(guān)第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.4實(shí)驗(yàn)三利用外部開關(guān)控制電機(jī)啟停四、實(shí)驗(yàn)步驟1.配置參數(shù)P840146第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.4實(shí)驗(yàn)三利用外部開關(guān)控制電機(jī)啟停四、實(shí)驗(yàn)步驟1.配置參數(shù)P840147第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.4實(shí)驗(yàn)三利用外部開關(guān)控制電機(jī)啟停四、實(shí)驗(yàn)步驟2.電機(jī)速度設(shè)定值配置148第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.4實(shí)驗(yàn)三利用外部開關(guān)控制電機(jī)啟停四、實(shí)驗(yàn)步驟2.電機(jī)速度設(shè)定值配置五、思考1.通過Trace記錄不同速度下電壓電流轉(zhuǎn)速的時(shí)域圖。149第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.5實(shí)驗(yàn)四通過基本定位的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行速度位置控制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解外部開關(guān)與本系統(tǒng)的硬件連接；2.掌握工程的上傳下載；3.掌握實(shí)軸的速度配置方法；4.掌握使用外部開關(guān)在S120中組態(tài)控制電機(jī)的啟停。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備本章5.3實(shí)驗(yàn)二的項(xiàng)目文件，保證硬件設(shè)備連接正常，設(shè)備上電，連接上調(diào)試計(jì)算機(jī)。150第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.5實(shí)驗(yàn)四通過基本定位的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行速度位置控制三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理1.位置給定伺服驅(qū)動(dòng)器自身有電流環(huán)和速度環(huán)，位置需要從上層控制系統(tǒng)給定，可以來自SIMOTION控制器或PLC。151第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.5實(shí)驗(yàn)四通過基本定位的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行速度位置控制三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理2.軸的類型152第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.5實(shí)驗(yàn)四通過基本定位的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行速度位置控制四、實(shí)驗(yàn)步驟1.激活基本定位功能---1153第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.5實(shí)驗(yàn)四通過基本定位的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行速度位置控制四、實(shí)驗(yàn)步驟1.激活基本定位功能---2154第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.5實(shí)驗(yàn)四通過基本定位的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行速度位置控制四、實(shí)驗(yàn)步驟1.激活基本定位功能---3155第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.5實(shí)驗(yàn)四通過基本定位的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行速度位置控制四、實(shí)驗(yàn)步驟1.激活基本定位功能---4156第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.5實(shí)驗(yàn)四通過基本定位的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行速度位置控制四、實(shí)驗(yàn)步驟1.激活基本定位功能---5157第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.5實(shí)驗(yàn)四通過基本定位的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行速度位置控制四、實(shí)驗(yàn)步驟1.激活基本定位功能---6158第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.5實(shí)驗(yàn)四通過基本定位的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行速度位置控制四、實(shí)驗(yàn)步驟2.