西门子PLC多轴运动控制平台推荐方案
基于西门子S7—200PLC的小车自动往返运动系统分析
基于西门子S7—200PLC的小车自动往返运动系统分析在日常生活中的生产车间由于工作台的面积有限，这就要求有一运料的小车能及时的将成品运到指定的成品車间，由于操作工人对工作的熟练程度不同等原因，将会使工作台上的成品数量不同，这就要求操作工根据自己的需要及时呼来装料小车将成品运走。
小车需要将每个工作台上的成品都及时运走，这就要求小车在每个工作台的限时限量的装货。
但由于每个工作台的呼叫都是随机的，因此，小车运行及停靠应该是根据工作台的呼叫而决定的，而不是按预先设定的顺序依次运行，这样就提高了小车的效率。
实现了一定的车间智能化，提高了系统的可靠性，节约了一定的人力资源。
标签：自动往返限时限量控制程序一、控制任务及要求1.每个工作台都有一个呼叫按扭。
当需要小车过来装袋时，按一下按扭，系统接到呼叫信号就登记下来，同时通过点亮记忆灯来表示呼叫信号已接到。
智能运料小车就会通过程序判断自己的闲忙程度来确定到来的具体时间。
原则是谁先登记先接谁，不能截车。
2.封装打包时有以下基本要求。
每次最多装20袋，每次最多停留10秒，如果不到10秒种就把20袋都装完了，这时如果有其他工作呼叫，我们就控制小车运行。
如用尽10秒时间到小车仍然装不到20袋。
此时如果出现或者早已有呼叫信号，小车也会立即运行离开。
3.如果20袋货物已经装完了，等待10秒钟的时间也到了，此时如果没有其他的工作台呼叫小车，本个工作台可以继续装运货物，注意一旦有其他的工作台呼叫小车，小车立运行到达呼叫的工作台。
4.本系统增加数码指示，可以实时监测用数码管显示小车的停止位置。
5.呼叫信号要遵从先呼先去原则。
不能顺向截车，只要车上的货物达到60袋，小车此时直接到达卸料区，不再响应其他工作台的呼叫，但是小车要存储他们的呼叫顺序直到小车卸完料后再按顺序工作装料。
6.本系统设有一个启动按钮，一个停止按钮。
7.工作台和工作台之间的距离通过旋转编码器测量小车运行距离。
设定每4个工作台加一个成品装卸库。
《西门子PLC高级项目应用》第1章 工作台运动控制
MC_Reset指令
指令名称：确认故障
功能：用来确认“伴随轴停止出现的运 行错误”和“组态错误”。
使用要点：Execute用上升沿触发。
MC_Halt指令
指令名称：停止轴运行指令
功能：停止所有运动并以组态的减速度停 止轴。
使用技巧：常用MC_Halt指令来停止通过 MC_MoveVelocity指令触发的轴的运行。
扩展参数—主动回原点
①输入原点开关：设置原点开关的DI输入点。
②选择电平：选择原点开关的有效电平，也就是当 轴碰到原点开关时，该原点开关对应的DI点是高电 平还是低电平。
③允许硬件限位开关处自动反转：如果轴在回原点 的一个方向上没有碰到原点，则需要使能该选项， 这样轴可以自动调头，向反方向寻找原点。
基本参数—驱动器
①硬件接口： a 选择脉冲发生器：选择在“设备视图”中已组态的PTO。 b 信号类型：分成4种（前面已介绍过）。在这里以PTO（脉冲A 和方向B）为例进行说明。 c 脉冲输出：根据实际配置，自由定义脉冲输出点；或是选择系 统默认脉冲输出点。 d 激活方向输出：是否使能方向控制位。 e 方向输出：根据实际配置，自由定义方向输出点；或是选择系 统默认方向输出点。 f 设备组态：跳转到“设备视图”，回到CPU设备属性修改组态。 ②驱动装置的使能和反馈 g 选择使能输出：该使能信号的作用是让驱动器通电 h 选择就绪输入：驱动器在接收到使能信号之后准备好开始执行 运动时会向 CPU 发送“驱动器准备就绪”(Drive ready) 信号。
扩展参数—主动回原点
