学习目标:
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集成运动控制系统的基本组态 集成运动控制系统的基本组态 集成运动控制系统的基本组态 集成运动控制系统的基本组态
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轴的连接测试及调节试运转 轴的连接测试及调节试运转 轴的连接测试及调节试运转 轴的连接测试及调节试运转
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运动控制指令的使用 运动控制指令的使用 运动控制指令的使用 运动控制指令的使用
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电子齿轮功能 电子齿轮功能 电子齿轮功能 电子齿轮功能
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使用图形编辑器实现电子凸轮功能 使用图形编辑器实现电子凸轮功能 使用图形编辑器实现电子凸轮功能 使用图形编辑器实现电子凸轮功能
集成运动控制动手实验
这一节为您更好地了解 ControlLogix 平台的先进之处提供了一个很好的机会。在接下来 的章节中您将需要做一些实验并亲自完成这些动手练习。
在这个实验中您将完成 在这个实验中您将完成 在这个实验中您将完成 在这个实验中您将完成
使用 RSLogix5000 软件和 Ultra3000（或 Kinetix6000）伺服驱动器完成这些动手实验。
这些实验的目的是让您更好地了解这些产品最新的特点。
这些实验可以实现 这些实验可以实现 这些实验可以实现 这些实验可以实现： ： ： ：
轴的连接测试及调节试运转
轴使能和轴回原点
点动轴和停止轴
电子齿轮和电子凸轮
谁应该完成这个实验 谁应该完成这个实验 谁应该完成这个实验 谁应该完成这个实验
这些动手实验是为那些已经对罗克韦尔自动化集成架构产品比较了解并且已经使用过 RSLogix5000 软件的工程人员。
认识您眼前的实验设备 认识您眼前的实验设备 认识您眼前的实验设备 认识您眼前的实验设备
现在，摆在您眼前的是 ControlLogix 演示箱（带有 SERCOS Ultra3000 伺服驱动器），它 包含了实验中所要用到的硬件设备。特别指出，您将使用演示箱中的 ControlLogix 控制器、
SERCOS 接口模块、Ultra3000 伺服驱动器，EtherNet/IP 以太网通讯模块和 Y 系列交流伺服 电动机来完成下面的实验。那么，让我们在开始实验前花一分钟时间来认识这些设备。
1756-L55 控制器两个控制器两个控制器两个 控制器两个
1756-M08SE SERCOS 光纤接口模块一个光纤接口模块一个光纤接口模块一个光纤接口模块一个
1756-ENBT 以太网以太网以太网以太网通讯模块一个通讯模块一个通讯模块一个通讯模块一个
1756-OB16D 数字量输出模块一个数字量输出模块一个数字量输出模块一个数字量输出模块一个
2098-DSD-005-SE Ultra3000 伺服驱动器两个伺服驱动器两个伺服驱动器两个 伺服驱动器两个
Y-1002-2-H 交流伺服电动机两台交流伺服电动机两台交流伺服电动机两台交流伺服电动机两台
有了这些硬件设备，再配合 RSLinx 和 RSLogix5000 软件的使用，您就可以感受到集成
典型应用实例 典型应用实例 典型应用实例 典型应用实例
如今，包装服务的要求与日俱增，为了满足需要，您可能在最近的一次拍卖会中购买了 50 台收缩薄膜包装机。这些机器的机械系统非常耐用，但控制系统则显得有些陈旧。机器 的工作原理十分简单：包装箱放在进给传送带上并运送到切刀区，在这里会有松紧度适当的 塑料薄膜送入此区。薄膜来自一个卷筒并能够将包装箱完全包住。切刀的旋转与进给传送带 的速度保持同步（机械连接），然后它将包装箱的前端和后端用薄膜封起来。而封装的后端 就成为传送带下一个包装箱的前端。接着，包装箱将薄膜收缩并裹紧它的加热通道来实现塑 封。下图简单的示意了包装机的工作过程。图中省略了薄膜卷筒和涂抹器机械。
包装机运动控制系统
