S7-200 SMART-组态运动轴
组态/曲线表
为了使 CPU 能够控制运动应用，必须为运动轴创建组态/曲线表。运动向导可引导您逐步 完成组态过程，非常便捷。有关组态/曲线表的详细信息，请参见本章节的“主题”部 分。
运动向导允许您离线创建组态/曲线表。您可以在不连接 CPU 的情况下创建组态。
启动运动向导
要启动运动向导，请单击导航栏中的“工具”(Tools) 图标，然后双击“运动向导”(Motion Wizard) 图标；或者选择“工具 > 运动向导”(Tools> Motion Wizard) 菜单命令。
选择测量类型
选择测量系统：可以选择工程单位或脉冲： ● 如果选择脉冲，则不需要其它信息。 ● 如果选择工程单位，则需要输入电机每转一圈产生的脉冲数（请参见电机或驱动器数 据表）、测量基本单位（如英寸、英尺、毫米或厘米）以及电机转动一圈移动的距 离。 如果您在以后改变了测量系统，则必须删除整个组态，包括运动向导生成的全部指令。之 后必须输入与新测量系统一致的选项。
组态输入引脚位置
可通过 SDB0 中的组态对与运动控制相关的输入进行编程，其中包括 STP、LMT-、 LMT+、RPS、TRIG 和 ZP。
说明
将某个输入组态给特定运动轴的指定功能（例如 RPS）后，不得将该输入用于任何其它 的运动轴或用于任何其它的输入、计时器或中断功能。
说明
高速输入接线必须使用屏蔽电缆
连接 HSC 输入通道 I0.0、I0.1、I0.2 和 I0.3 时，所使用屏蔽电缆的长度不应超过 50 m。
映射 I/O
STEP 7-Micro/WIN SMART 为 PWM 和运动轴实施固定输出分配。
P0 和 P1 输出
至少为已启用的任何轴组态 P0 输出引脚。如果“相”(Phase) 组态不是“单相（1 个输 出）”，则还可能有 P1 输出。有关详细信息，请参见“编辑默认输入和输出组态”部分。根 据以下标准，针对特定输出对这些输出引脚进行硬编码：
轴 0
• 轴 0 的 P0 始终组态为 Q0.0。 • 如果轴的“相”(Phase) 未组态为“单相（1 个输出）”，则轴 0 的 P1 组态为 Q0.2。
轴 1
• 轴 1 的 P0 始终组态为 Q0.1。 • 轴 1 的 P1 根据轴组态在两个可能的位置映射，如下所示： – 如果轴 1 的“相”(Phase) 组态为“单相（1 路输出）”，则不会分配 P1 输出。 – 如果轴 1 的“相”(Phase) 组态为“两相（2 个输出）”(Two-phase (2 output)) 或 “AB 正交相（２ 个输出）”(AB quadrature phase(2 output))，则 P1 组态为 Q0.3。 – 其他情况下，轴 1 的 P1 始终组态为 Q0.7。
轴 2
• 轴 2 的 P0 始终组态为 Q0.3。 • 如果轴的“相”(Phase) 未组态为“单相（1 个输出）”(1 output)，则轴 2 的 P1 组态为 Q1.0。 • 如果轴 1 的“相”(Phase) 组态为“两相（2 个输出）”(Two-phase (2 output)) 或“AB 正交相（2 个输出）”(AB quadrature phase(2 output))， 则轴 ２ 不可用。
DIS 输出
如果已为轴组态 DIS 输出，则在映射表中存在该输出的条目。DIS 输出也硬编码为具体 输出，具体规则如下： ● 轴 0 的 DIS 始终组态为 Q0.4。 ● 轴 1 的 DIS 始终组态为 Q0.5。 ● 轴 2 的 DIS 始终组态为 Q0.6。 脉冲输出单元连接到标准 24V 输出。
编辑默认的输入和输出组态
要更改或查看集成输入/输出的默认组态，请选择所需输入/输出节点： ● 在“有效电平”(Active Levels) 字段中，使用下拉列表选择有效电平（高或低）。电平设 为“高”(High) 时，当输入有电流时，将读取逻辑 1。如果电平设为“低”(Low)，则会在输 入中没有电流时读取逻辑 1。逻辑 1 电平总是解释为有效条件。不管激活电平如何， 输入中流入电流时，LED 就会点亮。（默认 = 高电平有效） ● 在“系统块”(System Block) 的“数字量输入”(Digital Inputs) 节点中，可选择 STP、 RPS、LMT+ 、LMT- 和 TRIG 输入的滤波时间常数（0.20 ms 到 12.80 ms）。增加滤 波器时间常数可消除更多噪声，但会降低对信号状态变化的响应时间。（默认值 = 6.4 ms）
警告
更改数字量输入通道的滤波时间存在的风险
