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| 內容簡介： |
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自动化技术在不断地升级、创新，西门子公司作为自动化领域的领导者，不断地推出新产品和新技术。本书主要介绍了学习和开发运动控制器的必备基础知识，第1章介绍了产品的软硬件结构及相关选型工具，典型方案的配置，并且以仿真软件为例进行运动控制编程的初期准备；第2章以PROFIdrive为基础进行通信的操作说明，介绍了西门子公司各种伺服驱动器的组态、优化和配置；第3~6章介绍了各种工艺对象的使用，并且给出了实战案例；第7章介绍了故障安全功能，通过安全运动控制器和驱动器的安全功能的结合从而保证人身和设备的安全；第8章以数字化概念为核心，通过多个案例介绍了数字化虚拟调试过程；第9章介绍了常用标准化、模块化的高效程序库 。本书每个章节互相独立、深入浅出、内容完整，并配有大量的例图，便于读者学习和掌握。本书具有较强的实用价值可供广大工业产品用户、系统工程师、工程技术人员和大专院校相关专业师生阅读。
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| 目錄：
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目录序前言第1章西门子SIMATIC S7-1500T/TF高级运动控制器11硬件、工艺模块以及驱动器111硬件结构及接口112网络架构113工艺模块扩展114适用各种应用的驱动平台12软件结构、运动控制资源及选型工具121存储器122组织块123运动功能框架124运动资源125选型工具13常用系统的控制结构131PROFIdrive通信方式132模拟量或者脉冲形式133典型应用及配置方案14软件环境的准备及与设备的连接141TIA博途软件142TIA博途软件“Portal视图”143TIA博途软件“项目视图”144工具栏和常用快捷键145仿真软件PLCSIM/PLCSIMAdvanced146PLCSIM调试举例147其他相关的选件和工具第2章SIMATIC S7-1500T/TF高级运动控制器与驱动的通信21PROFIdrive通信211应用类别212常用报文22PROFINET通信221PROFINET IO系统222PROFINET IO的RT和IRT223等时模式224IO设备的地址23S7-1500T和V90 PN的通信实例231V90 PN硬件组态和优化232S7-1500T与V90 PN通信配置和轴配置实例24S7-1500T和SINAMICS S210通信实例241SINAMICS S210硬件组态和优化242S7-1500T与SINAMICS S210通信配置和轴配置实例25S7-1500T和SINAMICS S120驱动器（基于Startdrive软件）通信实例251SINAMICS S120驱动器硬件组态和优化252S7-1500T与SINAMICS S120通信配置和轴配置实例第3章速度轴和定位轴31轴的基本概念311速度轴312定位轴313创建轴以及轴的基本参数32轴的驱动装置设置33轴及编码器机械参数的设置331测量编码器数据的设置332机械参数的设置34动态默认值35急停36位置限制的设置361位置限制362动态限制363扭矩限制364固定停止检测37回零（回原点）371主动回零372被动回零373直接回零(设置原点位置)374绝对值编码器校正375回原点状态位的复位38轴的位置监视功能39轴的控制回路391动态伺服控制功能392控制回路310运动控制基本命令编程3101运动控制命令和时序3102轴的使能与停止命令3103速度轴和定位轴的控制命令3104轴的扭矩限制及运行到固定挡块命令3105“MC_SETAXISSTW”设置PROFIdrive报文控制字命令3106“MC_WRITEPARAMETER”更改工艺对象的指定参数命令3107指定运动设定值（MotionIn）命令311工艺对象报警的查询与处理312使用Trace功能跟踪记录工艺对象的状态313练习1：S7-1500T速度及定位控制项目的创建和组态第4章同步轴41齿轮同步功能411相对齿轮同步（MC_GearIn）412绝对齿轮同步（MC_GearInPos）413练习2：S7-1500T齿轮同步项目的创建和配置42凸轮同步功能421凸轮编辑工具422凸轮同步423练习3：S7-1500T凸轮同步项目的创建和配置43实际值耦合（引导轴为实轴或者编码器）44解除同步45其它同步命令和功能451静止时进行同步以及维持同步关系的方法452读取凸轮曲线的数值453跟随轴偏移454分布式同步第5章S7-1500T 