使用EPOSjog功能---1159第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.5實(shí)驗(yàn)四通過基本定位的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行速度位置控制四、實(shí)驗(yàn)步驟2.使用EPOSjog功能---2160第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.5實(shí)驗(yàn)四通過基本定位的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行速度位置控制JOG設(shè)置參數(shù)說明：（1）兩個(gè)點(diǎn)動(dòng)命令，使能分別為P2589/P2590。（2）點(diǎn)動(dòng)方式有兩種：速度模式和位置模式。由P2591控制。（3）速度模式(travelendless)：點(diǎn)動(dòng)按鈕按下，軸以設(shè)定的速度以及限位中設(shè)置的加減速度運(yùn)行直至按鈕釋放。其中速度由P2585/P2586給定。（4）位置模式(travelincremental)：點(diǎn)動(dòng)按鈕按下并保持，軸以設(shè)定的速度運(yùn)行固定長的距離自動(dòng)停止。其中相對位置由P2587/P2588指定。（5）若兩個(gè)點(diǎn)動(dòng)都啟動(dòng)，則軸保持運(yùn)行在先給的點(diǎn)動(dòng)命令。五、思考1.啟動(dòng)后再改變速度點(diǎn)動(dòng)功能的速度會不會即時(shí)改變。2.點(diǎn)動(dòng)位置后還未結(jié)束上一段指令再給出新指令是電機(jī)是何種運(yùn)行狀態(tài)，用trace監(jiān)控位置觀察波形圖。161第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.6實(shí)驗(yàn)五通過基本定位實(shí)現(xiàn)回零一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解伺服電機(jī)回零的各種模式的區(qū)別；2.了解各回零方式的回零參數(shù)含義；3.掌握實(shí)軸回零的操作；4.掌握回零參數(shù)、參考信號的設(shè)置。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備本章5.4實(shí)驗(yàn)四完成后的項(xiàng)目文件（將外部開關(guān)恢復(fù)），保證硬件設(shè)備連接正常，設(shè)備上電，連接上調(diào)試計(jì)算機(jī)。162第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.5實(shí)驗(yàn)四通過基本定位的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行速度位置控制三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理1.回零的外部接口163第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.5實(shí)驗(yàn)四通過基本定位的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行速度位置控制三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理2.回零方式回零同樣分為主動(dòng)回零/被動(dòng)回零：164主動(dòng)回零三種方式：（1）僅用編碼器零標(biāo)志位（EncoderZeromark）回零；（2）僅用外部零標(biāo)志（ExternalZeromark）回零；（3）使用接近開關(guān)+編碼器零標(biāo)志位（Homingoutputcam+Zeromark）回零。第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.5實(shí)驗(yàn)四通過基本定位的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行速度位置控制四、實(shí)驗(yàn)步驟1.主動(dòng)回零的外部cam＋Zeromark舉例。（1）連接p840到觸摸屏的開關(guān)DI2即r722.2。165第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.5實(shí)驗(yàn)四通過基本定位的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行速度位置控制四、實(shí)驗(yàn)步驟1.主動(dòng)回零的外部cam＋Zeromark舉例。（2）從左側(cè)導(dǎo)航欄找到homing，回零開始連接到r722.0。如果沒有外部cam，可以用一個(gè)開關(guān)代替，這里是連到r722.1。166第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.5實(shí)驗(yàn)四通過基本定位的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行速度位置控制四、實(shí)驗(yàn)步驟1.主動(dòng)回零的外部cam＋Zeromark舉例。（3）設(shè)置回零時(shí)的各個(gè)速度以及偏移量等167第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.5實(shí)驗(yàn)四通過基本定位的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行速度位置控制四、實(shí)驗(yàn)步驟2.主動(dòng)回零的編碼器零脈沖回零設(shè)置各過程的速度、偏移量、限定值。