一、 系统准备与基础配置

实现PN定位与扭矩控制的前提是确保软硬件环境满足要求，并正确建立PROFINET通信。

软硬件要求：要实现此功能，需要满足特定的版本条件。从STEP 7-Micro/WIN SMART V2.4和S7-200 SMART PLC固件版本V2.4开始，CPU才具备PROFINET IO控制器的功能

。因此，首先需要确认PLC固件已升级至V2.4或更高版本。此外，还需要安装V90 PN的调试软件SINAMICS V-ASSISTANT，以及用于编程的STEP 7-Micro/WIN SMART软件和对应的SINAMIC control库更新工具

。

PROFINET网络组态：这是通信的基础。首先，需要在编程软件中导入V90 PN的GSDML文件

。随后，通过软件内的“PROFINET向导”功能，将PLC角色设置为“PROFINET IO控制器”，并添加V90 PN作为IO设备

。在此过程中，必须为V90 PN分配一个IP地址和设备名称，且该设备名称必须与后续在驱动器侧设置的名称完全一致

。通常，通信报文选择“西门子报文111”，其最小更新时间可设置为4ms

。

二、 驱动器（V90 PN）参数配置

驱动器的正确配置是实现定位和扭矩控制功能的关键，所有设置均需在V-ASSISTANT软件中完成。

激活基本定位器控制（EPOS）：这是实现定位控制的核心。必须将V90 PN的控制模式设置为“基本定位器控制（EPOS）”

。同时，将通信报文参数（P0922）设置为111，以匹配PLC侧的组态

。

配置机械与定位参数：需要根据实际机械结构设置正确的齿轮比，并定义负载每移动一圈所对应的长度单位（LU）

。此外，还需在驱动器中设置基本定位功能的相关参数，如最大加减速度、各程序段的位置/速度、点动参数以及回零参数等

。配置完成后，需将参数下载至驱动器并重启生效

。

扭矩控制相关配置（如运行到固定停止点）：对于需要扭矩控制的应用，例如拧紧或夹紧，可以使用“运行到固定停止点”功能。在EPOS模式下，可以在某个程序段的高级设置中，将“任务（P2621）”选择为“2：固定档块”，并在“参数（P2622）”中设置扭矩限制值（单位0.01 Nm）

。特别注意，使用此功能时，驱动器的参考扭矩参数（P2003）必须设置为额定扭矩的3倍，且扭矩限值百分比需设置为正负300%

。

三、 PLC程序编写与功能实现

在完成硬件组态和驱动器配置后，即可在PLC中编写控制程序。S7-200 SMART主要通过调用预置的库功能块来实现复杂控制。

定位控制：使用SINA_POS功能块：安装SINAMIC control库后，可以在指令库中找到SINA_POS功能块

。该功能块支持多达8种运行模式，包括相对定位、绝对定位、连续速度运行、主动回零、直接设置回零位置、运行程序段、速度点动和距离点动

。调用时，关键点在于正确填写输入参数：

St_I_add和St_Q_add：必须指向PROFINET向导中为V90 PN配置的报文I/O起始地址（如&IB128和&QB128）

。

Control_table和Status_table：指向用于传递控制字和状态字的连续V存储区起始地址

。

运行条件：在触发任何运动模式前，必须确保CancelTraversing和IntermediateStop设置为1，并且Control_table中的ConfigEpos参数初始值设置为3（即不激活OFF2和OFF3停止）

。

扭矩控制：使用MC_TorqueControl指令（针对S7-200 SMART G2 V3.2及以上）：对于更新版本的PLC（如G2 V3.2），除了使用驱动器的固定停止点功能，还可以直接使用运动控制指令MC_TorqueControl进行更灵活的扭矩控制

。该指令有两种模式：

模式0（速度模式，提供附加扭矩）：在此模式下，PLC在不脱离原有速度或位置控制的前提下，向驱动器叠加一个附加转矩设定值，实现更精细的力控调节

。

模式1（扭矩控制模式）：在此模式下，指令会直接启用驱动器的扭矩控制模式（STW1.14=1）

。使用此指令需要配置750报文，并确保轴对象已准备就绪（Drive Ready、Enable为1，无Error）

。

四、 功能应用示例：运行到固定停止点

结合定位与扭矩控制的典型应用是“运行到固定停止点”。其实现流程综合了上述配置：

在V90中配置一个程序段，任务设为“固定档块”，并设定扭矩限制值

。

在S7-200 SMART PLC中，调用SINA_POS功能块，将ModePos设置为6（运行程序段模式），并指定对应的程序段号

。

满足运行条件后触发Execute，驱动器将控制电机以设定速度运行至机械挡块，接触后扭矩上升，直至达到设定的扭矩限制值并保持，从而完成以固定扭矩压紧或拧紧的动