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第1章 运动控制系统硬件组成1

1.1 西门子运动控制器概述1

1.1.1 应用背景与发展趋势1

1.1.2 SIMOTION系统的组成及功能1

1.1.3 硬件平台2

1.1.4 SIMOTION软件结构6

1.2 C240接口7

1.2.1 SIMOTION C系列控制器对比7

1.2.2 SIMOTION C接口7

1.2.3 I/O模块扩展16

1.3 C240的配置方案17

1.4 SIMOTION的扩展模块IM17419

1.4.1 概述19

1.4.2 IM174的接口19

第2章 SCOUT软件使用方法23

2.1 SCOUT软件界面23

2.2 项目管理24

2.3 C240系统的硬件组态25

2.3.1 C240本体的组态25

2.3.2 I/O扩展模块的组态29

2.3.3 网络组态31

2.3.4 编程口设置31

2.4 SIMOTION I/O变量管理32

2.4.1 SIMOTION I/O变量的创建32

2.4.2 I/O变量表的导入导出35

2.5 轴对象的创建37

2.5.1 概述37

2.5.2 轴的单位39

2.5.3 轴的创建39

2.6 SIMOTION的任务执行系统40

2.6.1 任务介绍40

2.6.2 任务执行的优先级42

2.6.3 执行系统的配置43

第3章 SIMOTION项目实战初步49

3.1 项目简介49

3.2 SINAMICS V90伺服驱动器设置49

3.2.1 SINAMICS V90伺服系统简介50

3.2.2 实现位置控制的V90接线与参数设置53

3.3 硬件组态55

3.4 创建轴及工艺对象57

3.4.1 创建轴57

3.4.2 齿轮同步对象的配置60

3.4.3 创建快速输出60

3.5 编程61

3.5.1 创建I/O变量表62

3.5.2 编写手动控制程序62

3.5.3 编写回零程序64

3.5.4 编写自动运行程序65

3.5.5 编写错误处理程序68

3.5.6 编写主程序68

3.6 执行系统分配与测试70

3.6.1 执行系统分配70

3.6.2 测试72

第4章 SCOUT编程技巧73

4.1 MCC编程操作74

4.1.1 MCC程序的编辑界面74

4.1.2 MCC编辑器的设置75

4.1.3 MCC程序单元和MCC程序段76

4.1.4 MCC指令的使用方法80

4.1.5 MCC编程用变量的创建87

4.1.6 子程序调用方法91

4.1.7 系统函数使用97

4.1.8 MCC程序的调试97

4.2 MCC指令98

4.2.1 基本指令98

4.2.2 任务指令103

4.2.3 程序结构语句105

4.2.4 通信指令108

4.2.5 单轴指令111

4.2.6 外部编码器、快速测量输入以及快速输出指令124

4.2.7 同步操作指令129

4.3 ST语言编程144

4.3.1 ST程序结构与文件操作144

4.3.2 ST程序中数据类型的定义147

4.3.3 ST程序中变量的定义152

4.3.4 ST程序语句153

4.3.5 FC/FB/Program编程159

4.4 梯形图编程简介169

4.4.1 LAD/FBD程序结构169

4.4.2 FC子程序编程举例174

4.4.3 FB子程序编程举例176

第5章 轴工艺对象与快速输入输出工艺对象180

5.1 快速测量输入工艺对象180

5.1.1 基本概念180

5.1.2 快速测量输入的配置183

5.1.3 快速测量输入功能的编程187

5.2 快速输出功能189

5.2.1 快速输出的基本概念189

5.2.2 快速输出的配置195

5.2.3 快速输出的编程199

5.3 轴的回零200

5.3.1 概述200

5.3.2 主动回零200

5.3.3 被动回零208

5.3.4 直接回零／设置零点位置209

5.3.5 相对直接回零209

5.3.6 绝对值编码器回零210

5.3.7 其他信息211

5.4 SIMOTION轴的限位功能212

5.4.1 设置轴的限位开关212

5.4.2 设置轴的最大加速度和加加速度213

5.4.3 运行到固定停止点的设置215

5.5 SIMOTION轴的反向间隙补偿功能215

5.5.1 反向间隙补偿概念215

5.5.2 间隙类型216

5.5.3 增量式编码器轴的反向间隙补偿216