168第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.5實(shí)驗(yàn)四通過基本定位的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行速度位置控制四、實(shí)驗(yàn)步驟3.主動(dòng)回零的外部零點(diǎn)回零設(shè)置各過程的速度、偏移量、限定值，外部零點(diǎn)位這里選擇的是DI/DO9為對象一的一個(gè)光點(diǎn)距離傳感器。169第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.5實(shí)驗(yàn)四通過基本定位的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行速度位置控制四、實(shí)驗(yàn)步驟4.直接設(shè)定參考點(diǎn)(SetReference)通過用戶程序可設(shè)置任意位置為坐標(biāo)原點(diǎn)。連接一數(shù)字量輸入點(diǎn)至參數(shù)p2596作為設(shè)置參考點(diǎn)信號位，該位上升沿有效。使能電機(jī)p840置1，p2596置1，把當(dāng)前位置設(shè)置為p2599中設(shè)定的值，如p2599=0則r2521=0。五、思考1.如果回零速度快一些或者慢一些對于回零的效果有何影響？2.修改各個(gè)偏移量看回零的效果如何。3.使用trace保存回零過程的曲線。170第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.7實(shí)驗(yàn)六通過基本定位實(shí)現(xiàn)電機(jī)的簡單邏輯控制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解S120基本定位的程序步原理；2.掌握S120程序步的使用并進(jìn)行簡單的邏輯控制。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)四完成后項(xiàng)目文件（將外部開關(guān)恢復(fù)），保證硬件設(shè)備連接正常，設(shè)備上電，連接上調(diào)試計(jì)算機(jī)。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理程序步最多可以有64個(gè)步驟，具體步驟的執(zhí)行順序和內(nèi)容按照預(yù)先設(shè)定的執(zhí)行表執(zhí)行。171第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.7實(shí)驗(yàn)六通過基本定位實(shí)現(xiàn)電機(jī)的簡單邏輯控制三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理172第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.7實(shí)驗(yàn)六通過基本定位實(shí)現(xiàn)電機(jī)的簡單邏輯控制四、實(shí)驗(yàn)步驟1.配置使能控制端173第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.7實(shí)驗(yàn)六通過基本定位實(shí)現(xiàn)電機(jī)的簡單邏輯控制四、實(shí)驗(yàn)步驟2.配置程序步操作過程（1）按順序?qū)⒉襟E、job、parameter、mode，position，velocity，acceleration，deceleration，advance，hide，逐一修改（2）使能電機(jī)p840置1，p2631置1,驅(qū)動(dòng)器就會按照預(yù)先設(shè)定好的步驟和內(nèi)容進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，停止需要將p2640或p2641置1進(jìn)行停止。174第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.7實(shí)驗(yàn)六通過基本定位實(shí)現(xiàn)電機(jī)的簡單邏輯控制四、實(shí)驗(yàn)步驟2.配置程序步操作過程（3）下圖是一個(gè)簡單定位的一個(gè)示例。先走到絕對位置150000LU之后再回到20000LU的位置再回到0LU的位置再走到100000LU的位置。注意：在使用絕對位置時(shí)，最好先將電機(jī)回零位。（4）完成如下順序操作走到絕對位置5000lu，走相對位置5000lu，暫停3秒鐘，走到絕對位置0lu。175第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.7實(shí)驗(yàn)六通過基本定位實(shí)現(xiàn)電機(jī)的簡單邏輯控制五、思考1.如何先讓電機(jī)正轉(zhuǎn)數(shù)秒后跳轉(zhuǎn)到10000lu的位置。2.不同停止模式實(shí)際效果有何不同？176第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.8實(shí)驗(yàn)七轉(zhuǎn)矩控制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制；2.了解矢量控制和伺服控制的區(qū)別；3.掌握使用S120進(jìn)行簡單的轉(zhuǎn)矩控制。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備本章5.3實(shí)驗(yàn)二完成后的項(xiàng)目文件，保證硬件設(shè)備連接正常，設(shè)備上電，連接上調(diào)試計(jì)算機(jī)。