⑥逼近速度：寻找原点开关的起始速度，当程序中触发了MC_Home指令后，轴立即以“逼近速度”运行来寻 找原点开关。 ⑦参考速度：最终接近原点开关的速度，当轴第一次碰到原点开关有效边沿儿后运行的速度，也就是触发了 MC_Home指令后，轴立即以“逼近速度”运行来寻找原点开关，当轴碰到原点开关的有效边沿后轴从“逼近 速度”切换到“参考速度”来最终完成原点定位。“参考速度”要小于“逼近速度”，“参考速度”和“逼近 速度”都不宜设置的过快。在可接受的范围内，设置较慢的速度值。
基于PLC的组合机床控制系统设计
基于PLC的组合机床控制系统设计摘要：在当今社会会环境中，许多的生产车间和工厂都在使用各类的自动化生产机器，仪器和工具为了可以在生产高质量的产品的同时节约时间，节省人力、物力的浪费从而使得经济收益最大化。
由于这些自动化设备都属于非标设备所以在生产车间中我们需要对这些自动化设备所需的零部件进行加工，而实现零部件加工的工具就是机床。
作为非标生产行业的设备，普通的机床大部分时间需要人为操作，也花费了更多的时间，所以我们需要生产效率更高，拥有半自动甚至是自动化的组合机床，组合机床就是多工位机床。
在组合机床中往往会配备生产非标项目所需的特制部件以及夹具。
组合机床往往能达到多工位、多线、非单一操作的加工流程是未来生产行业必不可少的仪器、设备。
关键词：PLC；组态王；多工位；机床1.总体方案设计1.1基本功能本篇文章设计规划的基于PLC的组合机床控制系统实现了，上料/下料、钻孔、扩孔、铰孔四种动作，这四种动作是机床加工最基本的功能。
下面就是对四工位组合机床的PLC仿真与控制系统的功能进行简单的介绍。
（1）对被加工工件进行上下料、钻孔、扩孔、铰孔，四个动作的加工。
（2）系统具备自动运行和手动运行两种运行方式，运行状态指示灯通过亮的灯不同的系统运行状态。
（3）系统发生故障时，发出声音和灯光报警，达到硬件保护和警示作用。
1.2工作原理本次设计的基于PLC的组合机床控制系统主要由PLC、HMI（人机界面）、位置和故障检测、刀具驱动机构（电机和液压）、运行和报警指示等几部分组成。
当PLC检测到机加工位有元工件时，然后钻孔工位、扩孔工位、铰孔工位对工件进行加工，加工完成再回到原始工位，取走工件，然后等待下一个工件的到来。
如果PLC检测到系统故障，系统会启动自我保护功能（自动运行将不能运行或启动），同时发出报警以引起工作人员的注意。
在整个运行过程中，系统执行件的每个状态都会显示在触摸屏（HMI）上，进行人机交互。
2.设计方案2.1控制系统电源的设计本设计系统中供电电源为交流380V，PLC的供电电源为交流220V，使用隔离变压器为其供电，PLC输入/输出回路的电源为直流24V，选用交流220V/直流24V直流稳压电源。
S7-1200运动控制
S7-1200运动控制S7-1200运动控制根据连接驱动方式不同，分成三种控制方式，如下图所示1、PROFIdrive：S7-1200 PLC通过基于PROFIBUS/PROFINET的PROFIdrive方式与支持PROFIdrive的驱动器连接，进行运动控制。
2、PTO：S7-1200 PLC通过发送PTO脉冲的方式控制驱动器，可以是脉冲+方向、A/B正交、也可以是正/反脉冲的方式。
3、模拟量：S7-1200 PLC通过输出模拟量来控制驱动器。
对于固件V4.0及其以下的S7-1200CPU来说，运动控制功能只有PTO这一种方式。
目前为止，1个S7-1200 PLC最多可以控制4个PTO轴，该数值不能扩展。
S7-1200 运动控制—PROFI drive控制方式PROFI drive 是通过PROFIBUS DP和PROFINET IO 连接驱动装置和编码器的标准化驱动技术配置文件。
