产品技术介绍—SIMATIC S7-1200 运动控制

与S7-200一样，S7-1200通过使用PTO（脉冲串输出）控制伺服或步进驱动器、HSC（高速计数器）检测输出的脉冲个数来实现开环位置控制。但在具体实现上则有明显的不同，S7-200使用脉冲输出和高速计数指令配合中断处理子程序来实现工艺上的定位需求，S7-1200则使用PLCOpen Motion Control标准定位功能块来直接响应用户工艺上的定位需求，标准定位功能块将具体的实现细节封装，为用户提供了友好的使用接口。
使用S7-1200的位置控制时可参考的资料：
1. Step7 Basic V10.5 SP2 中文帮助“对PLC进行编程-->使用工艺对象-->使用运动控制” 和“对PLC进行编程-->参考-->运动控制”。
2. SIMATIC STEP 7 Basic V10.5 入门指南 01/2010 第5章“实例“运动””（下载中心，文档编号 40263542）
3. S7-1200入门手册的第7章“轻松使用内置脉冲发生器”（下载中心，文档编号 39710145）
本次产品技术介绍和大家分享的话题有：
1.S7-1200与S7-200运动控制功能比较
2.S7-1200运动控制功能选型时的注意事项
3.S7-1200“轴”工艺对象的概念
4.S7-1200运动控制功能组态、编程、调试和诊断过程注意事项
针对以上方面，欢迎大家提出疑问或分享实用经验。负责本次话题的西门子技术支持工程师也会向大家做更详细介绍，澄清问题，与大家共同切磋。
此次集中探讨将持续至5月14日，其中有突出表现的网友将获得加倍精华奖励积分；最终所有有效留帖的网友将获得加倍发帖积分；根据交流情况，会酌情赠送小礼品。
交流结束后也将专门整理重要内容，供广大网友分享参考。
预祝大家交流愉快，收获丰富！

S7-1200与S7-200运动控制功能比较：

支持PTO的CPU类型：
S7-200：只有晶体管输出类型的CPU才能使用PTO功能实现运动控制。
S7-1200：除了晶体管输出类型的CPU外，继电器输出类型的CPU也可通过添加信号板来使用PTO功能实现运动控制。

PTO的最大输出频率：
S7-200：除224XP集成PTO最大输出频率为100KHz外，其他型号CPU集成PTO最大输出频率为20KHz。
S7-1200：CPU本体集成DO及信号板上的DO的PTO最大输出频率为100KHz。

PTO输出的信号类型：
S7-200：除224XPsi输出类型为漏型（NPN），其它型号均为源型（PNP）。
S7-1200：CPU本体集成DO及信号板上的DO的输出类型均为源型（PNP）。

PTO输出的电压等级：
S7-200：除224XP/224XPsi能输出5V信号外，其它型号输出均为24V。
S7-1200：CPU本体集成DO输出为24V。信号板有24V和5V输出两种型号。

是否有位置控制模块：
S7-200：有，EM253集成与驱动器交互的DI/DO，独立完成定位功能，不占用CPU资源。
S7-1200：目前还没有。

集成PTO的位置控制功能的组态方式：
S7-200：可使用位置控制向导生成包络曲线，并使用生成的子程序实现负载按包络曲线运动。也可使用特殊存储区和脉冲输出及高速计数指令实现定位或自定义包络。
S7-1200：无位置控制向导，但提供清晰的“轴”工艺对象组态界面来组态“轴”的各种属性及参数。

集成PTO的位置控制功能的编程接口：
S7-200：SIEMENS提供的特殊接口。
S7-1200：提供符合PLCOpen Motion Control标准的编程接口。

集成PTO的位置控制功能的调试方式：
S7-200：无调试面板，只能通过生成的程序去测试。EM253位控模块有调试面板。
S7-1200：有调试面板，在无位置控制程序的情况下用调试面板手动控制轴的运动。

集成PTO的位置控制功能的诊断方法：
S7-200：通过子程序的输出的状态及特殊存储区的状态来诊断。
S7-1200：通过功能块的输出状态及调试面板的状态及错误显示来诊断。
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我安装完SIMATIC STEP 7 Basic V10.5 打开后怎么找不到楼主所说的SIMATIC STEP 7 Basic V10.5 入门指南 01/2010 第5章“实例“运动 ”项目Extendet_Example_PID

SIMATIC STEP 7 Basic V10.5 入门指南 01/2010 中的例子程序下载页面：

http://cache.automation.siemens.com/dnl/DI/DI1MDIzAAAA_40263542_HB/Hb%2DInfo_00.htm