如果数字量输入通道的滤波时间更改自以前的设置，则新的“0”电平输入值可能需要保 持长达 12.8 ms 的累积时间，然后滤波器才会完全响应新输入。在此期间，可能不会 检测到持续时间少于 12.8 ms 的短“0”脉冲事件或对其计数。 滤波时间的这种更改会引发意外的机械或过程操作，这可能会导致人员死亡、重伤和 /或设备损坏。 为了确保新的滤波时间立即生效，必须关闭 CPU 电源后再开启。
● 在“方向控制”(Directional Control) 节点，可选择下列“相位”(Phasing) 模式： – 单相（2 个输出） – 双相（2 个输出） – AB 正交相（2 个输出） – 单相（1 个输出） 还可以选择输出的“极性”(Polarity)（正或负）。
相位
步进/伺服驱动器的“相位”(Phasing) 界面有 4 个选项。这些选项如下： ● 单相（2 个输出）：如果选择单相（2 个输出）选项，则一个输出 (P0) 控制脉冲，另 一输出 (P1) 控制方向。如果脉动处于正向，则 P1 为高（有效）。如果脉动处于负 向，则 P1 为低（无效）。单相（2 个输出）如下图所示（假设极性为正）：
● 双相（2 个输出）：如果选择双相（2 个输出）选项，则一个输出 (P0) 脉冲控制正方 向，另一个输出脉冲 (P1) 控制负方向。双相（2 个输出）如下图所示（假设极性为 正）：
● AB 正交相（2 个输出）：如果选择 AB 正交相（2 个输出）选项，则两个输出均以指 定速度产生脉冲，但相位相差 90 度。AB 正交相（2 个输出）是一种 1X 组态，即会 从输出的一个正跳变到下一个正跳变对生成的脉冲进行测量。在这种情况下，方向由 首先跳变到高的输出确定。针对正向 P0 P1。针对负向 P1 P0。AB 正交相 （2 个输出）如下图所示（假设极性为正）：
● 单相（1 个输出）：如果选择单相（1 个输出）选项，则输出 (P0) 控制脉冲。此模式 下，CPU 只接受正运动命令。当您选择此模式时，运动向导会限制您进行非法的负运 动组态。如果运动应用仅以一个方向进行，则可保存输出。单相（1 个输出）如下图 所示（假设极性为正）：
极性
您可以通过“极性”(Polarity) 参数切换正负向。如果电机的接线方向错误，则通常会进行此 操作。此时，可以通过将此参数设置为负，避免对硬件进行重新接线。负设置如下更改输 出操作： ● 单相（2 个输出）：如果脉动处于正向，则 P1 为低（无效）。如果脉动处于负向， 则 P1 为高（有效）。如下图所示：
● 双相（2 个输出）：P0 脉冲针对负向。P1 脉冲针对正向。如下图所示：
● 单相（1 个输出）：在此相位模式下不允许负极性。 “方向控制”(Directional Control) 对话框的默认设置为“单相（2 个输出）”(Single phase (2 output)) 和“正极性”(Positive polarity)。
说明
无法选择 P0 和 P1 组态到哪个引脚；这被硬编码到特定引脚。有关引脚映射列表，请参 考映射 I/O 部分（本节前面）。
警告
使用“运动轴”时的安全预防措施
轴控制中的限位和停止功能是通过电逻辑实现的，不能提供机电控制所能提供的保护等 级。 控制设备和“运动轴”功能在不安全情况下可能会出现故障，进而导致受控设备的意外操 作。此类意外操作可能会导致严重人身伤害，甚至死亡和／或财产损失。 请考虑使用独立于运动轴和 CPU 的急停功能、机电超控功能或冗余机电保护功能。
组态对物理输入的响应
1. 选择对 LMT+、LMT- 和 STP 输入的响应。 2. 使用下拉列表选择：减速至停止（默认设置）或立即停止。
输入大的启动和停止速度
输入应用的大速度 (MAX_SPEED) 和启动/停止速度 (SS_SPEED)。
输入点动参数
输入 JOG_SPEED 和 JOG_INCREMENT 值： ● JOG_SPEED：JOG_SPEED（电机的点动速度）是 JOG 命令仍然有效时所能实现的 大速度。 ● JOG_INCREMENT：瞬时 JOG 命令移动工具的距离。 下图显示了点动命令的操作。运动轴接收到点动命令后，将启动定时器。如果在不到 0.5 秒的时间便终止 Jog 命令，则运动轴会以 JOG_SPEED 定义的速度将刀具移动 JOG_INCREMENT 中指定的数量。如果 0.5 秒过后 Jog 命令仍有效，则运动轴加速 到 JOG_SPEED。运动会持续到 Jog 命令被终止。运动轴随后减速至停止。您可以在 运动控制面板中启用点动命令，或通过运动指令启动点动命令。下图显示了 JOG 操 作。
