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IMATIC S7-1200运动控制PTO
总体感觉SIMATIC S7-1200的PTO功能也只能说中规中矩，可能脉冲控制方式慢慢在被淘汰吧。以下总结了几点不知道我理解的对不对
1：PTO模式不能做闭环，不知道为啥不开放把编码器反馈接到PLC。这样脉冲控制步进驱动器+编码器反馈 的应用不能用了。
2：回原点触发信号和原点开关共用一个信号。无法用编码器的Z相脉冲，回原点精度会差一些。
3：回原点结束移动到偏移量的速度无法设置，走的是回原点的低速。所以偏移量不能太大，不然浪费时间太 长了。
4：软限位**程后需要轴复位，无法靠反方向移动自动复位错误。不是太方便，一般硬限位**程才需要复位。
5：走相对或者定位的指令的时候，启动前不检测是否**软限行程，傻傻的跑到**程位置才停。
------------------------------配置流程-----------------------------------
随着工艺要求的提高，现在越来越多应用都离不开运动控制了。作为新一代的控制器1200自然在这方面也很强大。PLC CPU就能支持PTO,模拟量和PRPFINET三种方式控制伺服驱动器做运动控制。今天先测试一下1200的PTO模式，PTO全拼Pulse Train Output,通俗点的讲就是PLC的输出点发脉冲信号给伺服驱动器或者步进驱动器来实现运动控制。
承接上次的项目，打开博途---工艺对象---新增工艺对象—运动控制—TO_PositioningAxis。右侧的编号就是生产的相关DB块的编号。可以是自动也可以是手动分配，我选了自动确定生产点击确定生产轴工艺模块
DB块生产后就可以开始配置参数了，常规参数---里面选择PTO模式。不知道大家有没有看轴名称下面那张图，图文并茂的解释了整个控制原理。用户程序（用户PLC程序）---控制工艺轴（其实读写DB块）---驱动器（PLC输出脉冲）---伺服电机带动传动机构实现运动控制。
驱动器参数--其实就是控制驱动器相关参数。PTO方式设置与脉冲相关的参数。1200一共可以有4个脉冲发生器，脉冲类型可以选择脉冲+方向，正负脉冲，AB相，和AB相四倍频四种方式。下面还有和驱动器的I/O交换信号使能和驱动器就绪。
机械参数---设置每转脉冲数和每转位移量，这两个参数就决定脉冲当量即一个脉冲代表实际机构移动的量。这个参数修改后会影响其他的一些参数。所以首先要确定设置好这两个参数再设置下面的参数。同时根据脉冲当量还设置好伺服驱动器的电子齿轮比。
位置极限可以使用软限位和硬限位。软限位保护在硬限位行程之前，但是软限位需要在回原点完成后才才生效。
动态参数---动态参数就是根据PLC输出口的频率和机械结构的刚性来设置轴的速度，加减速和急停减速参数。其中小速度为1脉冲/s。所以要结合你的小速度来设置你的脉冲当量，比如我小速度要0.1mm/s，那你的脉冲当量算下来需要0.1mm/脉冲。
回原点设置，包括设置回原点开关地址及常开常闭类型，还支持碰到极限开关自动反向(这个功能挺好）
逼近/回原点方向：回原点启动后寻找原点开关的方向。
参考点开关一侧：其实就是是上升沿触发原点，还是下降沿触发。
逼近速度；开始找原点开关的速度（快速）。
回原点速度：找到原点开关后边沿触发原点位置的速度（低速）。
起始位置偏移量：开关触发回原点后偏移多少位置后设置为原点位置。
设置参数的时候根据参数的不同右下角的视图会随之改变，图形也准备的反应了回原点的整个流程：如下图：轴以5mm/s的速度向正方向寻找参考点，当触碰到参考点开关后，轴反向以0.5mm/s速度向负方向移动，当脱开开关后，轴再次反向以0.5mm/s向正方向移动。此时触碰到位置为原点，因为还有偏置量所以以0.5mm/s的速度移动10mm的偏移量设置当前位置为原点位置。
全部设置完没有错误就可以把程序下载到1200里面，然后就可以用控制面板调试了。这个调试面板还是挺方便的，功能也很齐全。
软限位生效和走定位都需要在回原点成功后（从轴状态能监控的到），如果出现错误会有报警文本显示。

S7-1500 选型介绍
