运动控制功能原理解析

2025-09-29 历史故事版权反馈

【摘要】：S7-1200 PLC提供了运行中修改速度和位置的功能，可以使运动系统在停止的情况下，实时改变目标速度与位置。可以看出，S7-1200运动控制功能的实现包含以下4部分：图9-27 运动控制功能原理示意图①相关执行设备。执行设备主要包括伺服驱动器和伺服电动机，CPU通过硬件输出，给出脉冲与方向信号，用于控制执行设备的运转。在“脉冲选项”中，脉冲发生器有两种类型：PTO与PWM，使用运动控制功能时需要选择PTO方式。

S7-1200 PLC输出脉冲和方向信号至Servo Drive（伺服驱动器），伺服驱动器再将从CPU输入的给定值经过处理后输出到伺服电动机，控制伺服电动机加速/减速和移动到指定位置，如图9-26所示。伺服电动机的编码器信号输入到伺服驱动器形成闭环控制，用于计算速度与当前位置，而S7-1200内部的高速计数器则测量CPU上的脉冲输出，计算速度与位置，但此数值并非电机编码器所反馈的实际速度与位置。S7-1200 PLC提供了运行中修改速度和位置的功能，可以使运动系统在停止的情况下，实时改变目标速度与位置。

图9-26 S7-1200运动控制示意图

运动控制功能原理示意图如图9-27所示。可以看出，S7-1200运动控制功能的实现包含以下4部分：

图9-27 运动控制功能原理示意图

①相关执行设备。

②CPU硬件输出。

③定义工艺对象“轴”。(https://www.chuimin.cn)

④程序中的控制指令块。

执行设备主要包括伺服驱动器和伺服电动机，CPU通过硬件输出，给出脉冲与方向信号，用于控制执行设备的运转。

CPU通过集成或信号板上硬件输出点，输出一串占空比为50%的脉冲串（PTO），CPU通过改变脉冲串的频率以达到加速/减速的目的。

集成点输出的最高频率为100 kHz，信号板输出的最高频率为20 kHz，CPU在使能PTO功能时将占用集成点Qa.0，Qa.2或信号板的Qa4.0作为脉冲输出点，Qa.1、Qa.3和Q4.1作为方向信号输出点，虽然使用了过程映像区的地址，但这些点会被PTO功能独立使用，不会受扫描周期的影响，其作为普通输出点的功能将被禁止。

下面介绍硬件输出的组态。

在项目视图中打开设备配置，选中CPU，在“属性”对话框的“脉冲发生器（PTO/PWM）”项中，选择高速计数器HSC1，如图9-28所示，勾选“允许使用该脉冲发生器”项。在“脉冲选项”中，脉冲发生器有两种类型：PTO与PWM，使用运动控制功能时需要选择PTO方式。输出IO地址和硬件识别符为系统默认。

图9-28 激活脉冲发生器功能

运动控制功能原理解析

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