支持PROFI drive 配置文件的驱动装置都可根据PROFI drive 标准进行连接。
控制器和驱动装置/编码器之间通过各种PROFI drive 消息帧进行通信。
每个消息帧都有一个标准结构。
可根据具体应用，选择相应的消息帧。
通过PROFI drive 消息帧，可传输控制字、状态字、设定值和实际值。
『注意』固件V4.1开始的S7-1200CPU才具有PROFI drive的控制方式。
这种控制方式可以实现闭环控制。
S7-1200 运动控制--PTO控制方式PTO的控制方式是目前为止所有版本的S7-1200 CPU都有的控制方式，该控制方式由CPU向轴驱动器发送高速脉冲信号（以及方向信号）来控制轴的运行。
这种控制方式是开环控制。
S7-1200 运动控制--模拟量控制方式固件V4.1开始的S7-1200 PLC的另外一种运动控制方式是模拟量控制方式。
以CPU1215C为例，本机集成了2个AO点，如果用户只需要1或2轴的控制，则不需要扩展模拟量模块。
西门子S7-300系列PLC选型手册
0 1 6 0 0 2 !带有集成运动控制功能的全新CPU 317T-2 DP此时，可以使用大家熟悉的 STEP 7编程语言 (LAD、FBD、STL) 以及所有工程与组态工具 ( 例如S7-SCL、S7-GRAPH、CFC)。
无需花费时间和金钱学习其它的编程语言来实现运动控制任务。
现有 S7 编程知识也因此可以继续使用，入门容易。
整个工艺组态过程通过简便而又用户友好的对话框实现，进行所有必要的设置，例如机械数据、驱动系统的选择以及控制设置。
这不但可以节省时间，而且对于没有系统地学习过运动控制的知识、第一次使用的用户来说，可以很容易地上手。
技术功能 CPU 的运动控制块符合PLCopen (任务组运动控制，Task Force Motion Control) 规范。
因此，它同时也符合国际标准，工程与组态以及维修极为容易。
概述3技术功能CPU 31xT-2 DP在 PLC 和运动控制任务中的应用多年以来，SIMATIC S7-300 已在解决各种自动化任务方面大显身手。
来自各种不同领域的许多用户都投以赞许： • 制造业 • 汽车工业• 通用机械设备制造 • 专用机械设备制造• 标准机械设备制造 ( 所有类型的生产机器)，OEM • 塑料加工 • 包装工业• 食品、饮料和烟草工业• 过程工程 ( 例如供水、楼宇工程等)技术功能 CPU 有着与功能强大的标准 CPU 317 同样的功能。
例如，微存储卡(MMC) 功能，允许免维护运行，无需后备电池，程序更新大大简化。
由于 MMC 能够存储一个完整的项目，包括符号和注释以及参数，MMC 还支持服务分配。
此外，技术功能 CPU 还集成有工艺功能， 例如用于工艺功能的高速I/O ，这为 S7-300 可编程控制器开辟了更为广泛的全新应用。
可用于对PLC 性能以及运动控制功能具有较高要求的所有机器，包括： • 生产线/ 装配线 • 连续加工机器 • 罐装设备 • 包装设备 • 飞剪• 纸箱装配机器 • 贴标机• 辊道输送系统 • 简单台架，无插补 可典型用于 3 轴到 8 轴，最多 16轴。
西门子S7-300系列PLC选型手册
0 1 6 0 0 2 !带有集成运动控制功能的全新CPU 317T-2 DP此时，可以使用大家熟悉的 STEP 7编程语言 (LAD、FBD、STL) 以及所有工程与组态工具 ( 例如S7-SCL、S7-GRAPH、CFC)。
无需花费时间和金钱学习其它的编程语言来实现运动控制任务。
现有 S7 编程知识也因此可以继续使用，入门容易。
整个工艺组态过程通过简便而又用户友好的对话框实现，进行所有必要的设置，例如机械数据、驱动系统的选择以及控制设置。
