一、設計思路

1、用PLC控制一維運動平臺實現電機的自動正反轉運行及手動正反轉運行；

2、一維運動平臺的行程兩端各有一行程開關，分別定義為正向限位和負向限位；

3、在電機自動正反轉運行前，需對電機進行復位。復位的過程是：啟動電機往負向運行，運行至負向限位後，往正向運行一段距離，將該位置作為電機自動正反轉運行的初始位置；

4、復位完成後，按下正轉按鈕，電機往正向運行一段距離（該距離通過運動包絡參數設定），到位後停止。按下反轉按鈕，電機往負向運行一段距離，到位後停止；

5、如正反轉運行過程中，觸動行程開關，電機停止運行。此時可通過手動正反轉按鈕控制電機運行離開限位開關，或按下復位按鈕對平臺重新復位；

6、觸動行程開關後，需重新復位才能進行自動正反轉運行控制；

7、在電機運行過程中，任何時刻均可通過“停止按鈕”和“急停按鈕”控制其停止運行；

8、停止運行後，需重新復位才能進行自動正反轉運行控制；

9、“復位指示燈”、“運行指示燈”和“停止指示燈”用來指示一維平臺的運行狀態。

二、機械本體

三、硬件電路

S7-200 CPU提供兩個高速脈衝輸出點（Q0.0和Q0.1）,可以分別工作在PTO(脈衝串輸出）和PWM（脈寬調製）狀態下。使用PTO或PWM可以實現速度、位置的開環運動控制。

PTO功能可以輸出一串脈衝，用戶可以控制脈衝的週期（頻率）和個數。PWM功能可以連續輸出一串佔空比可調的脈衝，用戶可以控制脈衝的週期和脈寬（佔空比）。

高速脈衝輸出點和普通數字量輸出點共用輸出映像Q0.0和Q0.1。當在Q0.0和Q0.1上激活PTO或PWM功能時，PTO/PWM發生器對輸出擁有控制權，輸出波形不受其他影響。

只有晶體管輸出類型的CPU能夠支持高速脈衝輸出功能。

四、運動包絡

包絡（Profile）是一個預先定義的以位置為橫座標，以速度為縱座標的曲線，包絡是運動的圖形描述。

一個包絡由多段組成，每一段包含一個達到目標速度的加減速過程，和以目標速度勻速運行的一串指定數量的脈衝。如果是單段運動控制或者是多段運動控制的最後一段，還應該包括一個由目標速度到停止的減速過程。

PTO主要通過包絡來實現位置控制。位置控制想到通過參數設置來創建包絡，並用圖形方式顯示包絡曲線，自動生成位置控制用的子程序。

五、運動包絡設定步驟

在開始編寫程序前，首先設定運動包絡，步驟如下：

（1）雙擊左圖所示“嚮導—PTO/PWM”，出現“脈衝輸出嚮導”窗口。

（2）選擇Q0.0，單擊“下一步”。

（3）選擇“線性脈衝串輸出（PTO）”，單擊“下一步”。

（4）設置項目中應用的電機最高速度、最低速度和電機啟動/停止速度。

（5）單擊“下一步”，設置加減速時間。

（6）單擊“下一步”。

（7）點擊“新包絡”，選擇“是”。

（8）圖27灰色部分激活，在其中選擇“相對位置”，設置好參數，其中步0的目標位置不要設置太小，需大於加減速脈衝數之和。

（9）單擊“確認”。

（10）將參數”VB0”更改為“VB1000”，需注意，不要在程序中再重複定義“VB1000—VB1069”；單擊“下一步”。

（11）單擊“完成”，在彈出的對話框中選擇“是”。

（12）運動包絡設置完成。在調用子程序中出現Q0.0對應的位控子程序。

六、PLC程序

1、上電初始化

SM0.1：首次掃描週期時該位打開，用途是調用初始化子程序。

2、電機控制子程序和初始化

PTO0_CTRL在程序中只使用一次，並且在每次掃描時得到執行,所以使用SM0.0作為EN的輸入。

EN：使能端，用SM0.0連接，保持常通；

I_STOP：有效時電機立即停止；

D_STOP：有效時電機減速停止；

Done：完成標誌。為“1”時表明上一指令執行完成；

Error：顯示錯誤代碼，“0”表示無錯誤；

C_Pos：HSC計數器功能開啟時，表示運行脈衝數，否則為0。

3、復位

VD1100：復位返回脈衝數，在數據塊的“用戶定義1”進行設置。根據電機的減速比和驅動器的細分以及電機行程設置。

VD1043：運行包絡恆速段脈衝數；VD1100－VD1080= VD1043。

4、正轉

VD60.1：運動包絡運行完成標誌，PTO0_CTRL中的“Done”參數；v100.1：正轉運行狀態；v101.3：正轉結束；

I0.1：正轉按鈕；

V100.1：正轉運行狀態；V101.2：復位完成標誌。正反轉自動運行前必須復位完成；

Q0.2：電機方向；

VD1104：正反轉脈衝數，同VD1100參數一樣， 在“數據塊”的“用戶定義1”中設置．VD1104－VD1080= VD1043。

5、反轉

VD60.1：運動包絡運行完成標誌，PTO0_CTRL中的“Done”參數；v100.2：反轉運行狀態；v101.4：反轉結束；

I0.2：反轉按鈕；V100.2：反轉運行狀態；V101.2：復位完成標誌。正反轉自動運行前必須復位完成；

Q0.2：電機方向；

VD1104：正反轉脈衝數，同VD1100參數一樣，在“數據塊”的“用戶定義1”中設置。VD1104－VD1080= VD1043。

6、手動正轉

手動正轉是對電機的點動控制，需要一直按住按鈕，電機才能運行。運行至正限位後，即使按住按鈕也不能運行，只能反向運行。

7、手動反轉

手動反轉是對電機的點動控制，需要一直按住按鈕，電機才能運行。運行至負限位後，即使按住按鈕也不能運行，只能正向運行。

8、緊急停止

緊急停止：運行至正負限位時，對系統的保護策略。任何情況下，按下緊急停止按鈕，使系統緊急停止。

9、輸出

(1)、包絡運行

EN：使能端，用SM0.0鏈接表示保持常通；

START：參數開啟時，執行運動包絡，為確保命令只發送一次，使用上升沿信號；

Profile：設定的運動包絡編號；

Abort：位控模塊停止參數。開啟後停止運行當前包絡並減速停止；

Done：完成標誌。模塊完成該子程序時，此參數為“1”；

Error：錯誤代碼，為“0”表示無錯誤；

C_Profile：包含位控模塊當前執行的輪廓；

C_Step：目前正在執行的輪廓步驟；

C_Pos：如果PTO嚮導的HSC計數器功能已啟用，C_Pos參數包含用脈衝數目表示的模塊；否則此數值始終 為0。

(2)、點動運行

EN：使能端，SM0.0保持常通；

RUN：啟用該參數加速至設定速度運行，停用該參數電機減速停止；

Speed：設定手動運行的最高速度；

Error：本子程序的錯誤代碼，“0”表示無錯誤；

C_Pos：如果PTO嚮導的HSC計數器功能已啟用，C_Pos參數包含用脈衝數目表示的模塊；否則此數值始終為零。

(3)、指示燈

復位狀態下，復位指示燈亮。

正反轉運行時，運行指示燈亮。

不處於復位或運行狀態時，停止燈亮。