5.5.4 绝对值编码器轴的反向间隙补偿219

5.5.5 状态显示221

5.6 轴的监视功能222

5.6.1 定位监视222

5.6.2 零速监视223

5.6.3 动态跟随误差监视223

5.6.4 速度偏差监视224

第6章 轴的同步运动控制编程225

6.1 概述225

6.2 同步的基本概念225

6.2.1 主轴与从轴225

6.2.2 电子齿轮226

6.2.3 电子凸轮227

6.3 同步运行过程229

6.3.1 建立同步229

6.3.2 解除同步235

6.4 同步功能的配置与编程236

6.4.1 电子齿轮位置同步的配置与编程236

6.4.2 电子齿轮速度同步的配置与编程244

6.4.3 电子凸轮同步的配置与编程245

6.5 与同步相关的其他内容254

6.5.1 主值切换254

6.5.2 叠加同步256

6.5.3 耦合规则257

6.5.4 同步状态监控257

6.5.5 同步运行监控258

第7章 SIMOTION路径控制260

7.1 路径插补运动概念260

7.1.1 支持的运动模型260

7.1.2 路径插补的基本原理261

7.2 路径对象的配置261

7.3 路径插补对象的MCC指令264

7.3.1 路径插补对象的运动控制指令264

7.3.2 路径插补对象的其他指令269

7.4 路径运动控制的应用举例270

7.4.1 二维直角坐标机械手运动学模型270

7.4.2 创建路径插补对象271

7.4.3 路径控制的MCC编程274

7.4.4 MCC程序加入执行系统任务中280

7.4.5 运行程序、跟踪监控281

7.4.6 创建同步轴282

第8章 C240的通信285

8.1 C240与WinCC flexible的通信285

8.1.1 概述285

8.1.2 SIMOTION与flexible的通信配置286

8.1.3 通过flexible控制SIMOTION的运行及停止289

8.1.4 在flexible上显示SIMOTION工艺对象的报警信息290

8.1.5 在flexible上显示SIMOTION的Cam曲线291

8.1.6 用编程方式通过插补点生成CAM曲线301

8.2 SIMOTION和WinCC的工业以太网通信305

8.2.1 概述305

8.2.2 创建SIMOTION项目305

8.2.3 从SCOUT中导出SIMOTION变量306

8.2.4 向WinCC中导入SIMOTION变量307

8.3 SIMOTION和OPC的通信309

8.3.1 概述309

8.3.2 SIMOTION实现OPC通信的必备条件310

8.3.3 OPC数据的导出310

8.3.4 配置PC站的OPC服务器310

8.3.5 建立PC站的STEP项目311

8.3.6 在SIMATIC NET中配置OPC符号315

8.3.7 OPC通信测试317

第9章 生产线上的空盒子吹出控制实例319

9.1 项目简介319

9.2 硬件组态319

9.3 配置工艺对象320

9.3.1 轴TO的配置320

9.3.2 齿轮同步对象的配置324

9.3.3 凸轮同步配置325

9.3.4 快速点输出对象的配置327

9.4 编写程序并分配执行系统328

9.4.1 声明I/O变量330

9.4.2 编写程序330

9.4.3 分配执行系统346

9.5 连接HMI设备346

第10章 液压采样机械手控制实例347

10.1 项目概述348

10.2 电气控制系统设计349

10.3 C240系统的硬件组态351

10.4 液压轴的配置355

10.4.1 轴Axis_1（大臂油缸）的创建356

10.4.2 其他实轴的创建358

10.4.3 虚主轴Master的创建360

10.5 液压阀特性测试361

10.5.1 C240的测试编程361

10.5.2 上位机测试界面的集成373

10.5.3 联机测试374

10.5.4 保存阀特性到项目中380

10.6 同步过程的配置381

10.6.1 同步凸轮曲线的创建381

10.6.2 凸轮同步关系的配置382

10.6.3 齿轮同步关系的配置383

10.7 编写程序并分配到执行系统384

10.7.1 声明I/O变量384

10.7.2 手动控制程序384

10.7.3 自动采样控制程序391

10.7.4 主控LAD程序404

10.7.5 故障处理程序406

10.7.6 执行系统指定任务407

参考文献408