西门子 s7 1500运动控制使用入门
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西门子 s7 1500运动控制使用入门
文本预览
操作指南 10 /2014
S7-1500 运动控制使用入门
S7-1500 运动控制 工艺对象
http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/1064977102
snemeiSãthgirypoC
raeythgirypoCGA devresersthgirllA
目录
1 摘要.................................................................................................................. 3
2 简介.................................................................................................................. 4
2.1 CPU S7-1500的集成运动控制功能 .................................................... 4
2.2 S7-1500运动控制的操作原理 ............................................................ 4
2.3 工艺对象 ............................................................................................ 5
2.3.1 速度轴工艺对象 ................................................................................. 5
2.3.2 定位轴工艺对象 ................................................................................. 5
2.3.3 同步轴工艺对象 ................................................................................. 5
2.3.4 外部编码器工艺对象 .......................................................................... 5
2.4 驱动装置和编码器 .............................................................................. 5
3 项目实例........................................................................................................... 6
3.1 项目配置过程： ................................................................................. 6
3.1.1 新建项目及硬件组态： ....................................................................... 6
3.1.2 配置工艺对象 ................................................................................... 10
3.1.3 在线调试 .......................................................................................... 16
3.1.4 诊断 ................................................................................................. 16
3.1.5 编写用户程序 ................................................................................... 17
4 本文中所使用的系统硬件及软件信息 ............................................................... 19
5 文章声明： ..................................................................................................... 203
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raeythgirypoCGA devresersthgirllA
1 摘要
S7-1500 的运动控制功能支持轴的定位和移动，是S7-1500系列CPU众多集成
功能中的重要组成部分。本文通过一个项目示例指引初次接触S7-1500运动控
制功能的用户实现该功能。4
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raeythgirypoCGA devresersthgirllA
2 简介
2.1 CPU S7-1500 的集成运动控制功能
S7-1500 的运动控制功能支持轴的定位和移动，是S7-1500系列CPU众多集成
功能中的重要组成部分。
运动控制功能支持旋转轴、定位轴、同步轴和外部编码器等工艺对象。根据
PLC-Open，具有 PROFIdrive功能的驱动装置或带模拟量设定值接口的驱动装
置将通过标准运动控制指令控制。轴控制面板以及全面的在线和诊断功能有助于
轻松完成驱动装置的调试和优化工作。
2.2 S7-1500 运动控制的操作原理
使用 TIA Portal，可以创建项目、组态工艺对象，并将组态结果加载到 CPU 中。
运动控制功能在 CPU 中处理。可在用户程序中使用运动控制指令控制工艺对象。
另外，还可通过 TIA Portal进行调试、优化和诊断。
下图为在 CPU S7-1500中集成运动控制对象的用户界面和示意图。并对这些概
念进行了简单介绍：
图2-1 S7-1500运动控制原理5
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2.3 工艺对象
工艺对象代表控制器中的实体对象（如驱动装置），在用户程序中通过运动控制
指令可调用工艺对象的各个功能。工艺对象可对实体对象的运动进行开环和闭环
控制，并报告状态信息（如当前位置）。
工艺对象的组态表示实体对象的属性，组态数据则存储在工艺对象数据块中。
在运动控制中可使用以下工艺对象：
2.3.1 速度轴工艺对象
可通过速度轴工艺对象（“TO_SpeedAxis”）指定驱动装置的速度。可利用运
动控制指令对轴的运动进行编程。
2.3.2 定位轴工艺对象
可通过定位轴工艺对象（“TO_PositioningAxis”）控制驱动装置的位置。然后
通过用户程序中的运动控制指令为轴分配定位作业。
2.3.3 同步轴工艺对象
同步轴工艺对象（“TO_SynchronousAxis”）包括定位轴工艺对象的全部功能，
还可将轴与主值互连，从而使轴在同步操作中跟随引导轴的位置变化。
2.3.4 外部编码器工艺对象
可通过外部编码器工艺对象（“TO_ExternalEncoder”）对位置进行检测，并
将检测结果报告给控制器，之后可在用户程序中对检测到的位置进行评估。
2.4 驱动装置和编码器
驱动装置用于控制轴的运动，这些驱动装置将集成到硬件配置中。在用户程序中
执行运动控制作业时，工艺对象用于控制驱动装置并读取位置编码器的值。
具有 PROFIdrive功能的驱动装置和编码器可通过 PROFIdrive报文进行连接。
如：
PROFINET IO
PROFIBUS DP
工艺模块 (TM)
带模拟量给定值接口的驱动装置可使用模拟量输出 (AQ)与其对应的信号连接，
模拟量输入和输出可通过相应的 IO模块提供。
驱动装置也可称为“执行器”，编码器也可称为“传感器”。6
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3 项目实例
本文中的实例项目使用CPU1516-3PN/DP通过PN通讯控制G120变频器，通
过安装在电机后面的编码器连接到工艺模块TM Count24V作为位置反馈。
示例项目示意图：
图3-1 项目示意图
3.1 项目配置过程：
3.1.1 新建项目及硬件组态：
组态CPU站点
在TIA Protal中新建一个项目，在设备组态中插入CPU1516-3PN/DP和工艺模
块TM Count 2x24V7
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图3-2 插入CPU及工艺模块