运动控制的项目文件为：Extended_Example_Motion.zip 。

在中断中使用位置控制指令似乎会有问题，具体不好描述,大概就是只能执行一次，再基本无法执行了...
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一、关于S7－1200运动控制与S7－200系列相比较如下
1、S7－1200在运动控制中使用了轴的概念。
2、通过对轴的组态，包括硬件接口、位置定义、动态特性、机械特性等，与相关的Pulse Options（脉冲选项）组态和Motion Control（运动控制）功能块组合使用，可实现绝对位置、相对位置、点动、转速及自寻找原始点的功能。
3、还提供了运行中修改速度和位置的功能（On The Fly），可在运动系统不停止情况下，实时改变设定速度和位置。
二、关于S7－1200“轴”工艺对象的概念
1、“轴”表示驱动的工艺对象。
2、“轴”工艺对象是用户程序与驱动的接口。
3、工艺对象从用户程序中接收运动控制指令后执行，并实时监控执行状态。
4、“驱动”表示伺服或步进电机的机电转换器单元。
5、驱动由CPU产生脉冲（Pulse）对“轴”工艺对象进行控制。
6、此外，运动控制还必需对工艺对象（Technological Object）组态，才能使用运动控制指令块。
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比S7-200有进步的是，S7-1200对步进伺服做速度控制，并且可随时修改速度值，
但对轴概念来说还是有不足之处，1.不支持大闭环位置控制，2.不支持模拟量输出控制伺服定位系统。

如果能实现上述2点，那对中小型用户真实大大的喜讯了。
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请教各位大侠，在选择伺服需要注意些什么啊？为什么我的PTO输出已经达到最大了电机的转速都不是太快？
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虽然在中断OB中调用可实现部分功能。但位置控制指令不是一个循环能运行完成的，所以要在循环OB中调用位置控制指令。
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PLCopen Motion Control官方网站相关资料：
http://www.plcopen.org/pages/tc2_motion_control/forms/conf-motioncontrol.htm

由于其紧凑型模块化设计及高性能，SIMATIC S7-1200 适用于大量自动化应用，而且成本非常合算。其大量的指令集使得 SIMATIC S7-1200 可解决小到中型自动化应用。

SIMATIC S7-1200 PLC 与新型 SIMATIC HMI Basic Panel 的完美匹配确保自动化任务特别高效、易于开发和调试。

SIMATIC STEP 7 Basic 用于 SIMATIC S7-1200 的工程系统，具有直观的处理特性，包括用于组态 HMI Basic Panel 的 SIMATIC WinCC Basic。

The SIMATIC S7-1200 PLC 与 STEP 7 Basic V10.5 于 2009 年汉诺威工业博览会上一起展示。

产品信息

SIMATIC S7-1200 控制器
在进入市场 （CPU 1211C / CPU 1212C / CPU 1214C） 时，CPU 的每个性能阶段都具有许多特性和功能，将帮助客户为其应用创建高效的自动化解决方案。下面列出的是 SIMATIC S7-1200 的显著特性概述：

集成的以太网接口
以宽幅 AC 或 DC 电源形式集成的电源 （85 - 264 V AC 或 24 V DC）
集成数字量输出 24V DC 或继电器
集成 24V DC 数字量输入 （P-读数 （接收端） / M-读数 （源） （IEC 型 1 个 P-读数））
集成模拟量输入 0-10V
频率高达 100 kHz 的脉冲序列输出 （PTO）
频率高达 100 kHz 的脉宽调制 （PWM） 输出
频率高达 100 kHz 的高速计数器 （HSC）
通过连接附加通信模块 （如：RS 485 或 RS232） 实现了模块化和可裁剪性
通过信号板直接在 CPU 上扩展模拟量或数字量信号实现了模块化和可裁剪性 （同时保持 CPU 原有空间）
通过信号模块的大量模拟量和数字量输入和输出信号实现模块化和可裁剪性 （CPU 1211C 除外）
可选的存储器扩展 （SIMATIC 存储卡）
PLCopen 运动控制，用于简单的运动控制
带自整定功能的 PID 控制器
集成实时时钟
密码保护
时间中断
报警输入
库功能
在线 / 离线诊断
所有模块上的端子都可拆卸
由于其许多集成功能，SIMATIC S7-1200 是目前 SIMATIC S7-200 的创新性后续产品。

S7-1200 信号板

信号板提供所有 SIMATIC S7-1200 控制器的成本有效扩展，同时保持原有空间。下列信号板在进入市场时可用：

单通道信号板模拟量输出
带 2 个数字量输入和 2 个数字量输出的混合 DI / DO 信号板
S7-1200 信号模块
通过信号模块，可以模块化方式在中央组态中对 SIMATIC S7-1200 进行扩展。这既灵活又节省空间，适用于任何应用。进入市场时，我们已能够提供大量不同的模拟量或数字量信号模块。预期后续会增大这种投入。