1.用户程序运行在CPU模块中，CPU模块内没有程序装载存储器，程序存储在的存储卡中里，概念同S7-300。存储卡需要单独订货。CPU目前有三种型号：
• CPU 1511-1 PN
• CPU 1513-2 PN
• CPU 1516-3 PN/DP
三个CPU型号从上至下性能由低到高排列，区别于指令执行速度，各种地址空间尺寸，内存大小，集成通讯口种类个数等等方面，具体请参考对应的CPU手册。
2.对于PLC系统，用户程序处理的是输入/输出(I/O)信号直接的逻辑关系。那么往往系统需配置I/O模块，S7-1500的CPU模块自身没有集成I/O，I/O信号输入通过拓展I/O模块进行输入输出。常见I/O信号有，
• 数字量输入(DI)：也就是开关量(还有称作离散量)信号输入
• 数字量输出(DQ)：开关量信号输出
• 模拟量输入(AI)：连续量输入，如电压-10V ～ +10V, 4 ～ 20mA等
• 模拟量输出(AQ)：连续量输出
• 还有脉冲输入(PI)， 脉冲输出(PQ)等
3.S7-1500的数字量输入模块
• DI 32x24VDC HF
• DI 16x24VDC HF
• DI 16x230VAC BA
• DI 16x24VDC SRC BA
型号简介：
DI： Digital input，数字量输入
32x24VDC：共32个输入通道 (点) ，电压规格为直流24V
16x230VDC：共16个输入通道 (点) ，电压规格为交流230V
BA：Basic，基本型
HF：High feature, 高性能型
SRC： Source Input， 源型输入 ，未标识为漏型。
4.S7-1500的数字量输出模块
• DQ 16x24VDC/0.5A ST
• DQ 32x24VDC/0.5A ST
• DQ 8x24VDC/2A HF
• DQ 8x230VAC/2A ST
• DQ 8x230VAD/5A ST
型号简介，以个型号为例：
DQ： Digital Ouput, 数量输出
16x24VDC：共16个输出通道，输出电压为DC24V, 容量每个通道0.5A。
HF：High Feature, 高性能型，通常意味着模块带诊断功能。相对应的是ST(Standard，标准)型，无诊断功能。
5.S7-1500的模拟量输入模块
• AI 8xU/I HS
• AI 8xU/I/RTD/TC ST
以个型号为例，型号简介：
AI： Analogue input，模拟量输入模块
8xU/I：8个通道，支持电压或电流型号输入
6.S7-1500的模拟量输出模块
• AQ 4xU/I ST
• AQ 8xU/I HS
同样以个型号为例，型号简介：
AQ：Analogue Output，模拟量输出模块
4xU/I：共4个通道，支持电压，电流输出
ST：标准型
7.选定CPU和I/O模块之后，要确定系统的供电，选择电源模块，电源模块选型需要注意S7-1500有两种背板供电方式：
• PM模块： 不提供机架的背板工作电源，由CPU提供
PM 70 W 120/230 VAC
PM 190 W 120/230 VAC
• PS模块：连接到机架背板，提供背板工作电压，有诊断功能
PS 25W 24VDC
PS 60W 120/230V AC/DC
S7-1500电源选型按模块消耗的功率选，TIA 博途软件提供电源计算：
根据软件提供的模块功率可以选电源模块， 需要提一下是上图的选项：
“Supply voltage L+ connected”选中，意思是CPU的电源端子有输入，CPU(也)提供背板的电源供电。
8.S7-1500安装需要导轨，导轨按长度分，有这么几种规格：
160mm，482mm，530mm，830mm，2000mm。
9.编程使用的工具是TIA博途软件，使用以太网网线直接连接计算机网卡与CPU1500就可以下载程序。
软件：SIMATIC STEP 7 Professional V12
10.后简单介绍一个S7-1500的选型配置。
假设需要选一个S7-1500本地站，包含24VDC DI 40点，24VDC DQ 28点，0～10V电压模拟量输入3个点，4～20mA电流输入3个点，4～20mA电流输出5个点。