这不但可以节省时间，而且对于没有系统地学习过运动控制的知识、第一次使用的用户来说，可以很容易地上手。
技术功能 CPU 的运动控制块符合PLCopen (任务组运动控制，Task Force Motion Control) 规范。
因此，它同时也符合国际标准，工程与组态以及维修极为容易。
概述3技术功能CPU 31xT-2 DP在 PLC 和运动控制任务中的应用多年以来，SIMATIC S7-300 已在解决各种自动化任务方面大显身手。
来自各种不同领域的许多用户都投以赞许： • 制造业 • 汽车工业• 通用机械设备制造 • 专用机械设备制造• 标准机械设备制造 ( 所有类型的生产机器)，OEM • 塑料加工 • 包装工业• 食品、饮料和烟草工业• 过程工程 ( 例如供水、楼宇工程等)技术功能 CPU 有着与功能强大的标准 CPU 317 同样的功能。
例如，微存储卡(MMC) 功能，允许免维护运行，无需后备电池，程序更新大大简化。
由于 MMC 能够存储一个完整的项目，包括符号和注释以及参数，MMC 还支持服务分配。
此外，技术功能 CPU 还集成有工艺功能， 例如用于工艺功能的高速I/O ，这为 S7-300 可编程控制器开辟了更为广泛的全新应用。
可用于对PLC 性能以及运动控制功能具有较高要求的所有机器，包括： • 生产线/ 装配线 • 连续加工机器 • 罐装设备 • 包装设备 • 飞剪• 纸箱装配机器 • 贴标机• 辊道输送系统 • 简单台架，无插补 可典型用于 3 轴到 8 轴，最多 16轴。
西门子运动控制系统.
生产机械制造行业的范例- SIMOTIONSIMOTION是一个全新的西门子运动控制系统，它是世界上第一款针对生产机械而设计的控制系统，将运动控制，逻辑控制及工艺控制功能集成于一身，为生产机械提供了完整的解决方案。
机械运动越来越复杂，对速度及精度的要求也越来越高。
SIMOTION面向的行业主要是包装机械，橡塑机械，锻压机械，纺织机械，以及其他生产机械领域，正是针对复杂运动控制而推出的全新运动控制系统。
SIMOTION运动控制系统：∙由一个系统来完成所有的运动控制任务∙适用于具有许多运动部件的机器SIMOTION系统具有三个组成部分∙工程开发系统工程开发系统可以实现由一个系统解决所有运动控制、逻辑及工艺控制的问题，并且它还能够提供所有必要的工具，从编程到参数设定，从测试调试到故障诊断。
∙实时软件模块这些模块提供了众多的运动控制及工艺控制功能。
针对某一特定的机器所需的功能，灵活地选择相关的模块。
∙硬件平台硬件平台是SIMOTION运动控制系统的基础。
使由工程开发系统所开发的且使用了实时软件模块的应用程序可以运行在不同的硬件平台上，用户可以选择最适合自己机器的硬件平台。
SIMOTION的不同之处在于，可按任务层次划分的系统，具有灵活的功能，且使用同一种工程开发工具。
SIMOTION 运动控制系统可连接三种硬件平台，即：∙SIMOTION D-集成在驱动器中的紧凑型系统。
SIMOTION D的功能是集成在新的SINAMICS S120多轴驱动系统的控制模板上。
使之成为一个极其紧凑的拥有控制器及驱动器的系统。
将运动控制与驱动器功能集成在一起，使得系统具有极快的响应速度。
o典型应用领域根据其紧凑的设计，以及集成于驱动器上这一特点，SIMOTION D特别适用于：▪小型机械▪分布式自动化结构，例如拥有多轴的机器▪模块化设计的机器，也可以与SIMOTION P或SIMOTION C配合使用▪实时性要求极高的多轴耦合应用∙SIMOTION C -模块化与灵活性SIMOTION C230-2控制器是装配在S7-300机壳中。
四个主流品牌PLC冗余方案介绍.