S7-1200 通信模块
此外，每个 SIMATIC S7-1200 控制器可扩展多达 3 个不同的通信模块。除集成以太网接口外，这提供了大量的连接选择，例如：应用相关协议，如 USS 或 Modbus。

兼容性和必要的组件

STEP 7 Basic
新型 SIMATIC S7-1200 控制器系列通过 STEP 7 Basic V10.5 及更高版本编程。不能用旧版本的 STEP 7 或用 STEP 7-Micro/WIN 对 SIMATIC S7-1200 CPU 编程。

SIMATIC 存储卡 （并非操作 CPU 所必需）
SIMATIC 存储卡可用于扩展 CPU 装载内存，以装载应用软件或更新固化程序。

兼容性
SIMATIC S7-1200 控制器系列在软件和硬件方面都不兼容现在的 SIMATIC S7-200 控制器系列。





新的 SIMATIC S7-1200 可编程控制器系列供货发布。



新尺寸易于实现自动化 - 微型自动化等

SIMATIC S7-1200 是 SIMATIC S7 可编程控制器系列中的新型模块化微型 PLC，其组成为：

控制器，带有集成 PROFINET 接口，用于编程设备、HMI 或其它 SIMATIC 控制器之间通信
信号板，可直接插入到控制器
信号模块，用于扩展控制器输入和输出通道
通信模块，用于扩展控制器通信接口
附件，如电源、开关模块或 SIMATIC 存储卡

可能是你选择的伺服驱动器的分辨率比较高（电机转一圈所需的脉冲数较多，比如10000），当PTO输出达到最大100K时对应的转速为100K/10000=10转/秒=600转/分，而电机额定转速为3000转/分，所以会出现PTO输出已经达到最大了电机的转速都不是太快的情况。

选型的时候一定要注意以下速度关系：

PTO输出频率 <---> 电机的转速 <---> 负载的运动速度
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选型时还要注意S7-1200与伺服或步进驱动器的接口的匹配：电压等级（S7-1200本体只能输出24V，信号板可输出24V、5V），驱动电路类型（S7-1200为PNP类型，可考虑使用SIMATIC PLC/SINAMICS V80通讯电缆6ES7 298-2DR23-0XA0），指令脉冲类型（S7-1200为“方向+脉冲序列 正逻辑”）。
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为什么我在位置极限组态界面没做任何设置，在组态完其他项目后，硬件限位设置位置显示有错误？
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你可能是在“轴”工艺对象的“回原点”组态中选择了“达到硬件限位开关后允许自动反向运行”。如果选择了这个选项则必须对硬件限位进行组态。如果不选此选项则不会出现这种错误。
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不选择“达到硬件限位开关后允许自动反向运行”就不报错了。谢了。

不过，回原点时没有碰到限位反向容易冲出轨道，还是加上的好。
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“轴”工艺对象是用户程序与驱动器之间的接口，它接收程序中的运动控制指令，经过内部的位置控制数学模型的计算后，以脉冲串的形式发送给驱动器来驱动电机的运行，从而实现定位功能。

“轴”工艺对象的主要组件有：

1.硬件接口：包括轴控制输出的PTO，以及用于高速脉冲输出的内部计数的高速计数器（HSC）。
2.驱动器接口：包括PLC输出到驱动器的使能信号，以及驱动器输入到PLC的驱动器就绪信号。
3.机械接口：即每个输出脉冲与实际负载位移的对应关系。
4.位置限制接口：硬限位和软限位，用于保护负载在正负限位之间的工作区域安全运行。
5.参考点：用于绝对定位时的零点的确定。

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多个“轴”对象可使用同一个PTO吗？
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多个“轴”对象可以使用同一脉冲发生器，但不能同时启用。
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集成晶体管输出类型的CPU可使用集成的DO输出高速脉冲串来实现运动控制，集成继电器输出类型的CPU可通过增加信号板（SB）来输出高速脉冲串来实现运动控制，可使用的信号板类型为：
DO4x24V DC(6ES7 222-1BD30-0XB0)
DO4x5V DC(6ES7 222-1AD30-0XB0)
DI2/DO2x24V DC(6ES7 223-0BD30-0XB0)
DI2/DO2x24V DC(6ES7 223-3BD30-0XB0)
DI2/DO2x5V DC(6ES7 223-3AD30-0XB0)
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