PLC的标准ST语言编程之运动控制部分

这次我们讲一下PLC控制里面比较重要的一点，伺服轴控制！

用ST语言给大家举例说明一下，通过面向对象编程，把伺服轴当作是一个对象，而轴的使能、绝对运动和相对运动是轴的一个能力。下面示例程序中定义结构化的状态信息（可用作声明），HMI和功能块。

伺服轴的信息结构体

把伺服的一些状态信息设置在ST_states结构体中，可以让其他子程序用这个结构体声明新结构。其它子程序使用这些数据不需要重新再一个一个写这些信息数据，又可以当成局部变量使用，数据互不干涉。

结构体

其它子程序声明用

MC功能块的再次封装

运动控制包括了4个功能块，分别是Axis_IO，Axis_PTP_CoE，FB_Home_ByLimit和ServoDriver_DI。

ServoDriver_DI: 获取伺服驱动上的原点信号，正向限位和负向限位

Axis_IO: 是对ServoDriver_DI继承和丰富，汇总了运动控制用到的所有硬件输入信号

FB_Home_ByLimit: 轴在任意位置回零功能块，无需考虑回零方向问题。该功能块先负方向找原点，如果碰到负极限则改为正方向找原点

Axis_PTP_CoE: 里面封装了Axis轴、MC功能块、Action动作和IO状态。该功能块包括了12个Action，每个Action就相当于NC轴的一个能力。

轴

Axis_PTP_COE.ahome :实现原点搜索的功能

Axis_PTP_COE.aIO ：获取原点信号，正向限位和负向限位，并且把伺服驱动和NC报错信息发布给状态机中。

Axis_PTP_COE.aJogB :反向点动

Axis_PTP_COE.aJogF :正向点动

Axis_PTP_COE.aManualJOG :外部硬件控制伺服点动

Axis_PTP_COE.aMoveAbs :绝对运动

Axis_PTP_COE.aMoveOff :复位所有功能块执行标志位及输出

Axis_PTP_COE.aMoveRel :相对运动

Axis_PTP_COE.aMoveVel :速度控制

Axis_PTP_COE.aPower :伺服轴的使能

Axis_PTP_COE.aReset :刷新IO，读取伺服轴的状态，如果有伺服报错，进行错误复位

Axis_PTP_COE.aStop :伺服轴的停止

HMI模板制作

运动控制使用的模板是PH_JOGLINE，该模板中包括了伺服的正反点动按钮，伺服轴名称，伺服轴运动的距离，还有一些伺服的状态位（使能完成的标志位，寻参完成的标志位，正向限位，负向限位，原点信号和NC的报错信息）和报错复位按钮。

hmi

运动控制模板的使用

第一步：程序中声明轴变量

轴变量

第二步：编写程序

axis1.sName:="皮带轴"; //对伺服轴命名，用于区分

axis1.aReset(); //调用相关Action，刷新IO，读取伺服轴的状态

axis1.aPower(); //调用相关Action，对伺服轴使能

IF axis1.Ref.Status.ControlLoopClosed //判断是否完成使能

THEN

axis1.aManualJOG（Velo:=100 , ); //调用相关Action，实现点动功能Velo:=100

END_IF

HMI模板的调用

通过HMI中的Frame控件来调用HMI模板

调用Frame控件之后，进入Frame属性里面设置相关参数：

1) 设置调用HMI控件，选择congfigure，添加PH_JOGLINE_1作为模板。

2) 通过绑定变量Main.axis1，实现控制器上的程序变量和HMI上的控件的对应。

创建NC轴，链接控制器上的轴变量

NC轴

西门子S7-200 SMART运动控制功能，运动轴组态，控制程序编写测试

今天我们来介绍一下西门子S7-200 SMART运动控制功能，下面我们先来学习如何使用向导组态运动轴。西门子S7-200 SMART CPU内置运动轴，可以实现速度和位置的开环运动控制。S7-200 SMART CPU输出脉冲和方向信号至伺服驱动器，伺服驱动器再将从CPU输入的给定值，经过处理后输出到伺服电机，控制伺服电机加速、减速和移动到指定位置。