这里我们选型为：
序号 名称 型号 数量
1 导轨 DIN rail S7-1500, 482 mm 1
2 电源 PS 60W 120/230V AC/DC 1
3 CPU CPU 1511-1 PN 1
4 存储卡 Memory card, 4 MB 1
5 数字量输入模块 DI 16x24VDC HF 1
6 数字量输入模块 DI 32x24VDC HF 1
7 数字量输出模块 DQ 32x24VDC/0.5A ST 1
8 数字量输入模块 AI 8xU/I HS 1
9 模拟量输出模块 AQ 8xU/I HS 1
10 前连接器 螺钉型, 40针 1
11 编程软件 STEP 7 Professional V12 1

1 SINAMICS V80的应用领域
包装
色标定位
定长送料
印刷
旋转切刀的轮切
喷墨机的滚动轴和喷墨头定位
丝网印刷机的定位
数控雕刻
坐标轴定位
电子
自动涂胶机抓取机械手
抓取机械手的阀控制
轮胎
轮胎激光标线器
用S7-200和V80实现点到点的位置控制
位置控制系统的结构和选型
图01是由S7-200 CPU和SINAMICS V80伺服控制器组成的典型位置控制系统。其中SINAMICS V80接收来自S7-200 CPU的目标位置和方向的脉冲信号后完成对定位单元的闭环位置控制。SINAMICS V80的闭环位置控制参数能够自整定，兼具步进的易用性和伺服的高精度。
图01
在S7-200CPU和SINAMICS V80伺服控制器组成的典型位置控制系统选型时，可先根据工 艺要求（如转矩和转速）选定伺服电机及驱动器，见表01。然后可根据表02选定SINAMICS V80动力进线回路各配电元件（如断路器、电源滤波器等）。
表01驱动器及配套伺服电机订货号
额定功率
（W）
额定转矩
（N.m）
SINAMICS V80驱动器
订货号
配套伺服电机（额定转速3000RPM）订货号
不带抱闸 带抱闸
100 0.318 6SL3210-5CB08-4AA0 1FL4021-0AF21-0AA0 1FL4021-0AF21-
0AB0
SINAMICS V80
SINAMICS V80
SINAMICS V80的接口如图02所示。
X10：V80动力线进线（AC200-230V，单相）
X20：V80动力出线到伺服电机（三相交流）；
X1：V80输入/输出信号线；
X2：V80位置反馈来自伺服电机编码器。
图02. SINAMICS V80接口及接线示意图
SINAMICS V80与控制器S7-200端的典型配置及信号交互如图03：
图03. SINAMICS V80与s7-200信号交互
2.2. 位置控制的软件实现
编程所需软硬件：
硬件：
一台笔记本电脑
一根带USB 接口的PC/PPI电缆(订货号：6ES7901-3DB30-0XA0)软件：
编程软件STEP7 Micro/WIN V4SP6
S7-200与SINAMICS V80结合可实现伺服驱动的轴定位功能，具体实现有如下三种：
1.在STEP7 Micro/WIN的“位置控制向导”指引下配置S7-200CPU内置的脉冲串输出（PTO）功能，通过Q0.0或Q0.1输出脉冲串来控制SINAMICS V80实现轴定位功能。
2.使用“MAP SERV”指令库的功能块，通过Q0.0和Q0.2或Q0.1和Q0.3输出脉冲串来控制SINAMICS V80实现轴定位功能。
3.使用EM253定位模块，在STEP7 Micro/WIN的“位置控制向导”指引下配置EM253定位 模块和运动曲线包络实现定位功能。
2.2.1 在位置控制向导下实现Q0.0 或Q0.1 输出脉冲串定位
2.2.1.1 接线
连接电机动力电缆及编码器电缆到 SINAMICS V80 的 X20 和 X2 端口。X10 端 口接线见图 02，X1 的接线参见图 04：
图 04. Q0.0 或 Q0.1 输出脉冲串控制 SINAMICS V80 驱动器的接线
2.2.1.2 软件实现
将图 05 中矩形框标示的 SINAMICS V80 驱动器的“PULSE”拔码开关旋转到箭头指向“8” 的位置，完成控制器与伺服驱动器间的指令脉冲设置（即控制器向 V80 发送 1000 个脉冲 会使伺服电机转动一圈）。
