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完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期,在整個(gè)運(yùn)行期間,PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段,輸入采樣在輸入采樣階段,PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。

然后雙擊[Transfer"選項(xiàng),如下圖,用戶程序執(zhí)行在用戶程序執(zhí)行階段,PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖),在掃描每一條梯形圖時(shí),又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路,并按先左后右。

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運(yùn)動(dòng)控制(MC)是自動(dòng)化的一個(gè)分支，它使用統(tǒng)稱為伺服機(jī)構(gòu)的一些設(shè)備，如液壓泵、線性執(zhí)行機(jī)構(gòu)或者電動(dòng)機(jī)來(lái)控制機(jī)器的位置或速度。運(yùn)動(dòng)控制被廣泛應(yīng)用在機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、包裝、印刷、紡織和裝配工業(yè)中。

運(yùn)動(dòng)控制功能作為每一個(gè)S7 - 1500 CPU的組件，支持軸的控制定位和移動(dòng)。圖8-10為S7-1500 CPU的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)示例。

圖8-10  S7 -1500 CPU的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)示例

可以使用PROFIBUS - DP和PROFINET I/O連接驅(qū)動(dòng)裝置和編碼器。帶模擬設(shè)定值接口的驅(qū)動(dòng)裝置可以使用模擬量輸出(AQ)進(jìn)行連接。此外，通過(guò)工藝模塊(TM)，也可以讀出編碼器中的信息。

通過(guò)TIA Portal，可以創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)控制項(xiàng)目、組態(tài)工藝對(duì)象，并將組態(tài)結(jié)果加載到CPU中，然后在CPU中執(zhí)行運(yùn)動(dòng)控制功能。另外，還可通過(guò)TIA portal進(jìn)行調(diào)試、優(yōu)化和診斷。

在S7 - 1500 CPU中集成運(yùn)動(dòng)控制對(duì)象的用戶界面和示意圖如圖8-11所示。

通過(guò)TIA Portal，可對(duì)運(yùn)動(dòng)控制功能進(jìn)行規(guī)劃和調(diào)試，包括硬件集成和組態(tài)、工藝對(duì)象的創(chuàng)建和組態(tài)、用戶程序的創(chuàng)建、診斷。

工藝對(duì)象代表控制器中的每個(gè)實(shí)體對(duì)象（如一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置）。在用戶程序中通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制指令可調(diào)用工藝對(duì)象的各個(gè)功能。工藝對(duì)象可對(duì)實(shí)體對(duì)象的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制，并報(bào)告狀態(tài)信息（如當(dāng)前位置）。

在TIA Portal軟件中，可通過(guò)工藝對(duì)象的組態(tài)表示實(shí)體對(duì)象的屬性。組態(tài)數(shù)據(jù)則存儲(chǔ)在工藝對(duì)象數(shù)據(jù)塊中。

圖8-11    S7 -1500 CPU中集成運(yùn)動(dòng)控制對(duì)象的用戶界面和示意圖

在運(yùn)動(dòng)控制中可使用以下工藝對(duì)象：

(1)速度控制軸工藝對(duì)象

速度控制軸工藝對(duì)象可根據(jù)指定的空間坐標(biāo)變換計(jì)算速度設(shè)定值，并輸出到驅(qū)動(dòng)裝置。速度軸的所有運(yùn)動(dòng)均在速度控制下進(jìn)行。

速度控制軸工藝對(duì)象的基本操作原理如圖8-12所示。

圖8-12    速度控制軸工藝對(duì)象的基本操作原理

(2)定位軸工藝對(duì)象

定位軸工藝對(duì)象可根據(jù)指定的空間坐標(biāo)變換計(jì)算位置設(shè)定值，并將相應(yīng)的速度控制設(shè)定值輸出到驅(qū)動(dòng)裝置。定位軸的所有運(yùn)動(dòng)均在速度控制下進(jìn)行。進(jìn)行對(duì)定位時(shí)，定位軸工藝對(duì)象必須已知物理位置。

定位軸工藝對(duì)象的基本操作原理如圖8-13所示。

圖8-13    定位軸工藝對(duì)象的基本操作原理

定位軸可作為一個(gè)直線軸或旋轉(zhuǎn)軸，具體取決于機(jī)械裝置的執(zhí)行情況。作為直線軸時(shí)，軸的位置以線性值進(jìn)行衡量，例如毫米( mm)。作為旋轉(zhuǎn)軸時(shí)，軸的位置以角度進(jìn)行衡量，例如度(°)。

(3)同步軸工藝對(duì)象

同步軸工藝對(duì)象包括定位軸工藝對(duì)象的全部功能，還可將軸與主值互連，從而使軸在同步操作中跟隨引導(dǎo)軸的位置變化，如圖8-14所示。

圖8-14    定位軸工藝對(duì)象的基本操作原理

(4)外部編碼器工藝對(duì)象

可通過(guò)外部編碼器工藝對(duì)象對(duì)位置進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果報(bào)告給控制器。通過(guò)對(duì)機(jī)械特性、編碼器設(shè)置和歸位過(guò)程進(jìn)行參數(shù)分配，可創(chuàng)建編碼器值和規(guī)定位置之間的關(guān)系。

外部編碼器工藝對(duì)象的基本操作原理如圖8-15所示。

驅(qū)動(dòng)裝置用于控制軸的運(yùn)動(dòng)。這些驅(qū)動(dòng)裝置將集成到硬件組態(tài)中。在用戶程序中執(zhí)行運(yùn)動(dòng)控制作業(yè)時(shí)，工藝對(duì)象用于控制驅(qū)動(dòng)裝置并讀取位置編碼器的值。驅(qū)動(dòng)裝置可稱為“執(zhí)行器”，編碼器也稱為“傳感器”。

圖8-15    外部編碼器工藝對(duì)象的基本操作原理

驅(qū)動(dòng)裝置和編碼器可通過(guò)PROFIdrive報(bào)文進(jìn)行連接。可使用的硬件接口為PROFIBUS -DP、PROFINET I/O和工藝模塊(TM)。