① MAX_SPEED ② JOG_SPEED ③ SS_SPEED ④ JOG_INCREMENT：JOG 命令处于激活状态不超过 0.5 秒。 ⑤ JOG 命令处于激活状态超过 0.5 秒。 ⑥ JOG 命令终止（开始从 JOG_SPEED 降至 SS_SPEED）。 ⑦ 达到的速度可以是 SS_SPEED 至 JOG_SPEED 之间的任何速度，具体取决于 JOG_INCREMENT 的长度。
输入加速时间
在编辑框中输入加速和减速时间。
输入急停时间
急停补偿对于某些移动类型可用，通过减少运动包络的加速和减速部分中的急停（速率变 化），实现较平稳的位置控制。
急停补偿又称作“S 曲线成型”。该补偿等效应用于加速和减速曲线的开始和结束部分。对 于初始步和终步期间的零速与 SS_SPEED 之间，则不会应用急停补偿。 可输入时间值 (JERK_TIME) 指定急停补偿。这是加速度从零变化为大加速率所需的时 间。急停时间越长，则运行越平稳，与减少 ACCEL_TIME 和 DECEL_TIME 的方式相 比，总周期时间会略微增大。值为 0 ms（默认值）时，表示未应用任何补偿。
说明
JERK_TIME 值的佳设置为 ACCEL_TIME 的 40%。
说明
急停补偿不可用于双速移动、手动更改速度移动、中止的移动和达到限制或 STP 输入时 自动做出的减速反应。
组态反冲补偿
反冲补偿：在方向发生变化时，为消除系统中的反冲（滞慢），电机必须移动的距离。反 冲补偿始终为正值： ● 默认值 = 0 ● 选择参考点搜索序列来使用反冲。
组态参考点和搜索参数
1. 为您的应用选择使用参考点或不使用参考点： – 若应用需要从一个位置处开始运动或以位置作为参考，则必须建立一个参 考点 (RP) 或零点位置，该点可将位置测量固定到物理系统的一个已知点上。 – 如果使用参考点，则需要定义自动重新定位参考点的方法。。自动定位参考点的过 程称为“参考点搜索”。在向导中定义“参考点搜索”过程需要两步。 2. 输入参考点搜索速度（快速搜索速度和慢速搜索速度）： – RP_FAST 是模块执行 RP 搜索命令时使用的初始速度。通常，RP_FAST 值约为 MAX_SPEED 值的 2/3。 – RP_SLOW 是接近 RP 的终速度。接近 RP 时，会使用一个较慢的速度，以免错 过。通常，RP_SLOW 的值为 SS_SPEED 值。 3. 定义初始搜索方向和终参考点接近方向： – RP_SEEK_DIR 是 RP 搜索操作的初始方向。通常，这个方向是从工作区到 RP 附 近。限位开关在确定 RP 的搜索区域时起着至关重要的作用。当执行 RP 搜索操作 时，遇到限位开关会引起方向反转，使搜索能够继续下去。（默认方向 = 反向） – RP_APPR_DIR 是终接近 RP 的方向。为了减小反冲并提供更高的精度，应该按 照从 RP 移动到工作区所使用的方向来接近参考点。（默认方向 = 正向） 4. 运动向导提供参考点选项，可以指定 RP 偏移量 (RP_OFFSET)，即从 RP 到零点 位置的距离。请参见下图： – RP_OFFSET：从 RP 到物理测量系统零点位置的距离。 – 默认值 = 0
5. 运动轴提供了一个参考点开关 (RPS) 输入，在搜索 RP 的过程中使用。以 RPS 为参 考确定一个准确的位置作为 RP。可以把 RPS 有效区域的中点或边沿作为 RP，也可 以选择从 RPS 有效区域边沿开始，经过一定数量的 Z 脉冲 (ZP) 的位置作为 RP。 6. 您可以为运动轴组态搜索参考点的顺序。下图显示了一个简化了的默认 RP 搜索顺序 图。您可以为 RP 搜索顺序选择以下模式： – RP 搜索模式 0：不执行 RP 搜索序列 – RP 搜索模式 1：这种模式将 RP 定位在靠近工作区一侧的 RPS 输入开始激活的位 置。（默认） – RP 搜索模式 2：RP 在 RPS 输入有效区内居中。 – RP 搜索模式 3：RP 位于 RPS 输入的有效区之外。RP_Z_CNT 指定 RPS 失效后 应接收的 ZP（零脉冲）输入的数目。 – RP 搜索模式 4：RP 通常位于 RPS 输入的有效区内。RP_Z_CNT 指定 RPS 激活 后应接收的 ZP（零脉冲）输入的数目。
说明 RPS 有效区（RPS 输入保持激活的距离）必须大于从 RP_FAST 减速为 RP_SLOW 所需 的距离。如果距离过短，运动轴将生成一个错误。
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