運動控制系統應用及實例解析

第1章運動控制概述1
1.1運動控制的定義1
1.2描述運動控制的三個維度2
1.2.1運動學維度2
1.2.2運動特徵維度2
1.2.3運動軸維度3
1.3運動控制常用名詞3
1.4運動控制類型及特點11
1.4.1風機泵類控制11
1.4.2傳送及進給類控制12
1.4.3物料加工及處理類控制13
1.5運動控制的發展14
1.5.1硬體及軟體的發展14
1.5.2運動控制功能的發展15

第2章運動控制的解決方案16
2.1運動控制系統的組成16
2.2運動控制的典型應用17
2.2.1捲曲應用17
2.2.2追同步應用17
2.2.3角同步應用18
2.3運動控制的功能實現18
2.3.1驅動器集成運動控制功能19
2.3.2控制系統實現運動控制功能19

第3章基於驅動器的控制功能20
3.1V/F控制20
3.1.1V/F控制概述20
3.1.2控制要點21
3.1.3V/F控制調試示例23
3.2開環速度向量控制27
3.2.1開環速度向量控制概述27
3.2.2開環速度向量控制控制要點28
3.2.3開環速度向量控制調試示例29
3.3閉環速度向量控制36
3.3.1閉環速度向量控制概述36
3.3.2閉環速度向量控制控制要點36
3.3.3閉環速度向量控制調試示例36
3.4定位控制42
3.4.1定位控制概述42
3.4.2定位控制要點42
3.4.3定位控制調試示例43
3.5驅動器集成的常用功能55
3.5.1Vdc控制器55
3.5.2PID工藝控制器58
3.5.3摩擦特性曲線61
3.6驅動器集成的軟體程式設計功能63
3.6.1自由功能塊63
3.6.2驅動控制圖表（DCC）功能66
3.6.3通過SINAMICS DCB Studio軟體創建DCC功能塊庫74

第4章基於系統的運動控制功能81
4.1定位功能81
4.1.1驅動器內集成的定位功能81
4.1.2示例：西門子S7-1200 PLC控制SINAMICS V90伺服驅動器實現基本定位86
4.1.3控制器通過工藝物件TO實現定位功能95
4.1.4示例：西門子S7-1500 PLC通過工藝物件與SINAMICS V90伺服驅動器實現定位功能99
4.2電子齒輪（Gear）同步106
4.2.1應用場合106
4.2.2示例：西門子S7-1500T PLC與SINAMICS S210伺服驅動系統實現電子齒輪同步107
4.3電子凸輪（CAM）同步113
4.3.1定義及基本概念113
4.3.2示例：西門子S7-1500 PLC和SINAMICS V90伺服驅動器實現凸輪同步118
4.4轉矩同步122
4.4.1應用場合122
4.4.2控制方案123
4.4.3示例：西門子S7-1500 PLC與SINAMICS S120伺服驅動器實現轉矩同步127
4.5夾緊功能132
4.5.1功能概述132
4.5.2示例：西門子S7-1500 PLC和SINAMICS V90伺服驅動器實現夾緊工藝133
4.6捲曲功能142
4.6.1系統組成142
4.6.2捲曲常用的三種張力控制方式144
4.6.3捲曲功能的即時卷徑計算148
4.7橫切和飛剪150
4.7.1系統組成與工藝151
4.7.2示例1：西門子SIMOTION和SINAMICS S120伺服驅動器實現橫切功能154
4.7.3示例2：西門子S7-1500T和SINAMICS S120伺服驅動器實現橫切功能158

第5章實例應用1162
5.1全自動絲網印刷燙金一體機162
5.1.1絲網印刷機設備概述162
5.1.2絲網印刷機電氣系統組態164
5.1.3絲網印刷機運動控制解決方案165
5.1.4絲網印刷機運動控制技術要點解析171
5.2凹版印刷機178
5.2.1凹版印刷機設備概述178
5.2.2凹版印刷機電氣系統組態179
5.2.3凹版印刷機運動控制解決方案179
5.2.4凹版印刷機運動控制技術要點解析182
5.3機組式柔版印刷機184
5.3.1柔版印刷機設備概述184
5.3.2柔版印刷機電氣系統組態185
5.3.3柔版印刷機運動控制解決方案185
5.3.4柔版印刷機運動控制技術要點解析189

