深入浅出西门子运动控制器ST 使用指南

第1章产品概述
1.1概述
1.1.1西门子运动控制产品介绍
1.1.2 S7-1500T/TF系列产品特点
1.2硬件、工艺模块以及驱动器介绍
1.2.1硬件结构及接口
1.2.2网络架构
1.2.3工艺模块扩展
1.2.4适用于各种应用的驱动平台
1.3软件结构、运动相关资源以及选型工具
1.3.1存储器介绍
1.3.2组织块介绍
1.3.3运动功能框架
1.3.4运动资源
1.3.5选型工具
1.4常用系统控制结构
1.4.1 PROFIdrive通信方式
1.4.2 模拟量或者脉冲形式
1.4.3 典型应用及典型配置方案
1.5 软件环境准备及与设备的连接
1.5.1博途软件
1.5.2 博途软件“Portal视图”说明
1.5.3 软件“项目视图”说明
1.5.4 工具栏和常用快捷键说明
1.5.5 仿真软件PLCSIM/PLCSIM ADVANCED介绍
1.5.6 基本项目的虚拟调试举例
1.5.7 其他相关的选件和工具软件介绍

第2 章 S7-1500T/TF与驱动的通信
2.1 PROFIdrive通信概述
2.1.1应用类别
2.1.2 常用报文
2.2 PROFINET通信概述
2.2.1 概述
2.2.2 PROFINET IO系统
2.2.3 PROFINET IO的RT和IRT
2.2.4 等时模式
2.2.5 IO 设备的地址
2.3 S7-1500T 和V90 PN的通信实例
2.3.1 V90 PN硬件组态和优化
2.4 S7-1500T 和S210通信实例
2.4.1 S210硬件组态和优化
2.4.2 S7-1500T与S210通信配置和轴配置实例
2.5 S7-1500T 和S120（基于Startdrive软件）通信实例
2.5.1 S120硬件组态和优化
2.5.2 S7-1500T与S120通信配置和轴配置实例

第3 章 速度轴和定位轴
3.1 轴的基本概念
3.1.1速度轴简介
3.1.2定位轴简介
3.1.3创建轴以及轴的基本参数
3.2 轴的驱动装置设置
3.3 轴及编码器机械参数设置
3.3.1 测量编码器数据设置
3.3.2 机械参数设置
3.4 动态默认值
3.5 急停
3.6 位置限制
3.6.1 位置限制
3.6.2 动态限制
3.6.3 扭矩限制
3.6.4 固定停止检测
3.7 回零
3.7.1概述
3.7.2主动回零
3.7.3被动回零
3.7.4直接回零(设置回零位置)
3.7.5绝对值编码器校正
3.7.6 回零状态位的复位
3.8 轴的位置监视功能
3.9 轴的控制回路
3.9.1动态伺服控制功能(DSC)
3.9.2控制回路
3.9.2控制回路
3.10 运动控制基本命令编程
3.10.1运动控制命令和时序说明
3.10.2 轴的使能与停止命令
3.10.3速度轴和定位轴的控制命令
3.10.4 轴的扭矩限制及运行到固定挡块命令
3.11工艺对象报警的查询与处理
3.12 “TRACE”功能对工艺对象的状态跟踪
3.13 练习1：S7-1500T速度及定位控制项目的创建和组态

第4章 同步轴介绍
4.1概述
4.2电子齿轮同步功能
4.2.1相对电子齿轮同步（“MC_GearIn”）
4.2.2绝对齿轮同步（MC_GearInPos）
4.2.3练习2：S7-1500T齿轮同步项目的创建和配置
4.3电子凸轮同步功能
4.3.1博途软件中的电子凸轮编辑工具
4.3.2凸轮同步功能
4.3.3练习3：S7-1500T凸轮同步项目的创建和配置
4.4引导轴为实轴或者编码器时的实际值耦合
4.4.1实际值耦合参数介绍
4.4.2预推断参数计算
4.5解除同步

第5 章 S7-1500T 运动机构功能介绍
5.1 概述
5.2 运动机构工艺对象基本概念
5.2.1运动机构工艺对象的基本工作原理
5.2.2坐标系与标架的基本知识
5.2.3运动机构类型简述
5.2.4运动机构的正逆变换
5.2.5运动机构的运动类型
5.2.6运动机构的多个运动衔接
5.2.7运动机构的区域监视
5.2.8运动机构工艺对象的配置
5.3 运动机构的调试
5.3.1 运动机构控制面板
5.3.2 运动机构轨迹
5.4 运动机构编程简介
5.4.1 运动状态和剩余距离
5.4.2 中断、继续和停止运动机构运动
5.4.3 运动区域
5.4.4 工具
5.4.5 坐标系设置
5.5 练习4：通过路径插补命令画“S”曲线