当前的机械设计需要操作员来停机，而且当出现更换包装箱尺寸的要求时，仍需要通过 调整滑轮机械来实现切刀和进给传送带的速度同步。这将导致成本的提高并降低生产率。
现有控制系统由下列设备组成 现有控制系统由下列设备组成 现有控制系统由下列设备组成 现有控制系统由下列设备组成：：：：
直流电动机和驱动器（与进给传送带连接）。速度是通过电位器控制。所有其它的速度 同步都通过机械机构来完成
PLC 用来控制机械的顺序逻辑
切刀和加热通道由独立的温度控制器进行控制
您需要具有下列优点的控制系统 您需要具有下列优点的控制系统 您需要具有下列优点的控制系统 您需要具有下列优点的控制系统：：： ：
将运动，顺序逻辑和精确温度控制（PID）进行集成，从而省却了独立的温度控制器
一个可扩展的系统，如果将来需要加入取放货物单元或者控制多台机器，该系统具有将 轴扩展到更多的能力
为今后连接到罗克韦尔自动化可视化产品提供途径
为今后连接到用于生产规划以及配方下载的车间级网络提供途径
可以有效的与现有车间级原材料处理系统（由 Logix 控制）进行同步
您会马上认识到带有 您会马上认识到带有 您会马上认识到带有
您会马上认识到带有 Ultra3000 伺服 伺服驱动器的 伺服 伺服 驱动器的 驱动器的 驱动器的 Logix 集成运动控制解决方案 集成运动控制解决方案 集成运动控制解决方案 集成运动控制解决方案 将提供以上所有功能甚至对您意味着更多
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5.1 集成运动控制系统的基本组态
在这个实验中，我们将向您介绍 Logix 产品家族。在实验中您将做到：
● 创建一个工程
● 组态控制器
● 组态所需要的 I/O 模块
您将启动 RSLogix 5000 编程软件，使用它对控制器进行编程。在计算机的桌面上，双 击 RSLogix 5000 图标 ，RSLogix 5000 屏幕出现，进行如下实验：
5.1.1 创建一个新的工程
在实验的这部分中，您将创建一个使用 ControlLogix 控制器的离线程序。
1. 单击 File->New，您会看到 New Controller（新建控制器）界面。
2. 如图 5-1 所示键入参数，单击 OK。
图 5-1 新建工程对话框
控制器项目资源管理器出现在 RSLogix5000 窗口的左端，并出现一个控制器 Lab1 的文 件夹。您现在已经创建完成了第一个控制器项目文件。此时，没有 I/O、标签数据库、或者 是同控制器文件关联的逻辑，如图 5-2 所示。
图 5-2 创建完成的工程显示界面
注意注意注意注意：：：控制器项目资源管理器在您的控制器文件中以图形的形式出现。该显示包括一个： 树形文件夹和包含所有当前控制器文件中关于程序和数据信息的文件。该文件树中缺省的主 要文件夹是：
控制器文件夹－包含控制器范围标签，控制器故障处理程序和上电处理程序。
任务－文件夹中显示的任务。每个任务包括带有多个程序范围标签的程序。
趋势图－文件夹中显示的趋势图。
数据类型－显示预定义和用户定义的数据类型。用户定义的数据在这个文件夹中创建。
I/O 组态－包含关于该控制器文件的硬件组态信息。它保持了控制器组态用于通讯的模 块层次结构。
3. 从控制器项目资源管理器中，在 Controller Lab1 上右击并且如图 5-3 所示选择 Properties（属性）：
图 5-3 选择控制器属性选项
controller the Coordinated System Time master（令此控制器为协调系统时间主站）的复选框，
如图 5-4 所示。
图 5-4 选择 CST 对话框 注意注意
注意注意：：：协调系统时间 CST（Coordinated System Time） ：
协调系统时间为所有位于 Logix5000 框架中的模块制定了一个同步时间值。设置 CST 可以使一个框架中的控制器成为主控制器。这使得该控制器负责对框架中的所有模块进行时 间标记和同步。
CST 是一个 64 位的值，该值显示从主令时间被设置起所经过的微秒数。设置 CST 将有 以下功能：存在于同一个 Logix5000 框架中的所有模块将与主控制器中的 CST 时间值同步。
