运动控制系统软件原理及其标准功能块应用电子书

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前言

第1章 概述

1.1 运动控制系统的组成

1.1.1 运动控制和过程控制

1.1.2 运动控制系统的分类

1.1.3 运动控制系统的组成

1.1.4 运动控制技术的发展

1.1.5 运动控制技术的应用领域

1.2 PLC在智能制造中的定位

1.2.1《国家智能制造标准体系建设指南（2015年版）》的智能制造标准体系参考模型

1.2.2 德国工业4.0参考模型RAMI 4.0

1.2.3 美国国家标准化技术研究院的智能制造生态系统模型

1.2.4 日本工业价值链参考模型IVI

1.2.5 PLC在智能制造系统中的定位

1.2.6 标准化在智能制造中的重要作用

1.2.7 智能制造对运动控制的要求和运动控制的发展趋势

1.3 运动控制技术基础

1.3.1 机械系统

1.3.2 电气控制系统

1.3.3 控制基础

1.3.4 计算机编程基础

第2章 运动控制的理论基础

2.1 运动控制问题

2.1.1 第一类运动控制问题

2.1.2 第二类运动控制问题

2.2 运动控制系统的基本原理

2.2.1 坐标系和坐标变换

2.2.2 插补技术

2.2.3 S轮廓曲线和配置文件

2.2.4 位置运动学和动力学方程

2.2.5 电机控制技术

2.2.6 传动和控制技术

2.2.7 检测技术

第3章 PLCopen运动控制规范

3.1 PLCopen规范概述

3.1.1 PLCopen运动控制规范的特点

3.1.2 PLCopen运动控制功能块的概念和模型

3.1.3 管理类运动控制功能块和运动类运动控制功能块

3.1.4 边沿触发功能块和电平控制功能块

3.2 状态图

3.2.1 单轴运动控制的状态图

3.2.2 轴组运动控制的状态图

3.2.3 单轴和轴组状态图的关系

3.2.4 运动控制功能块的状态图及其实现示例

3.3 功能块接口

3.3.1 标准规范定义的数据类型

3.3.2 功能块接口的一般规则

3.3.3 出错处理

3.4 中止模式和混成模式

3.4.1 单轴的缓冲模式

3.4.2 轴组的缓冲模式

3.4.3 轴组的过渡模式和协调运动

3.4.4 电子凸轮和电子齿轮

第4章 运动控制功能块

4.1 单轴运动控制的管理类功能块

4.1.1 MC_Power

4.1.2 MC_ReadStatus和MC_ReadMotionState

4.1.3 MC_ReadAxisError和MC_ReadAxisInfo

4.1.4 MC_ReadParameter和MC_ReadBoolParameter

4.1.5 MC_WriteParameter和MC_WriteBoolParameter

4.1.6 MC_ReadDigitalInput

4.1.7 MC_ReadDigitalOutput和MC_WriteDigitalOutput

4.1.8 MC_ReadActualPosition、MC_ReadActualVelocity和MC_ReadActualTorque

4.1.9 MC_SetPosition和MC_SetOverride

4.1.10 MC_TouchProbe和MC_AbortTrigger

4.1.11 MC_DigitalCamSwitch

4.1.12 MC_Reset

4.1.13 MC_HaltSuperimposed

4.1.14 MC_LimitLoad和MC_LimitMotion

4.2 单轴运动控制的运动类功能块

4.2.1 MC_Home

4.2.2 MC_Stop和MC_Halt

4.2.3 MC_MoveAbsolute、MC_MoveRelative、MC_MoveAdditive和MC_MoveSupperimposed

4.2.4 MC_MoveContiAbsolute和MC_MoveContiRelative

4.2.5 MC_MoveVelocity

4.2.6 MC_TorqueControl和MC_LoadControl

4.2.7 MC_PositionProfile、MC_VelocityProfile、MC_AccelerationProfile和MC_LoadProfile

4.2.8 MC_LoadSuperImposed

4.3 多轴运动控制功能块

4.3.1 多轴运动控制的管理类功能块MC_CamTableSelect

4.3.2 多轴运动控制的运动类功能块

4.4 协调运动控制功能块

4.4.1 协调管理类运动控制功能块

4.4.2 协调运动类运动控制功能块

4.5 同步运动控制功能块

4.5.1 MC_SyncAxisToGroup

4.5.2 MC_SyncGroupToAxis

4.5.3 MC_TrackConveyorBelt

4.5.4 MC_TrackRotaryTable

4.6 原点定位运动控制功能块

4.6.1 MC_StepAbsoluteSwitch

4.6.2 MC_StepLimitSwitch

4.6.3 MC_StepBlock

4.6.4 MC_StepReferencePulse

4.6.5 MC_StepDistanceCoded

4.6.6 MC_HomeDirect

4.6.7 MC_HomeAbsolute

4.6.8 MC_FinishHoming

4.6.9 MC_StepRefFlySwitch

4.6.10 MC_StepRefFlyRefPulse

4.6.11 MC_AbortPsHoming

4.6.12 实际应用的原点定位模式

4.7 安全运动

4.7.1 安全运动监视功能概述

4.7.2 安全运动监控功能的示例

第5章 运动控制的数据通信

5.1 运动控制实时数据通信的基本概念

5.1.1 确定性联网的基本概念

5.1.2 运动控制对实时通信的要求

5.1.3 现场总线和工业以太网实时性问题

5.1.4 与运动控制相关的工业以太网性能比较

5.2 PLC的通信

5.2.1 网络拓扑结构

5.2.2 典型可编程逻辑控制器网络系统

5.2.3 OPC UA实现数据通信

第6章 运动控制应用

6.1 贴标机的应用

6.1.1 平面贴标机

6.1.2 卧式贴标机

6.2 仓储系统的应用

6.2.1 控制要求

6.2.2 简单方法的实现

6.2.3 协调运动方法的实现

6.3 点位运动控制

6.3.1 控制要求

6.3.2 点位控制功能块的编程

6.4 飞剪过程的控制

6.4.1 控制要求

6.4.2 控制程序

6.5 包装机械的控制

6.5.1 PackML

6.5.2 收卷过程的功能块

第7章 PLCopen运动控制规范的系统实现

7.1 ISG的运动控制平台ISG Kernel

7.1.1 运动控制平台ISG-MCP

7.1.2 PLCopen运动控制功能块库McpPLCopenBase

7.1.3 运动控制系统的实现示例

7.2 施耐德SoMachine系统

7.2.1 系统简介

7.2.2 应用示例

7.3 欧姆龙Sysmac Studio系统

7.3.1 系统简介

7.3.2 应用示例

第8章 西门子运动控制系统

8.1 系统简介

8.1.1 概述

8.1.2 硬件简介

8.1.3 软件简介

8.2 工艺包和工艺对象

8.2.1 工艺包和工艺对象

8.2.2 运动控制功能块

8.3 位置控制和伺服驱动

8.3.1 位置控制

8.3.2 伺服控制

参考文献