177第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.8實(shí)驗(yàn)七轉(zhuǎn)矩控制三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理矢量控制方式與伺服控制方式178第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.8實(shí)驗(yàn)七轉(zhuǎn)矩控制三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理矢量控制方式與伺服控制方式179第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.8實(shí)驗(yàn)七轉(zhuǎn)矩控制四、實(shí)驗(yàn)步驟1.建立矢量軸（1）將S120恢復(fù)出廠設(shè)置，重新自動(dòng)識別伺服電機(jī)建軸，這里要建矢量軸。180第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.8實(shí)驗(yàn)七轉(zhuǎn)矩控制四、實(shí)驗(yàn)步驟1.建立矢量軸（2）新建的軸就都變成vector。需要注意雙軸驅(qū)動(dòng)器模塊上的兩個(gè)電機(jī)必須都是同一種電機(jī)類型，即同為vector或者同為SERVO181第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.8實(shí)驗(yàn)七轉(zhuǎn)矩控制四、實(shí)驗(yàn)步驟2.轉(zhuǎn)矩設(shè)置（1）從左側(cè)找到torquesetpoints，將additionaltorque1連接到p2900。182第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.8實(shí)驗(yàn)七轉(zhuǎn)矩控制四、實(shí)驗(yàn)步驟2.轉(zhuǎn)矩設(shè)置（2）將speed/torque置1。該位是做速度轉(zhuǎn)矩模式選擇，置0是速度模式，置1是轉(zhuǎn)矩模式。183第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.8實(shí)驗(yàn)七轉(zhuǎn)矩控制四、實(shí)驗(yàn)步驟3.配置參數(shù)P840（1）將p840連接到r722.0，使能電機(jī)。184第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.8實(shí)驗(yàn)七轉(zhuǎn)矩控制四、實(shí)驗(yàn)步驟3.配置參數(shù)P840（2）打開專家列表，找到p2900，從1%逐步加大，由于所帶負(fù)載不同，轉(zhuǎn)矩的百分比也不同，本實(shí)驗(yàn)中加到9%就剛好電機(jī)轉(zhuǎn)起來，加到10%電機(jī)就會飛車（由于電機(jī)幾乎是空載狀態(tài)）。185第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.8實(shí)驗(yàn)七轉(zhuǎn)矩控制四、實(shí)驗(yàn)步驟4.Trace監(jiān)控電機(jī)狀態(tài)值（1）打開Trace，將電機(jī)的電流，轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速，三個(gè)變量添加到監(jiān)控列表內(nèi)186第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.8實(shí)驗(yàn)七轉(zhuǎn)矩控制四、實(shí)驗(yàn)步驟4.Trace監(jiān)控電機(jī)狀態(tài)值（2）監(jiān)控后啟動(dòng)電機(jī)，施加阻力后可以觀察到電流轉(zhuǎn)矩仍保持在原來的震蕩區(qū)間沒有明顯變化，轉(zhuǎn)速明顯變小，撤銷阻力后電機(jī)轉(zhuǎn)速恢復(fù)到之前的數(shù)值。187第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.8實(shí)驗(yàn)七轉(zhuǎn)矩控制五、思考1.永磁同步電機(jī)的電流與轉(zhuǎn)矩是什么樣的關(guān)系？2.優(yōu)化電機(jī)參數(shù)使輸出轉(zhuǎn)矩更加平穩(wěn)。188第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.9實(shí)驗(yàn)八工藝軸的添加測試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解虛擬軸的使用原理；2.掌握虛擬軸的建立方法；3.掌握虛擬軸的測試方法。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備本章5.3實(shí)驗(yàn)二完成后的項(xiàng)目文件，保證硬件設(shè)備連接正常，設(shè)備上電，連接上調(diào)試計(jì)算機(jī)。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理SIMATIC-CPU中集成了工藝技術(shù)和運(yùn)動(dòng)控制。189第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.9實(shí)驗(yàn)八工藝軸的添加測試四、實(shí)驗(yàn)步驟1.建立報(bào)文（1）重新建立一個(gè)項(xiàng)目，硬件組態(tài)后，只識別電機(jī)然后配置報(bào)文。在S120上單擊右鍵找到Communication-Telegramconfiguration。190第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.9實(shí)驗(yàn)八工藝軸的添加測試四、實(shí)驗(yàn)步驟1.