注意：此操作要在伺服驱动器断电时完成。
图 05 指令脉冲拔码开关
在完成 SINAMICS V80 驱动器和 S7-200CPU 的接线后即可给系统上电，开始软件测试。 如下的软件测试是为了让使用者快速了解此定位系统的软件的实现方式，请接入正反向限位 信号和参考点接近开关信号，不要连接负载以免在不熟悉软件使用的情况下发生危险或损坏 设备。
如图 06，双击“PTO/PWM”弹出脉冲输出向导，*一个脉冲发生器分配到 Q0.0 或Q0.1，选择其中一个，点击“下一步”。
如图 07，选择“线性脉冲串输出(PTO)”，再勾选下面的选择框。点击“下一步” 。
如图 08，设定电机速度及电机的启动停止速度。因为电机的额定转速为 3000 转 每分，即 50 转每秒，电机每转一圈需 1000 脉冲，所以设定电机速度为电机额定转速即 50*1000=50000 脉冲每秒，启动停止速度取其 10%即 5000 脉冲每秒。点击“下一步”。

S7-1200 CPU 通过 CM 1241 RS232 模块与装有终端仿真器的 PC 通信。 此示例中的点对点组态和 STEP 7 程序说明了CPU如何从 PC 接收消息和将该消息回送到 PC。
必须将 CM 1241 RS232 模块的通信接口连接到 PC 的 RS232 接口（通常为 COM1）。 由于这两个端口都是数据终端设备 (DTE)，所以在连接这两个端口时必须交换接收和发送引脚（引脚 2 和 3），可通过以下任何一种方法实现交换：
使用NULL 调制解调器适配器和标准RS232 电缆交换引脚 2 和 3。
使用已交换引脚2和 3 的 NULL 调制解调器电缆。 通常可以将电缆两端是否带有两个 9 针 D 型母头连接器作为识别 NULL 调制解调器电缆的依据。
组态通信模块
可通过 STEP 7 中的设备组态或通过用户程序指令来组态 CM 1241。 此示例使用设备组态方法。
端口组态：在“设备组态”(Device configuration) 中单击 CM模块的通信端口，然后如下所示组态该端口：
说明
“操作模式”和“接收线路初始状态”的组态设置，只适用于 CM 1241 (RS422/RS485) 模块。 其它 CM 1241 模块没有这些端口组态设置。
传送消息组态： 接受传送消息组态的默认值。 在消息开始时将不发送中断信号。
接收消息开始组态：将CM 1241 组态为在通信线路处于非激活状态至少 50个位时间（在 9600 波特时约为 5 毫秒 = 50 * 1/9600）时开始接收消息：
接收消息结束组态： 将 CM 1241 组态为在多接收到 100 个字节或换行字符（十进制数 10 或十六进制数 a）时结束消息。 结束序列多允许序列中具有五个结束字符。 该序列中的*五个字符是换行字符。 前面四个结束序列字符均是“不相关”字符或不选择的字符。 CM 1241 不评估“不相关”字符，但会在零或更多“不相关”字符后面寻找指示消息结束的换行字符
RS422 和 RS485 工作模式
组态 RS422
对于 RS422 模式，有三种工作模式，具体取决于网络组态。 根据网络中的设备选择其中一种工作模式。 接收线路初始状态的不同选择参考了如下所示的详细情况。
全双工(RS422)四线制模式（点对点连接）： 在网络中有两台设备时选择此选项。 在接收线路初始状态中：
– 在提供偏置和终端时（* 3 种情况），选择无。
– 选择正向偏置以使用内部偏置和终端（* 2 种情况）。
– 选择反向偏置以使用内部偏置和终端，并为两台设备启用电缆断线检测（* 1
种情况）。
全双工(RS422)四线制模式（多点主站）： 当网络具有一个主站和多个从站时，为主站选择此选项。 在接收线路初始状态中：
– 在提供偏置和终端时（* 3 种情况），选择无。
– 选择正向偏置以使用内部偏置和终端（* 2 种情况）。
– 在此模式下，不能进行电缆断线检测。
全双工(RS422)四线制模式（多点从站）： 当网络具有一个主站和多个从站时，为所有从站选择此选项。 在接收线路初始状态中：
– 在提供偏置和终端时（* 3 种情况），选择无。
