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IM174 19
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