建立報(bào)文（2）伺服軸用的是105號報(bào)文。發(fā)送和接受都是10個(gè)字，顯示的Inputdata和Outputdata都是相對PLC而言的。TM15只用1個(gè)輸入字。CU配置2個(gè)輸入，2個(gè)輸出。191第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.9實(shí)驗(yàn)八工藝軸的添加測試四、實(shí)驗(yàn)步驟1.建立報(bào)文（2）伺服軸用的是105號報(bào)文。發(fā)送和接受都是10個(gè)字，顯示的Inputdata和Outputdata都是相對PLC而言的。TM15只用1個(gè)輸入字。CU配置2個(gè)輸入，2個(gè)輸出。192第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.9實(shí)驗(yàn)八工藝軸的添加測試四、實(shí)驗(yàn)步驟1.建立報(bào)文（3）點(diǎn)選Setupaddresses，配置確認(rèn)，與硬件組態(tài)的配置進(jìn)行匹配，組態(tài)完成后，紅嘆號的位置變?yōu)樗{(lán)色的對勾，地址也自動(dòng)分配好。193第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.9實(shí)驗(yàn)八工藝軸的添加測試四、實(shí)驗(yàn)步驟1.建立報(bào)文（4）保存編譯，下載。194第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.9實(shí)驗(yàn)八工藝軸的添加測試四、實(shí)驗(yàn)步驟1.建立報(bào)文（5）回到starter的界面，selecttargetdevices，將technology勾選上，單擊ok，再次下載。195第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.9實(shí)驗(yàn)八工藝軸的添加測試四、實(shí)驗(yàn)步驟2.建立虛擬軸（1）離線后左側(cè)欄內(nèi)找到Insertaxis，雙擊插入虛擬軸，這里選擇了Speedcontrol、positioning。196第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.9實(shí)驗(yàn)八工藝軸的添加測試四、實(shí)驗(yàn)步驟2.建立虛擬軸（2）選擇電機(jī)的形式：linear、rotary；Electrical、Hydraulic、Virtual。單擊Configureunits可以修改單位。單擊Next進(jìn)入下一步。197第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.9實(shí)驗(yàn)八工藝軸的添加測試四、實(shí)驗(yàn)步驟2.建立虛擬軸（3）選擇該虛擬軸對應(yīng)的實(shí)軸，以及該電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。198第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.9實(shí)驗(yàn)八工藝軸的添加測試四、實(shí)驗(yàn)步驟2.建立虛擬軸（4）設(shè)置編碼器的各項(xiàng)參數(shù)。199第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.9實(shí)驗(yàn)八工藝軸的添加測試四、實(shí)驗(yàn)步驟2.建立虛擬軸（5）在虛擬軸中配置減速比，左側(cè)導(dǎo)航欄找到剛建的Axis_1，在Mechanics選項(xiàng)修改減速比，本教學(xué)設(shè)備使用的是50：1的減速箱，即電機(jī)旋轉(zhuǎn)50圈，負(fù)載轉(zhuǎn)1圈。電機(jī)端寫50。完成修改。200第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.9實(shí)驗(yàn)八工藝軸的添加測試四、實(shí)驗(yàn)步驟2.建立虛擬軸（6）在線下載剛才的配置。201第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.9實(shí)驗(yàn)八工藝軸的添加測試四、實(shí)驗(yàn)步驟3.添加變量表202第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.9實(shí)驗(yàn)八工藝軸的添加測試四、實(shí)驗(yàn)步驟4.使能PQ（1）使能設(shè)置203第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.9實(shí)驗(yàn)八工藝軸的添加測試四、實(shí)驗(yàn)步驟4.使能PQ（2）測試虛擬軸204第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.9實(shí)驗(yàn)八工藝軸的添加測試四、實(shí)驗(yàn)步驟4.使能PQ（3）啟動(dòng)、停止虛擬軸205第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.9實(shí)驗(yàn)八工藝軸的添加測試四、實(shí)驗(yàn)步驟4.使能PQ（4）虛擬軸控制結(jié)束后，切記，點(diǎn)擊Giveupcontrolpriority，放棄控制優(yōu)先級，關(guān)閉VariableTable的EnablePeripheralOutput。五、思考1.虛擬軸和實(shí)軸是如何對應(yīng)的？206第5章運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)訓(xùn)5.10實(shí)驗(yàn)九基本工藝