四种常见品牌冗余PLC方案介绍下面介绍四种经常使用的PLC冗余方案：西门子S7-300(400)软冗余与S7-400H硬冗余、施耐德Quantum硬冗余、罗克韦尔的ControlLogix硬冗余和SLC500软冗余（目前快要停产）、ABB 的AC800M硬冗余方案。
1 西门子冗余方案1.1 西门子S7-300/400软冗余方案：软冗余方案是实现冗余功能的一种低成本解决方案，可以应用于对主备系统切换时间要求不高的控制系统中。
其软件、硬件包括：1套STEP7编程软件（V5.4）加软冗余软件包(V1.2)；2套PLC控制器及I/O模块，可以是S7-300或S7-400系统；3条通讯链路，主系统与从站通讯链路（PROFIBUS 1）、备用系统与从站通讯链路（PROFIBUS 2）、主系统与备用系统的数据同步通讯链路（MPI 或PROFIBUS 或Ethernet）；若干个ET200M从站，每个从站包括2个IM153-2接口模块和若干个I/O模块；除此之外，还需要一些相关的附件，用于编程和上位机监控的PC-Adapter（连接在计算机串口）或CP5611（插在主板上的PCI槽上）或CP5511（插在笔记本的PCMIA槽里）、PROFIBUS电缆、PROFIBUS总线链接器等就可以组成一套完整的软冗余系统。
在软冗余系统进行工作时，A、B控制系统（处理器，通讯、I/O）独立运行，由主系统的PLC掌握对ET200从站中的I/O控制权。
A、B 系统中的PLC程序由非冗余用户程序段和冗余用户程序段组成，主系统PLC执行全部的用户程序，备用系统PLC只执行非冗余用户程序段，而跳过冗余用户程序段。
A路与B路CPU的程序需在OB1或OB35里调用FB 101 ‘SWR_ZYK’功能块，FB101块中封装了冗余功能的程序段，实现冗余功能。
调用FB101时，你可以在线地读出RETURN_V AL参数的数值,如果为0，说明冗余链接正常。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
CPU
I/O
IM361FM 357-2
Local I/O
IM361FM 357-2
Local I/O
DP CPU315-2DP
IM153-2
FM 357-2
Local I/O
FM 357-2
Operation with an IM153-2 should only be used with low performance requirements !
CPU31xT-2DP Branches Technology Data Profibus DP (Drive) Interface Module CPU31xT-2DP Feature CPU31xT-2DP Application
P1 X30 Y20 P2 X50 Y40 P3 X70 Y20 P4 X90 Y10 P5 X120 Y50 P6 X170 Y30 P7 X200 Y20
定位控制
•快速接近、爬行进给定位 •1/2/3/4轴直线插补，独立定位
•2轴圆弧插补连续路径控制 •独立轴之间的位置同步控制
•位置触发凸轮输出信号 •时间触发凸轮输出信号 •适用于印刷、包装机，等等
凸轮控制
SLC A&D AS BU. SIMATIC Technology Manager, Wang XuHui 2006年3月2日 Page 3
Automation and Drives
作者简介
使用几个给定点，完成复杂的连续路径控制
SIMATIC Technology 纵览
FM357-2
Spline type
Resulting path P1 P2 P3
FM357-2 Feature FM357-2 Application
ASPLINE
CPU31xT-2DP
Program
Position setting independently of operating mode
Position controller 1
-
Actual pos. value 1
+
Actual pos. value 2
Position controller 2
FM 357-2
Motor 1
SIMATIC S7 - Motion Control with FMs
SLC A&D AS BU. SIMATIC Technology Manager, Wang XuHui 2006年3月2日 Page 2
SIMATIC Technology 纵览
Automation and Drives
作者简介
Technology Data
S7-Technology blocks, OP-Example masks
Profibus DP (Drive) Interface Module
Printed Manual (German=A, English=B, French=C, Italian=E)
6ES7357-4AH00-8?G0
1~4轴直线插补、同步控制； 1~4独立轴的定位控制； 2轴圆弧插补； 连续路径控制； 可以选择的驱动器接口
✓ +/- 10 V 模拟量接口 ✓ 脉冲/方向步进驱动器接口 ✓ PROFIBUS DP接口
CPU31xT-2DP Feature
CPU31xT-2DP Application
Mitsubishi Servo VS SIMATIC FM
Automation and Drives
SIMATIC
Technology
Technological tasks with SIMATIC
作者介绍
Automation and Drives
作者简介