选择CPU1516的PN接口，为PN接口分配子网，IP地址和设备名称，请确保
CPU、驱动器和编程计算机的IP地址在同一个子网，且不与其他设备冲突：
图3-3 配置CPU的网络和IP地址8
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S7-1500 运动控制 工艺对象
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1 摘要.................................................................................................................. 3
2 简介.................................................................................................................. 4
2.1 CPU S7-1500的集成运动控制功能 .................................................... 4
2.2 S7-1500运动控制的操作原理 ............................................................ 4
2.3 工艺对象 ............................................................................................ 5
2.3.1 速度轴工艺对象 ................................................................................. 5
2.3.2 定位轴工艺对象 ................................................................................. 5
2.3.3 同步轴工艺对象 ................................................................................. 5
2.3.4 外部编码器工艺对象 .......................................................................... 5
2.4 驱动装置和编码器 .............................................................................. 5
3 项目实例........................................................................................................... 6
3.1 项目配置过程： ................................................................................. 6
3.1.1 新建项目及硬件组态： ....................................................................... 6
3.1.2 配置工艺对象 ................................................................................... 10
3.1.3 在线调试 .......................................................................................... 16
3.1.4 诊断 ................................................................................................. 16
3.1.5 编写用户程序 ................................................................................... 17
4 本文中所使用的系统硬件及软件信息 ............................................................... 19
5 文章声明： ..................................................................................................... 203
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1 摘要
S7-1500 的运动控制功能支持轴的定位和移动，是S7-1500系列CPU众多集成
功能中的重要组成部分。本文通过一个项目示例指引初次接触S7-1500运动控
制功能的用户实现该功能。4
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2 简介
2.1 CPU S7-1500 的集成运动控制功能
S7-1500 的运动控制功能支持轴的定位和移动，是S7-1500系列CPU众多集成
功能中的重要组成部分。
运动控制功能支持旋转轴、定位轴、同步轴和外部编码器等工艺对象。根据
PLC-Open，具有 PROFIdrive功能的驱动装置或带模拟量设定值接口的驱动装
置将通过标准运动控制指令控制。轴控制面板以及全面的在线和诊断功能有助于
轻松完成驱动装置的调试和优化工作。
2.2 S7-1500 运动控制的操作原理
使用 TIA Portal，可以创建项目、组态工艺对象，并将组态结果加载到 CPU 中。
运动控制功能在 CPU 中处理。可在用户程序中使用运动控制指令控制工艺对象。
另外，还可通过 TIA Portal进行调试、优化和诊断。
下图为在 CPU S7-1500中集成运动控制对象的用户界面和示意图。并对这些概
念进行了简单介绍：
图2-1 S7-1500运动控制原理5
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2.3 工艺对象
工艺对象代表控制器中的实体对象（如驱动装置），在用户程序中通过运动控制
指令可调用工艺对象的各个功能。工艺对象可对实体对象的运动进行开环和闭环
控制，并报告状态信息（如当前位置）。
工艺对象的组态表示实体对象的属性，组态数据则存储在工艺对象数据块中。
在运动控制中可使用以下工艺对象：
2.3.1 速度轴工艺对象
可通过速度轴工艺对象（“TO_SpeedAxis”）指定驱动装置的速度。可利用运
动控制指令对轴的运动进行编程。
2.3.2 定位轴工艺对象
可通过定位轴工艺对象（“TO_PositioningAxis”）控制驱动装置的位置。然后
通过用户程序中的运动控制指令为轴分配定位作业。
2.3.3 同步轴工艺对象
同步轴工艺对象（“TO_SynchronousAxis”）包括定位轴工艺对象的全部功能，
还可将轴与主值互连，从而使轴在同步操作中跟随引导轴的位置变化。
2.3.4 外部编码器工艺对象
可通过外部编码器工艺对象（“TO_ExternalEncoder”）对位置进行检测，并
将检测结果报告给控制器，之后可在用户程序中对检测到的位置进行评估。
2.4 驱动装置和编码器
驱动装置用于控制轴的运动，这些驱动装置将集成到硬件配置中。在用户程序中
执行运动控制作业时，工艺对象用于控制驱动装置并读取位置编码器的值。
具有 PROFIdrive功能的驱动装置和编码器可通过 PROFIdrive报文进行连接。
如：
PROFINET IO
PROFIBUS DP
工艺模块 (TM)
带模拟量给定值接口的驱动装置可使用模拟量输出 (AQ)与其对应的信号连接，
模拟量输入和输出可通过相应的 IO模块提供。
驱动装置也可称为“执行器”，编码器也可称为“传感器”。6
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3 项目实例
本文中的实例项目使用CPU1516-3PN/DP通过PN通讯控制G120变频器，通
过安装在电机后面的编码器连接到工艺模块TM Count24V作为位置反馈。
示例项目示意图：
图3-1 项目示意图
3.1 项目配置过程：
3.1.1 新建项目及硬件组态：
组态CPU站点
在TIA Protal中新建一个项目，在设备组态中插入CPU1516-3PN/DP和工艺模
块TM Count 2x24V7
snemeiSãthgirypoC
raeythgirypoCGA devresersthgirllA
图3-2 插入CPU及工艺模块
选择CPU1516的PN接口，为PN接口分配子网，IP地址和设备名称，请确保
CPU、驱动器和编程计算机的IP地址在同一个子网，且不与其他设备冲突：
图3-3 配置CPU的网络和IP地址8
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