第6章實例應用2191
6.1枕式包裝機191
6.1.1枕式包裝機設備概述191
6.1.2枕式包裝機電氣系統組態192
6.1.3枕式包裝機運動控制解決方案192
6.1.4枕式包裝機運動控制技術要點解析193
6.2糖果包裝機197
6.2.1糖果包裝機設備概述197
6.2.2糖果包裝機電氣系統組態198
6.2.3糖果包裝機運動控制解決方案198
6.2.4糖果包裝機運動控制技術要點解析201
6.3多列立式條狀包裝機204
6.3.1多列立式條狀包裝機設備概述204
6.3.2多列立式條狀包裝機電氣系統組態204
6.3.3多列立式條狀包裝機運動控制解決方案204
6.3.4多列立式條狀包裝機運動控制技術要點解析210

第7章實例應用3211
7.1大型高速薄膜分切機211
7.1.1薄膜分切機設備概述211
7.1.2薄膜分切機電氣系統組態212
7.1.3薄膜分切機運動控制解決方案212
7.1.4薄膜分切機運動控制技術要點解析219
7.2橫切機222
7.2.1橫切機設備概述222
7.2.2橫切機電氣系統組態223
7.2.3橫切機運動控制解決方案224
7.2.4橫切機技術要點解析227
7.3恒張力繞線機228
7.3.1恒張力繞線機設備概述228
7.3.2恒張力繞線機電氣系統組態229
7.3.3恒張力繞線機運動控制解決方案229
7.3.4恒張力繞線機運動控制技術要點解析233

第8章實例應用4234
8.1袋裝彈簧機234
8.1.1袋裝彈簧機設備概述234
8.1.2袋裝彈簧機電氣系統組態235
8.1.3袋裝彈簧機運動控制解決方案235
8.1.4袋裝彈簧機運動控制技術要點解析244
8.2水車式多軸組合加工專機246
8.2.1水車式多軸組合加工專機設備概述246
8.2.2水車式多軸組合加工專機電氣系統組態246
8.2.3水車式多軸組合加工專機運動控制解決方案247
8.2.4水車式多軸組合加工專機運動控制技術要點解析251
8.3金屬制罐機械251
8.3.1金屬制罐機械設備概述251
8.3.2金屬制罐機械電氣系統組態252
8.3.3金屬制罐機械運動控制解決方案253
8.3.4金屬制罐機械運動控制技術要點解析256
8.4衝壓機械手259
8.4.1衝壓機械手設備概述259
8.4.2衝壓機械手電氣系統組態260
8.4.3衝壓機械手運動控制解決方案261
8.4.4衝壓機械手運動控制技術要點解析267

第9章實例應用5270
9.1立體倉庫提升機270
9.1.1立體倉庫提升機設備概述270
9.1.2立體倉庫提升機電氣系統組態270
9.1.3立體倉庫提升機運動控制解決方案271
9.1.4立體倉庫提升機運動控制技術要點解析271
9.2堆垛機277
9.2.1堆垛機設備概述277
9.2.2堆垛機運動控制278
9.2.3堆垛機運動控制技術要點解析279
9.3環形軌道穿梭車280
9.3.1環形軌道穿梭車設備概述280
9.3.2環形軌道穿梭車電氣系統組態281
9.3.3環形軌道穿梭車運動控制技術要點解析282

第10章實例應用6286
10.1塔式起重機286
10.1.1塔式起重機設備概述286
10.1.2塔式起重機電氣系統組態286
10.1.3塔式起重機運動控制解決方案287
10.1.4塔式起重機運動控制技術要點解析288
10.2汽車高速滾床291
10.2.1汽車高速滾床設備概述291
10.2.2汽車高速滾床電氣系統組態292
10.2.3汽車高速滾床運動控制技術要點解析293

第11章實例應用7299
11.1電池模擬器299
11.1.1電池模擬器設備概述299
11.1.2電池模擬器電氣系統組態300
11.1.3電池模擬器運動控制解決方案300
11.2捲繞功能和張力控制功能綜合解析304
11.2.1捲繞功能和張力控制的應用問題304
11.2.2捲繞選型時的注意事項305
11.2.3勻速運動時張力的處理307
11.2.4加減速時張力的處理308

第12章數位化虛擬調試310
12.1概述及解決方案310
12.2NX MCD軟體312
12.3NX MCD軟體的模擬序列實現320
12.4TIA博途軟體與NX MCD軟體的虛擬調試325
12.5TIA博途軟體、SIMIT軟體和NX MCD軟體在環虛擬調試329
12.6NX MCD軟體與SIZER軟體優化驅動配置338