运动机构功能51运动机构工艺对象的基本概念511运动机构工艺对象的基本工作原理512坐标系的基本知识513运动机构的类型514运动机构的正逆变换515运动机构的运动类型516运动机构的多个运动衔接517运动机构的区域监视518运动机构工艺对象的配置52运动机构的调试521运动机构的控制面板522运动机构的轨迹523运动机构的校准53运动机构编程531运动状态和剩余距离532中断、继续、停止和复位运动机构533运动区域534工具535坐标系的设置536传送带跟踪537“MC_KinematicsMotionSimulation”运动机构仿真命令54练习4：通过路径插补命令画“S”曲线第6章扩展功能61外部编码器611外部编码器支持的硬件612通过工艺模块(TM)连接编码器613通过PROFINET/PROFIBUS（PROFIdrive）通信连接编码器614通过驱动连接编码器62测量输入621支持测量输入功能的硬件622测量输入功能623用ET200SP TM Timer DIDQ作为测量输入的组态624用SINAMICS S120 CU上的快速输入（带时间戳功能）作为测量输入的组态625测量输入工艺对象的配置步骤626测量输入命令627练习5：S7-1500T测量输入在切标机中的应用63输出凸轮和凸轮轨迹631输出凸轮和凸轮轨迹使用的硬件632输出凸轮及凸轮轨迹的功能633用ET200SP TM Timer DIDQ作为输出凸轮的组态634用数字量输出模块作为输出凸轮的组态635输出凸轮及凸轮轨迹工艺对象的配置步骤636输出凸轮及输出凸轮轨迹的命令637练习6：S7-1500T电子齿轮同步及输出凸轮的应用第7章故障安全功能71故障安全规范72实现机械安全的步骤73驱动器的安全功能731基本安全功能732扩展安全功能733高级安全功能74安全PLC75安全运动机构76基于PROFIsafe实现安全功能的步骤761配置驱动器和安全PLC762配置驱动安全控制报文和编写安全控制程序763配置驱动器的安全功能764测试安全功能第8章S7-1500T虚拟调试功能81虚拟调试功能概述82MCD功能块的应用83虚拟调试应用案例一：定位控制的仿真84虚拟调试应用案例二：凸轮曲线的MCD功能块仿真85虚拟调试应用案例三：运动机构功能的仿真86虚拟调试应用案例四：SIMATIC Machine Simulator虚拟调试软件包第9章常用库91轴控制功能库“LAxisCtrl”911库中的功能块912库文件的使用示例92与驱动的非周期性通信功能库“LAcycCom”921库中的功能块922库文件的使用示例93驱动控制功能库“Drive_Lib”931库中的功能块932库文件的使用示例（FB284）933库文件的使用示例（FB288）94驱动基本定位工艺对象（BasicPosControl）95动态生成Cam曲线的功能库951通过编程动态生成Cam曲线952库文件的使用示例96飞锯功能库97收放卷及张力控制功能库98运动机构的控制功能库981运动机构控制功能库的应用982HMI运动机构手动控制模板99编程规范及“OMAC”程序库第10章参考资料及下载资料101运动控制相关资料102S7-1500T手册及软件工具103S7-1500T轴数据块常用变量104命令的超驰
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2013年，自德国推出“工业4.0”概念以来，全球工业领域正在快速进入一个崭新的时代。在第四次工业革命到来之时，我国也在全面提升制造业发展质量和水平。随着人口红利的逐渐消失，许多国内企业都面临着全球化制造业加速竞争的挑战：在全球市场中，当低廉的劳动力成本不能再作为“中国制造”的优势标签时，企业对于变革的需求更为迫切，“机器换人”、智能制造必然成为当前我国制造业发展的主旋律。自动化是实现工业强国的重要前提之一。随着我国日益旺盛的产业升级需求态势，广大的自动化设备厂商、生产企业均对产品和技术提出了更严苛的要求，以期实现更短的上市时间、更大的灵活性、更高的效率以及更好的质量。西门子公司始终以客户面临的挑战为驱动力，凭借卓越的工程技术与创新能力，以领先的电气化、自动化和数字化产品及其解决方案和服务，助力中国制造业的智能化转型升级，实现可持续发展。西门子SIMATIC作为种类繁多的工业自动化产品中的重要一员，是一个面向所有制造应用和所有行业独有的控制系统。