本節主要包括如下一些內(nei) 容：

1、什麽(me) 是運動控製（Motion Control）？

2、運動控製的基本方式；

3、S7-200 SMART的運動軸；

運動控製（Motion Control）是電氣自動化控製的一個(ge) 分支（常見的電氣自動化控製包括過程控製、運動控製等），它是通過控製被控對象（通常是步進電機或者伺服電機）的速度、位移、力矩等物理量，來完成指定的控製任務。比如工業(ye) 自動化中工作台往複運動的控製、3D打印機的控製、數控機床的控製、工業(ye) 機器人的控製等都屬於(yu) 運動控製的範疇。

根據控製的難易程度的不同，運動控製又可分為(wei) 通用運動控製和複雜運動控製。

"通用運動控製（General Motion Control）"是指被控對象的運動形式相對比較簡單（比如工作台的往複運動）、通常隻需要控製一個(ge) 軸、其運動軌跡多為(wei) 直線的運動控製；

"複雜運動控製（Complex Motion Control）"是指那些需要控製多個(ge) 軸協調運動的、運動軌跡比較複雜的、對被控對象的速度、位置、力矩等物理量精度要求比較高的運動控製（比如數控機床、工業(ye) 機器人的控製）；

無論是通用運動控製還是複雜運動控製，都是由運動控製係統（Motion Control System）完成的。

一個(ge) 完整運動控製係統包括運動控製器、步進驅動器或者伺服驅動器、步進電機或者伺服電機組成。由於(yu) 伺服電機本身集成編碼器，因此通常構成閉環控製係統；而步進電機本身沒有編碼器，因此多構成開環控製係統。當然，這也不是絕對的。可以通過在運動軸上安裝編碼器而使步進電機驅動的軸也構成閉環係統。

典型的運動控製係統如下圖所示：

運動控製器通過發送脈衝(chong) 或者通信的方式將控製信號發送給步進驅動器或者伺服驅動器，步進驅動器或者伺服驅動器再根據控製指令驅動步進電機或者伺服電機進行運動。

1）、通信的方式：

S7-200 SMART標準型CPU可以通過PROFINET通信的方式將控製信號發送給SINAMICS V90伺服驅動器（PN版本），後者可以控製伺服電機進行運動；除了PROFINET，其它PLC還有支持Modbus、CANopen等通信協議的版本；下麵這張圖是S7-200 SMART通過PROFINET網絡控製三台伺服驅動器的示意圖：

2）、脈衝(chong) 的方式：

運動控製器通過發送占空比為(wei) 50%的脈衝(chong) 信號給步進/伺服驅動器，後者驅動步進電機或者伺服電機進行運動。根據設置的不同，脈衝(chong) 信號可以有1路或者2路，用來指示轉速或者方向。這種信號輸出方式也稱為(wei) PTO（Pulse Train Output），即"脈衝(chong) 串輸出"。

SINAMICS V90有PTI版本，這裏的PTI是指（Pulse Train Input），即"脈衝(chong) 串輸入"，也就是說該版本的伺服驅動器接收PTO信號。

下麵這張圖是S7-200 SMART使用脈衝(chong) 的方式控製三台伺服驅動器的示意圖：

注意：S7-200 SMART晶體(ti) 管型的CPU可以輸出脈衝(chong) 串（PTO），繼電器輸出型不能輸出PTO，選型的時候要加以區分；S7-200 SMART高速脈衝(chong) 的頻率範圍為(wei) ：2Hz~100KHz（即每秒2個(ge) 脈衝(chong) 到每秒100,000個(ge) 脈衝(chong) ）；

為(wei) 了方便的進行運動控製，S7-200 SMART引入了運動軸的概念。

運動軸是一個(ge) 邏輯上的概念，簡單理解，它是一個(ge) 直線型的、包括輸出（電機）信號和輸入（限位）信號的軸。

S7-200 SMART標準型CPU支持運動控製功能。其中，CPU ST20最多支持2個(ge) 運動軸；CPU ST40和ST60最多支持3個(ge) 運動軸；

每個(ge) 運動軸都有三個(ge) 輸出信號：P0、P1和DIS信號；

P0和P1用於(yu) 控製電機的速度和方向，有四種配置方式：單相（2路脈衝(chong) 輸出）、雙相（2路脈衝(chong) 輸出）、A/B相位正交（2路脈衝(chong) 輸出）、單相（1路脈衝(chong) 輸出）；

DIS信號為(wei) 源型輸出，用來禁止或使能步進驅動器或伺服驅動器；

三個(ge) 運動軸的P0、P1和DIS對應的輸出通道如下表：

注意：如果軸1組態為(wei) 單相兩(liang) 路輸出（脈衝(chong) +方向），則P1分配到Q0.7；如果軸1組態為(wei) 雙向輸出或者A/B相輸出，則P1被分配到Q0.3，但此時軸2將不能使用；

除了輸出信號，每個(ge) 運動軸還有對應的輸入信號，比如工作台的左右限位信號、參考點信號、零脈衝(chong) 信號等等。下麵這張表格是CPU輸入通道對應的運動軸信號：

S7-200 SMART提供運動控製向導對運動軸進行組態；運動軸的測量係統可以是工程單位（比如mm），也可以是脈衝(chong) 數；支持絕對位置、相對位置的運動；支持參考點查找；提供可組態的反衝(chong) 補償(chang) ；最多支持32組曲線，每組曲線最多支持16 步；提供運動控製麵板用於(yu) 手動調試；

除了運動控製向導，也可以通過PLS指令來控製PTO信號的輸出。這些內(nei) 容將在後續文章中詳細介紹。