CPU模块本体最多集成三路高速脉冲，输出频率高达100K赫兹，支持PWM、PTO输出方式，以及多种运动模式，可自由设置运动包络，配以方便易用的向导设置功能，以及运动控制面板，可以快速实现设备调速定位等功能。通过运动控制向导生成的运动轴子程序，可以实现各种运动控制要求。

下面我们通过一个实例演示运动控制功能的使用。任务要求，有一个伺服电机旋转一圈需要10000个脉冲，电机每转一圈为360度，要求使电机顺时针旋转，移动到一定的角度。组态向导，打开STEP7 Micro/WIN SMART编程软件，在项目树中双击向导项下的运动，启动运动控制向导，选择要组态的轴为轴0。

下一步保持默认名称，再下一步，测量系统中选择工程单位，电机一圈脉冲数为10000，测量的基本单位为度，电机旋转一次产生360度的运动。接下来在方向控制中为单向输出，极性为正，在下一步中输入各项为简单，皆不启用，输出项中的DIS不启用。

电机速度中最大速度3600度/s，最小速度0.72度/s，电机启动停止速度为180度/s，点动速度360度/s，增量为36度，加速、减速时间均为1000毫秒，急停时间为0，反冲补偿为0度，不设定参考点，不启用读取绝对位置，不使用曲线，采用建议分配地址，在下一步中选择要生成的子程序，默认为全选。

接下来显示I/O映射表，单击生成按钮，完成向导的组态。此时可以看到系统已经自动生成了编程可用的多个子程序。至此，西门子S7-200 SMART运动控制功能中的如何使用向导组态运动轴就讲完了，大家如果有条件的话可以自己试着操作一遍。

接下来我们来学习编写程序并测试以及如何使用运动控制面板。编写程序，首先将初始化速度送至相关存储区，再编写使能驱动程序，M2.0为1时使能驱动器，调用轴控制子程序，编写输入输出参数，输入端填写SM0.0，表示每个扫描周期都要使能该子程序。

在下一程序段中调用手动控制轴子程序，填写输入输出参数，速度为VD200，方向M0.3，手动运动M0.0，正向点动M0.1，反向点动M0.2。

调用GOTO子程序，一直使能该指令，M0.4上升沿发出GOTO命令，这样程序的编写就完成了，保存项目。

运行测试。单击下载按钮，将项目下载到PLC，运行项目，监视项目。在状态图表中修改M2.0为1，使能驱动器Q1.0，修改M0.0为1，手动运行，可以看到电机以设定速度旋转，当前位置数据在变化。M0.3控制方向，重新修改M0.0观察结果，还可以测试点动运行，修改M0.1为1，正向点动，M0.2为1，反向点动。

下面测试GOTO命令，设定目标位置，VD204为5000，修改M0.4为1，可以看到电机按照设定方向运转，到达指定位置自动停止。

运动控制面板。STEP7 Micro/WIN SMART编程软件提供了运动控制面板，方便用户进行运动控制的调试，运动控制面板只能在STOP模式下使用，通过工具栏打开运动控制面板，选择要操作的轴0，选择操作选项。此时运动控制面板显示轴的状态，例如当前位置、当前速度及方向等，还有错误及状态等。

可以选择各种命令对运动轴进行测试操作，例如执行连续速度移动，设置手动操作的目标速度和方向，单击启动按钮即开始运转，此时当前位置发生变化，单击停止按钮，停止运转，还可以点击点动按钮进行点动操作，执行重新加载当前位置命令，可以重新建立一个新的零点，单击执行按钮，可以看到当前位置变为新设定的位置。

执行以相对量移动命令，输入目标速度和目标位置，单击启动按钮，可以看到电机运转到指定位置停止。在组态选项中可以更新CPU中的轴组态，勾选允许更新，CPU中的轴组态可以修改各参数及设置。在曲线组态选项可以修改更新CPU中轴组态曲线等 。

本篇我们主要介绍了西门子S7-200 SMART运动控制功能，运动轴组态，运动控制程序编写测试，更多S7-200 SMART的相关知识我会在以后的文章中继续为大家讲解，欢迎大家持续关注！

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