– 选择正向偏置以使用内部偏置和终端（* 2 种情况）。
– 选择反向偏置以使用内部偏置和终端，并为从站启用电缆断线检测（* 1种情况）。
* 1 种情况： RS422，带电缆断线检测
工作模式：RS422
接收线路初始状态：反向偏置（有偏置，R(A)> R(B) > 0V）
电缆断线：启用电缆断线检测（发送器始终处于激活状态）
* 2 种情况： RS422，不带电缆断线检测，正向偏置
* 3 种情况： RS422： 不带电缆断线检测，无偏置
工作模式：RS422
接收线路初始状态：无偏置
电缆断线：无电缆断线检测（发送器仅在发送时才启用） 偏置和终端由用户在网络末端节点处添加。
组态 RS485
对于 RS485 模式，只有一种工作模式。 接收线路初始状态的不同选择参考了如下所示的详细情况。
半双工(RS485)两线制模式。 在接收线路初始状态中：
– 在提供偏置和终端时（* 5 种情况），选择无。
– 选择正向偏置以使用内部偏置和终端（* 4 种情况）。
* 4 种情况： RS485： 正向偏置
工作模式：RS485
接收线路初始状态：正向偏置（有偏置，R(B) > R(A) > 0V）
* 5 种情况： RS485： 无偏置（外部偏置）
工作模式：RS485
接收线路初始状态：无偏置（需要外部偏置）
编写 STEP 7 程序
此示例程序使用全局数据块作为通信缓冲区，使用 RCV_PTP 指令从终端仿真器接收数据，使用 SEND_PTP 指令向终端仿真器回送缓冲数据。 要对该示例编程，需要添加数据块组态和主程序块 OB1，如下所述。
全局数据块“Comm_Buffer”： 创建一个全局数据块 (DB) 并将其命名为“Comm_Buffer”。 在该数据块中创建一个名为“buffer”，数据类型为“字节数组 [0 .. 99]”的值。
程序段 1： 只要 SEND_PTP 未激活，就启用 RCV_PTP 指令。 在程序段 4 中，MW20.0 中的 Tag_8 在发送操作完成时进行指示，因此是在通信模块相应地准备好接收消息时进行指示。
程序段 2： 使用由 RCV_PTP 指令设置的 NDR 值（M0.0 中的 Tag_1）来复制接收到的字节数，并使一个标记（M20.0 中的 Tag_8）置位以触发 SEND_PTP 指令。
程序段 3： M20.0 标记置位时启用 SEND_PTP 指令。 同时还使用此标记将 REQ 输入设置为 TRUE 一个扫描周期时间。 REQ 输入会通知 SEND_PTP 指令要传送新请求。 REQ 输入必须仅在 SEND_PTP 的一个执行周期内设置为 TRUE。 每个扫描周期都会执行 SEND_PTP 指令，直到传送操作完成。 CM 1241 传送完消息的后一个字节时，传送操作完成。传送操作完成后，DONE 输出（M10.0 中的 Tag_5）将被置位为 TRUE 并持续 SEND_PTP 的一个执行周期。
程序段 4： 监视 SEND_PTP 的 DONE 输出并在传送操作完成时复位传送标记（M20.0 中的 Tag_8）。 传送标记复位后，程序段 1 中的 RCV_PTP 指令可以接收下一条消息。
组态终端仿真器
必须设置终端仿真器以支持此示例程序。 几乎可以在 PC 上使用任何终端仿真器，例如，**级终端。 确定终端仿真器处于断开模式后，如下所述编辑各设置：
将终端仿真器设置为使用PC 上的 RS232 端口（通常为 COM1）。
将端口组态为 9600 波特、8 个数据位、无奇偶校验（无）、1个停止位和无流控制。
更改终端仿真器设置使其仿真 ANSI终端。
组态终端仿真器ASCII 设置，使其在每行后（用户按下 Enter 键后）发送换行信号。
本地回送字符，以便终端仿真器显示输入的内容。
运行示例程序
要运行示例程序，请执行以下步骤：
将STEP 7 程序下载到 CPU 并确保其处于 RUN 模式。
单击终端仿真器上的“连接”(connect) 按钮以应用组态更改并启动与 CM1241的终端会话。
在PC 中键入字符并按 Enter 键。
终端仿真器会将输入的字符发送到 CM 1241 和 CPU。 然后，CPU 程序将这些字符回送到终端仿真器。