1958年，SIMATIC品牌在德国专利局注册商标，之后从第一代SIMATIC S3可编程序控制器到具有突破意义的可编程序控制器SIMATIC S5，从S7-300/400和全集成自动化TIA实现横向及纵向集成到S7-1200/1500和TIA博途平台成为数字化工厂的基石，SIMATIC控制器已经成为自动化领域不可或缺的产品，为众多用户熟知和喜爱。2016年，在运动控制领域中，SIMATIC控制器不断创新，随着TIA 博途 V14版本的发布，西门子公司推出了全新的工艺型CPU——SIMATIC S7-1500 T-CPU。它无缝扩展了中高级 PLC 的产品线，在标准型 / 安全型 CPU 功能基础上，实现了更丰富的运动控制功能。为了帮助广大用户快速、全面地掌握这一新产品、新技术，我们特别邀请西门子资深工程师编写了本书。该书在知识结构上突出系统性，在内容上突出实践性，以工程应用为主线，力求概念清晰、叙述简洁、通俗易懂。书中大量实例来自生产实际和服务实践，融汇了作者长期积累的工作经验和研究成果。希望该书能够成为您学习基于SIMATIC运动控制器的实用工具书，在此感谢您对西门子品牌一直以来的关注和信赖！西门子（中国）有限公司数字化工厂集团自动化生产机械业务总经理段诚2022年2月前言随着工业制造生产效率的不断提升，运动控制系统也在快速发展。在经历了从步进控制系统到总线型伺服控制系统等诸多阶段后，当前运动控制已经进入到高速、高精度的数字化控制系统阶段。传统的PLC正在适应这种发展，逐步集成了众多的运动控制功能。并且随着以太网在工业领域中的大量应用，传统的脉冲、模拟量控制已经开始向基于以太网的实时通信控制方向进行转换。其它新技术的引入，也使当前的自动化运动控制具有了越来越丰富的功能和属性，例如通过OPC UA通信实现标准化行业数据传递、驱动器与电动机通过通信的方式进行数据交换，以及统一的软件平台实现控制器、驱动器和人机界面的集成调试等。数字化是工业领域发展的新阶段，随着大量的数字化技术与传统自动化技术的快速融合、交汇，数字化的理念逐渐被工业领域所熟悉并且接受。通过机械、电气以及自动化控制的有机结合，运动控制设备展现了蓬勃发展的强大生命力。利用虚拟调试技术极大地缩短了调试时间，利用统一的数字化平台使参与各个调试环节的工程师可以有效地沟通和协作，再加上生产和加工数据的大量采集和分析，使数字化为工业领域带来诸多优势和价值。为了适应运动控制的发展趋势，为广大客户提供具有数字化基因的高端产品，西门子数字化工厂集团于2016年推出了新一代基于PLC平台的运动控制产品S7-1500T，它在PLC中集成专用的运动控制器内核，适用于所有执行运动控制任务的机器，从简单的调速控制到高性能的多轴协调运动，为众多运动控制任务提供一个简单而灵活的解决方案。通过便于操作的PLCopen指令和友好的编程测试环境，可以快速地实现定位、同步以及运动机构控制等功能。为了提高S7-1500T的可用性，提高工程师的编程效率并使项目规范化，西门子公司提供了种类丰富的标准化程序库供用户使用，可以缩短工程师编程以及调试的时间，降低了使用和维护难度。目前，S7-1500T已应用于印刷、包装、纺织、连续物料加工以及金属成型等行业。为了在运动控制领域提供更多助力，满足现代机器和工厂多样的技术任务需求，SIMATIC T-CPU 增加了更多的功能，并且通过高效集成的方法，在运动控制方面开辟了新的途径，使得基于 T-CPU 构建的自动化解决方案为多种任务和复杂问题节省了宝贵的工程时间。此次更新针对新功能、新方法和新特点进行了增补介绍，为学习使用T-CPU提供帮助。本书基于编者多年从事这方面工作的体会，详细介绍了西门子S7-1500T的性能特点及应用技术。在内容的编写上力求实用性与先进性并举，避免过多的抽象概念，更加偏重实用性，从产品综述、通信、工艺对象、运动系统功能、扩展功能介绍、安全功能、数字化实践及常用库等多方面为工程应用人员做了全面介绍，是一本非常好的实用型参考书。本书可作为自动化与驱动领域的工程技术人员及高等院校师生的参考书，也可作为培训教材。本书即将出版之际，特别要感谢西门子（中国）有限公司数字化工厂集团工厂自动化生产机械业务总经理段诚先生为本书撰写序言。同时本书还得到了西门子工厂自动化有限公司相关领导和众多同事的大力支持和指导。本书作者张雪亮先生、王薇女士、王广辉先生对本书的编写和审核付出了辛勤汗水，在此一并表示深深的谢意！由于时间紧迫、资料有限，受技术能力及编纂水平所限，难免存在错漏和不足之处，请各位专家、学者、工程技术人员等广大读者给予批评指正。西门子（中国）有限公司数字化工业集团高级副总裁兼工业客户服务部总经理杨大汉2022年2月
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