SIMATIC Technology 纵览
Single-tier configuration
Local I/O FM 357-2 FM 357-2 FM 357-2 I/O
CPU
Distributed configuration
S7-300, S7-400
Multi-tier configuration
IM360 FM 357-2
Local
SIMATIC Technology 纵览
FM357-2
FM357-2 Feature FM357-2 Application
CPU31xT-2DP
高速计数和测量功能
•连续计数、单次计数、周期计数 •频率、速度、周期测量 Branches
Technology Data
作者简介
FM 357-2 Hardware
6ES7357-4AH01-0AE0
SIMATIC Technology 纵览
FM357-2
FM357-2 Feature
FM 357-2 L System firmware
6ES7357-4AH03-3AE0
on coded memory card* + configuration package
作者简介
轴之间的同步位置控制
SIMATIC Technology 纵览
FM357-2
FM357-2 Feature FM357-2 Application
CPU31xT-2DP
CPU31xT-2DP Branches Technology Data Profibus DP (Drive) Interface Module CPU31xT-2DP Feature CPU31xT-2DP Application
BSPLINE
CSPLINE
Interpolation points
FM 357-2
P4 P5
P6
P7
...directly through interpol. points
...approximated path
...continuous transitions through points
Internet
Internet
module exchange without PG/PC
SIMATIC S7 - Motion Control with FMs
SLC A&D AS BU. SIMATIC Technology Manager, Wang XuHui 2006年3月2日 Page 7
FM357-2 Spline 插补算法
FM357-2 模块系统配置图
Automation and Drives
作者简介
SIMATIC Technology 纵览
FM357-2
FM357-2 Feature FM357-2 Application
CPU31xT-2DP
CPU31xT-2DP Branches Technology Data Profibus DP (Drive) Interface Module CPU31xT-2DP Feature
CPU31xT-2DP Application Max. 3 FM 357-2 per CPU (max. 1 FM with Firmware version H)
Internet
Central or distributed configuration
Local bus segment with up to 2 I/O modules for fast reaction
FM357-2
FM357-2 Feature FM357-2 Application
CPU31xT-2DP
CPU31xT-2DP Branches
Technology Data
Profibus DP (Drive)
Interface Module CPU31xT-2DP Feature
Wang Xuhui（王旭晖）
Internet
SIMATIC S7 - Motion Control with FMs
Automation and Drives
SLC A&D AS BU. SIMATIC Technology Manager, Wang XuHui 2006年3月2日 Page 4
FM357-2 定位系统组图
(on right side of FM only !)
SIMATIC S7 - Motion Control with FMs
SLC A&D AS BU. SIMATIC Technology Manager, Wang XuHui 2006年3月2日 Page 6
FM357-2 模块订货号
Automation and Drives
Automation and Drives
作者简介
SIMATIC Technology 纵览
FM357-2
FM357-2 Feature FM357-2 Application
CPU31xT-2DP
CPU31xT-2DP Branches Technology Data Profibus DP (Drive) Interface Module CPU31xT-2DP Feature CPU31xT-2DP Application
Internet
OP/PC
CPU315-2 DP
FM 357-2
MPI/PROFIBUS DP
POSMO CD/CA
PROFIBUS DP
SIMODRIVE 611U
POSMO SI
analog
SIMODRIVE 611U
SIMATIC S7 - Motion Control with FMs
SLC A&D AS BU. SIMATIC Technology Manager, Wang XuHui 2006年3月2日 Page 5