第6章 扩展功能介绍
6.1外部编码器
6.1.1 外部编码器支持的硬件
6.1.2通过工艺模块 (TM) 连接编码器
6.1.3 通过PROFINET/PROFIBUS（PROFIdrive）通信连接编码器
6.1.4 通过驱动连接编码器
6.2测量输入
6.2.1 支持测量输入功能的硬件
6.2.2 测量输入功能说明
6.2.3 使用ET200SP TM Timer DIDQ作为测量输入的组态
6.2.4 使用PROFIdrive(S120 CU上的快速输入)作为测量输入的组态
6.2.5测量输入工艺对象的配置步骤
6.2.6 测量输入命令
6.2.7练习5：S7-1500T测量输入在切标机中的应用
6.3输出凸轮和凸轮轨迹
6.3.1 输出凸轮和凸轮轨迹使用的硬件
6.3.2 输出凸轮及凸轮轨迹功能说明
6.3.3 使用ET200SPTM Timer DIDQ作为输出凸轮的组态
6.3.4使用数字量输出模块作为输出凸轮的组态
6.3.5输出凸轮及凸轮轨迹工艺对象的配置步骤
6.3.6输出凸轮及输出凸轮轨迹命令
6.3.7练习6：S7-1500T电子齿轮同步及输出凸轮的应用

第7 章 故障安全功能
7.1 故障安全规范概述
7.2 机械安全的实现步骤
7.3 驱动器的安全功能介绍
7.3.1 基本安全功能
7.3.2 扩展安全功能
7.3.3 高级安全功能
7.4安全PLC介绍
7.5 基于PROFIsafe实现安全功能的实现步骤
7.5.1 配置驱动器和安全PLC
7.5.2在安全PLC中配置驱动的安全控制报文和编写安全控制程序
7.5.3配置驱动器的安全功能
7.5.4测试安全功能

第8 章 S7-1500T虚拟调试功能
8.1 虚拟调试

随着工业制造生产效率的不断提升，运动控制系统也在快速发展。在经历了从步进控制系统到总线型伺服控制系统等诸多阶段后，当前运动控制已经进入到高速、高精度的数字化控制系统阶段。传统的PLC正在适应这种发展，逐步集成了众多的运动控制功能。并且随着以太网在工业领域中的大量应用，传统的脉冲、模拟量控制已经开始向基于以太网的实时通信控制方向进行转换。其它新技术的引入，也使当前的自动化运动控制具有了越来越丰富的功能和属性，例如通过OPC UA通信实现标准化行业数据传递、驱动器与电动机通过通信的方式进行数据交换，以及统一的软件平台实现控制器、驱动器和人机界面的集成调试等。
数字化是工业领域发展的新阶段，随着大量的数字化技术与传统自动化技术的快速融合、交汇，数字化的理念逐渐被工业领域所熟悉并且接受。通过机械、电气以及自动化控制的有机结合，运动控制设备展现了蓬勃发展的强大生命力。利用虚拟调试技术（机电一体化概念设计）极大地缩短了调试时间，利用统一的数字化平台使参与各个调试环节的工程师可以有效地沟通和协作，再加上生产和加工数据的大量采集和分析，使数字化为工业领域带来诸多优势和价值。
为了适应运动控制的发展趋势，为广大客户提供具有数字化基因的高端产品，西门子数字化工厂集团于2016年推出了新一代基于PLC平台的运动控制产品S7-1500T，它在PLC中集成专用的运动控制器内核，适用于所有执行运动控制任务的机器，从简单的调速控制到高性能的多轴协调运动，为众多运动控制任务提供一个简单而灵活的解决方案。通过便于操作的PLCopen指令和友好的编程测试环境，可以快速地实现定位、同步以及运动机构控制等功能。为了提高S7-1500T的可用性，提高工程师的编程效率并使项目规范化，西门子公司提供了种类丰富的标准化程序库供用户使用，可以缩短工程师编程以及调试的时间，降低了使用和维护难度。目前，S7-1500T已应用于印刷、包装、纺织、连续物料加工以及金属成型等行业。
本书基于编者多年从事这方面工作的体会，详细介绍了西门子S7-1500T的性能特点及应用技术。在内容的编写上力求实用性与先进性并举，避免过多的抽象概念，更加偏重实用性，从产品综述、通信、工艺对象、运动系统功能、扩展功能介绍、安全功能、数字化实践及常用库等多方面为工程应用人员做了全面介绍，是一本非常好的实用型参考书。本书可作为自动化与驱动领域的工程技术人员及高等院校师生的参考书，也可作为培训教材。
本书即将出版之际，特别要感谢西门子（中国）有限公司数字化工厂集团工厂自动化生产机械业务总经理段诚先生为本书撰写序言。同时本书还得到了西门子工厂自动化有限公司相关领导及众多同事的大力支持和指导。本书主编张雪亮先生，副主编王薇女士，参编人员曹健、赵东晓先生对本书的编写和审核付出了辛勤汗水，在此一并表示深深的谢意！