电气PLC自控编程运动控制最高端的伺服系统，怎么使用PLC进行编程？5分钟就学会

发布时间 : 2025-04-12

作者 : 小编

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运动控制最高端的伺服系统，怎么使用PLC进行编程？5分钟就学会

原创不易，请勿抄袭！

上篇文章我们学习了变频器和伺服系统的区别。那么今天和大家聊一下，伺服驱动器的接线、编程方法以及注意事项。

伺服驱动器使用方法大体和变频器一样，在这里需要注意的是伺服驱动器的选型不只有功率一个参数，还有低惯量和高惯量。

低惯量类型一般转矩低，转速高，适合一些负载轻，运动频繁的控制。高惯量类型转矩高，转速低，适合一些负载较大的控制。所以需要根据现场情况选择合适的驱动器，否则要不就是转速跟不上，要不就是电机过热影响寿命。

这里我们以松下A5系列伺服驱动器配合西门子S7-200smart为例说明。

第一步，先接线，A5系列伺服驱动器需要接线的端子共有XA（供电电源的控制电源）、XB（电机输出线）、X4（控制线）和X6（电机编码器线）。我们看下接线图。（如果需要使用绝对位置控制，即是使用绝对编码器的话还需要通讯，绝对位置控制本身照比相对位置控制更加准确，且不受外界因素影响，缺点是绝对位置编码器不好维护，出现问题后需要手动复位，复位过程较麻烦，而且松下的驱动器为了保证绝对编码器的精度和安全，通讯使用的是很复杂的多次校验，对于新手很不友好，需要先学习中断，本篇文章不做拓展，如果敢兴趣的话请在评论区留言）

控制端子上有很多保护端子，需要将这些端子都短接才能正常使用

绝对编码器通讯数据图

接完线后我们需要在驱动器上设置控制模式，参数等等。

其中，伺服系统的控制模式分为

一：位置控制模式

二：速度控制模式

三：转矩控制模式

四：全闭环控制模式

根据需要驱动的设备选择模式，每个模式的参数设置方法都不相同，但只要熟悉一个其他的调试起来也很快。

这只是试运行参数，并不是所有参数，参数设置请参考驱动器手册

设置完参数后我们看下程序，以前我们说过，西门子s7-200smart系列对运动控制支持得很好，不仅最大脉冲数足够，而且运动控制非常方便，不需要拓展库文件。

打开S7-200smart软件后添加运动向导（轴的区别只在于输出的Q点不同）

按照电机参数和机械尺寸填写实际数据，以便与真实位置对应。

选择一种模式，这种方式便于直观输出。

前后急停限位，安全措施。

手动速度和最大速度，根据电机数据填写。

清零功能

控制端子，按照接线图接线即可

程序注释；第一行为驱动器使能行，没有的话驱动器无法动作，可以用来做紧急制动。

第二行为编码器清零，此文中的编码器为相对式。第三行为控制输出行，其中START端子应该由上升沿控制，文章中的是一个往复运动的例子。除了以上三个程序指令，运动控制还有其他功能，等着您来探索。

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PROFINET基础知识介绍，实例讲解西门子PLC通讯控制机器人！

工业以太网一般使用IEEE 802.3中定义的以太网标准。针对自动化系统的网络节点辅助采用了服务质量（ QOS）机制。PROFINET作为工业以太网之一，它采用了三种不同的方法来实现。这样既满足了普通以太网的需求，又满足了工业系统对不同应用的实时性的要求。如下图1所示。

图1、PROFINET使用到的三种协议栈

① 使用了IEEE 802.3以太网标准和TCP/IP，报文结构如图2所示。大多数的PROFINET通信是通过没有被修改的以太网和TCP/IP包来完成。这使得可以无限制地把办公网络的应用集成到PROFINET网络中。

图2、TCP/IP报文结构

② RT的通信不仅使用了带有优先级的以太网报文帧（如下图3所示），而且优化掉了OSI协议栈的3层和4层。这样大大缩短了实时报文在协议栈的处理时间，进一步提高了实时性能。由于没有TCP/IP的协议栈，所以RT的报文不能路由。

图3、PROFINET RT报文结构

③ IRT通信是满足最高的实时要求，特别是针对于等时同步的应用。IRT是基于以太网的扩展协议栈，能够同步所有的通信伙伴并使用调度机制。IRT通信需要在IRT应用的网络区域内使用IRT交换机。在IRT域内也可以并行传输TCP/IP协议包，如图4所示。

图4、PN控制器和PN设备的分片处理机制

以PROFINET RT为例来理解在整个通信的过程中实时性能是如何来保证的。

从通信的终端设备（PN控制器和PN设备）来看，首先采用了优化的协议栈，这一点可以在图1的 ②看到。这样一来在终端的设备上数据报文被处理的时间大大的缩短，这是实时性能保证的一个方面。其次是终端设备上采用的分时间段处理机制，这一点可以在图5看到。这样保证了在每个通信的循环的周期内终端设备即可以处理RT的实时数据又可以处理TCP或UDP的数据。且在每个循环内优先处理RT的实时数据。这里需要强调的是每个PN终端设备只对自己的负责，需要发送的数据会按发送循环发送、对于由其他设备发到自己的数据会进行立即接收，且发送和接收是并行处理。

图5、RT的时间调度机制

从通信的传输设备（SCALANCE X交换机）来看，首先采用百兆全双工的交换网络，这样一来每个终端设备的每个端口都是独享带宽，且可以双向不间断的收发数据。其次是交换机支持802.1P或802.1Q的标准，使得发到交换机网络的PN的数据帧被优先处理和转发，如图6所示。这一点保证了PN在网络上的快速转发，也是实时性能保证的另一个方面。

图6、交换机802.1Q的工作机制

上面介绍的是PN RT的实时性能从机理上如何保证的。而从量化的角度去分析的话，PN RT完全是靠计算来精确保证每个发送循环所能发送的报文及对RT数据的时间的预留。

对于RT来说，在物理层上传输的最小报文帧来为88个字节，最大报文帧来为1488个字节。其中包括了12个字节的帧间隔，如下图7所示。

图7、RT的报文的长度

百以太网的传输速率：

每个字节传输需要的时间：

最小的RT报文帧需要的传输时间 0.08

一个PN控制下带3个最小报文帧（40个字节的C_SDU）的PN设备，PN 控制器的发送循环为250 ，通信建立后在PN接口上抓报分析PN的通信可以分析出PN数据帧对时间调度的情况，如下图8所示。

图8、PN RT的时间调度机制

除了对PROFINET RT和IRT的通信调度的分析外，还对PROFINET的抗干扰性作了大量的研究。在对PROFINET推广的时候，很多用户很关心PROFINET是不是和PRROFIBUS一样，存在抗干扰的性能差的特点。我从理论和实际实验上验证了PROFINET的抗干扰性能优于PROFIBUS的抗干扰性能。PROFINET是基于IEEE 802.3的以太网标准。所以对PROFINET的抗干扰分析实质上是对工业以太网的抗干扰分析。

好吧！理论说完了，我们实例讲解一下吧！

今天带来的案例是博途PLC通过PROFINET连接库卡机器人！

网线连接至控制柜门上的KLI端口，另一端连接到交换机，PLC也连接到交换机（交换机无型号要求），交换机再连接到电脑。

首先将编程电脑、PLC、KUKA设置成统一网段，因KUKA的底层设置原因，最好不更改机器人IP地址