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S7-1500 的運動控制功能支持軸的定位和移動，是 S7-1500 系列 CPU 眾多集成功能中的重要組成部分。本文通過一個項目示例指引初次接觸 S7-1500 運動控制功能的用戶實現該功能。簡介CPU S7-1500 的集成運動控制功能S7-1500 的運動控制功能支持軸的定位和移動，是 S7-1500 系列 CPU 眾多集成功能中的重要組成部分。運動控制功能支持旋轉軸、定位軸、同步軸和外部編碼器等工藝對象。根據PLC-Open，具有 PROFIdrive 功能的驅動裝置或帶模擬量設定值接口的驅動裝置將通過標準運動控制指令控制。軸控制面板以及全面的在線和診斷功能有助于輕松完成驅動裝置的調試和優化工作。S7-1500 運動控制的操作原理使用 TIA Portal，可以創建項目、組態工藝對象，并將組態結果加載到 CPU 中。運動控制功能在 CPU 中處理。可在用戶程序中使用運動控制指令控制工藝對象。另外，還可通過 TIA Portal 進行調試、優化和診斷。下圖為在 CPU S7-1500 中集成運動控制對象的用戶界面和示意圖。并對這些概念進行了簡單介紹： S7-1500 運動控制原理工藝對象:工藝對象代表控制器中的實體對象（如驅動裝置），在用戶程序中通過運動控制指令可調用工藝對象的各個功能。工藝對象可對實體對象的運動進行開環和閉環控制，并報告狀態信息（如當前位置）。工藝對象的組態表示實體對象的屬性，組態數據則存儲在工藝對象數據塊中。在運動控制中可使用以下工藝對象：速度軸工藝對象可通過速度軸工藝對象（“TO_SpeedAxis”）指定驅動裝置的速度。可利用運動控制指令對軸的運動進行編程。定位軸工藝對象可通過定位軸工藝對象（“TO_PositioningAxis”）控制驅動裝置的位置。然后通過用戶程序中的運動控制指令為軸分配定位作業。同步軸工藝對象同步軸工藝對象（“TO_SynchronousAxis”）包括定位軸工藝對象的全部功能， 還可將軸與主值互連，從而使軸在同步操作中跟隨引導軸的位置變化。外部編碼器工藝對象可通過外部編碼器工藝對象（“TO_ExternalEncoder”）對位置進行檢測，并將檢測結果報告給控制器，之后可在用戶程序中對檢測到的位置進行評估。驅動裝置和編碼器驅動裝置用于控制軸的運動，這些驅動裝置將集成到硬件配置中。在用戶程序中執行運動控制作業時，工藝對象用于控制驅動裝置并讀取位置編碼器的值。具有 PROFIdrive 功能的驅動裝置和編碼器可通過 PROFIdrive報文進行連接。如：PROFINET IOPROFIBUSDP工藝模塊 (TM)帶模擬量給定值接口的驅動裝置可使用模擬量輸出 (AQ) 與其對應的信號連接，模擬量輸入和輸出可通過相應的 IO模塊提供。驅動裝置也可稱為“執行器”，編碼器也可稱為“傳感器”。項目實例本文中的實例項目使用 CPU1516-3PN/DP通過 PN通訊控制 G120變頻器，通過安裝在電機后面的編碼器連接到工藝模塊 TMCount24V作為位置反饋。示例項目示意圖       項目示意圖項目配置過程：新建項目及硬件組態：組態 CPU站點在 TIAProtal中新建一個項目，在設備組態中插入 CPU1516-3PN/DP和工藝模塊 TMCount2x24V             CPU及工藝模塊選擇 CPU1516的 PN接口，為 PN接口分配子網，IP地址和設備名稱，請確保CPU、驅動器和編程計算機的 IP地址在同一個子網，且不與其他設備沖突：配置CPU的網絡和 IP地址選擇 CPU旁邊的 TMCount模塊，在其參數配置中，將通道 0的工作模式選為“運動控制的位置檢測”，這樣接入到通道 0的編碼器就可以在后面的運動控制工藝對象里面進行配置：     選擇工藝模塊的工作模式          同時，還需要根據所連接編碼器實際數據配置通道 0的模塊參數，例如“編碼器類型”在本例中選擇的是 24V增量編碼器，“每個單位的增量”中填入編碼器每圈的脈沖數，“基準速度”中填入所使用電機的額定轉速，更多關于 TMCount2x24V模塊的信息請參考 TMCount2x24V模塊手冊配置驅動器至此，CPU的站點硬件組態完畢，接下來需要在項目中插入一個驅動器，在本例中使用 G120的 CU250S-2PN，將驅動器拖拽到項目中后，將其 PN口與之前組態的 CPU的 PN網絡相連接：插入驅動器站點進入驅動器的設備視圖，插入所使用的功率單元，為驅動器設置 IP地址和設備名稱，并在循環數據交換中選擇“StandardTelegramm3”                 選擇驅動器報文類型運動控制所需要的硬件組態部分基本完畢，在進行下一步之前需要使用驅動器的調試軟件對驅動器進行參數分配和優化，因為不同驅動器的參數方法不盡相同，所以本文不再詳細介紹，更多關于 G120變頻器的調試方法請參考 G120的使用手冊配置工藝對象在 S7-1500的運動控制功能中，被控電機都是以工藝對象的形式存在的，所以需要先在項目中插入一個新的工藝對象，在運動控制里面看到對象類型可以是速度軸，位置軸，外部編碼器以及同步軸。在本例中選用位置軸，并定義一個工藝對象的名稱                    插入定位軸工藝對象基本參數及硬件接口插入工藝對象之后，在項目樹下可以看到該對象及其下面的組態、調試、診斷等項目。在工藝對象組態中分為基本參數、硬件接口和擴展參數。這些參數中如果是藍色圖標代表默認參數可用，如果是紅色圖標則表示有錯誤或者未設置，綠色圖標表示經過修改且可用的參數：             工藝對象的組態參數                              首先，需要在基本參數里面根據項目實際情況選擇軸的類型，線性或是旋轉軸，同時還要選擇單位等參數，在本例中都選用默認值。接下來在驅動裝置中選擇驅動裝置類型為 PROFIdrive，驅動裝置從下拉列表中選擇前面已經組態好的“驅動_1”             選擇工藝對象的驅動器接口在后面的編碼器參數中，選擇通過工藝模塊(TM)進行連接，并在下面工藝模塊中選擇前面組態好的 TMCount2x24V的通道 0          選擇工藝對象的編碼器接口在數據交頁面中，需要將驅動器報文選擇為跟前面驅動器組態一致的DP_TEL3_STANDARD，轉速參數根據實際電機填寫。編碼器報文可以選擇標準報文 81或者 83，根據實際編碼器選擇編碼器類型和每圈的脈沖數，本例中使用 1024脈沖的增量式旋轉編碼器。Zui后將高精度預留位改為 0：                       工藝對象的數據交換參數