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。简介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。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： S7-1500 运动控制原理工艺对象: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：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。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。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。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。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 IOPROFIBUSDP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”。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 TMCount24V作为位置反馈。示例项目示意图       项目示意图项目配置过程：新建项目及硬件组态：组态 CPU站点在 TIAProtal中新建一个项目，在设备组态中插入 CPU1516-3PN/DP和工艺模块 TMCount2x24V             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：配置CPU的网络和 IP地址选择 CPU旁边的 TMCount模块，在其参数配置中，将通道 0的工作模式选为“运动控制的位置检测”，这样接入到通道 0的编码器就可以在后面的运动控制工艺对象里面进行配置：     选择工艺模块的工作模式          同时，还需要根据所连接编码器实际数据配置通道 0的模块参数，例如“编码器类型”在本例中选择的是 24V增量编码器，“每个单位的增量”中填入编码器每圈的脉冲数，“基准速度”中填入所使用电机的额定转速，更多关于 TMCount2x24V模块的信息请参考 TMCount2x24V模块手册配置驱动器至此，CPU的站点硬件组态完毕，接下来需要在项目中插入一个驱动器，在本例中使用 G120的 CU250S-2PN，将驱动器拖拽到项目中后，将其 PN口与之前组态的 CPU的 PN网络相连接：插入驱动器站点进入驱动器的设备视图，插入所使用的功率单元，为驱动器设置 IP地址和设备名称，并在循环数据交换中选择“StandardTelegramm3”                 选择驱动器报文类型运动控制所需要的硬件组态部分基本完毕，在进行下一步之前需要使用驱动器的调试软件对驱动器进行参数分配和优化，因为不同驱动器的参数方法不尽相同，所以本文不再详细介绍，更多关于 G120变频器的调试方法请参考 G120的使用手册配置工艺对象在 S7-1500的运动控制功能中，被控电机都是以工艺对象的形式存在的，所以需要先在项目中插入一个新的工艺对象，在运动控制里面看到对象类型可以是速度轴，位置轴，外部编码器以及同步轴。在本例中选用位置轴，并定义一个工艺对象的名称                    插入定位轴工艺对象基本参数及硬件接口插入工艺对象之后，在项目树下可以看到该对象及其下面的组态、调试、诊断等项目。在工艺对象组态中分为基本参数、硬件接口和扩展参数。这些参数中如果是蓝色图标代表默认参数可用，如果是红色图标则表示有错误或者未设置，绿色图标表示经过修改且可用的参数：             工艺对象的组态参数                              首先，需要在基本参数里面根据项目实际情况选择轴的类型，线性或是旋转轴，同时还要选择单位等参数，在本例中都选用默认值。接下来在驱动装置中选择驱动装置类型为 PROFIdrive，驱动装置从下拉列表中选择前面已经组态好的“驱动_1”             选择工艺对象的驱动器接口在后面的编码器参数中，选择通过工艺模块(TM)进行连接，并在下面工艺模块中选择前面组态好的 TMCount2x24V的通道 0          选择工艺对象的编码器接口在数据交页面中，需要将驱动器报文选择为跟前面驱动器组态一致的DP_TEL3_STANDARD，转速参数根据实际电机填写。编码器报文可以选择标准报文 81或者 83，根据实际编码器选择编码器类型和每圈的脉冲数，本例中使用 1024脉冲的增量式旋转编码器。最后将高精度预留位改为 0：                       工艺对象的数据交换参数