5. 单击 Apply（应用），然后单击 OK 退出对话框。
5.1.2 组态 SERCOS 接口模块
在实验的这个部分中，您将组态一个 SERCOS 接口模块。
1. 在控制器项目资源管理器中 I/O Configuration（I/O 组态）上右击并且选择 New Module
（新建模块），如图 5-5 所示。
图 5-5 选择新建模块对话框
2. 当出现 Select Module Type（选择模块类型）对话框时，单击 Clear All（清除所有模 块）按钮，如图 5-6 所示。
图 5-6 选择模块类型对话框
3. 单击 Motion（运动控制）复选框，选择 1756-M08SE 并且单击 OK，如图 5-7 所示。
图 5-7 运动控制模块列表 注意
注意
注意注意：根据控制轴数目的不同存在多个 SERCOS 模块可供选择。罗克韦尔自动化提供 可升级的解决方案以满足您的使用要求，来对您的投资获得最大的回报。
4. 当出现如图 5-8 所示对话框时，输入以下组态参数，然后单击 Next（下一步）两次。
图 5-8 1756-M08SE 模块属性对话框
5. 在 SERCOS Interface（接口）选项卡上，选择 Cycle Time（周期时间）为 1 ms，Transmit Power（SERCOS 环网传输功率）设置为 High（高），然后单击 Finish（完成），如图 5-9 所 示。
图 5-9 选择周期时间对话框 注意注意
注意注意：伺服驱动器需要硬件使能，如果使用 Ultra3000 伺服驱动器，则驱动器上的使能 端子与机架 0 号槽的数字量输出模块 8 号输出点连接，请在 I/O Configuration（I/O 组态）中 添加一个 1756-OB16D 数字量输出模块，并在 Controller Tag（控制器标签）中将模块的第 8 位置 1，如果使用 Kinetix6000 伺服驱动器演示箱，则需要将 Axis1 Enable（演示箱右下侧的 驱动器使能开关）拨为满顺时针位置。
至此，您已经完成了 Logix SERCOS 接口模块的组态。下面的步骤将帮助您完成伺服驱 动器的组态。您将注意到在 Logix 中一个伺服驱动器就像一个 I/O 模块，并且 SERCOS 环网 被看作是背板的扩充，而背板则为运动控制提供通讯路径。
5.1.3 组态伺服驱动器
在实验的这部分中，您将学会如何组态伺服驱动器。
1. 在控制器项目资源管理器中，右击 1756-M08SE 模块并且选择 New Module（新建模 块）。
2. 如图 5-10 所示，在出现的模块菜单上，选择 2098-DSD-005-SE，单击 OK。
图 5-10 添加 2098-DSD-005-SE 伺服驱动器
如果要添加 Kinetix6000 伺服驱动器，则选择 2094 系列的驱动器，如图 5-11 所示。
图 5-11 添加 Kinetix6000 伺服驱动器
3. 在 Module Properties（模块属性）对话框中，输入 Name（模块名称）和 Node（节点 号码）参数，如图 5-12 所示：
图 5-12 组态 Ultra3000 伺服驱动器 注意
注意注意
注意：它的名称可以指定为您机器的特殊部分或者是能简化机器程序理解的任何名称。
4. 单击 Next（下一步）按钮两次，出现如图 5-13 所示对话框：
图 5-13 节点设置对话框
5. 单击 New Axis（新建轴）按钮，输入轴名称，然后单击 OK，如图 5-14 所示。
图 5-14 新建轴对话框
6. 在 Node1（节点 1）的下拉菜单中，选择 Axis0（轴 0），然后单击 Finish（完成），
如图 5-15 所示。
图 5-15 设置轴 0 完成的对话框 7. 重复步骤 1 到 6，但以下参数需要修改：
步骤 3：指定驱动器名称 DSD_005_SE_2 步骤 4：指定节点号为 2
步骤 6：在下拉菜单中指定 Axis1（轴 1）
5.1.4 组态一个新的运动组
1. 从控制器项目资源管理器中，在 Motion Groups（运动组）文件夹上右击并且选择 New Motion Group（新建运动组），如图 5-16 所示。
图 5-16 选择新运动组选项 2. 按如图 5-17 所示组态参数，然后单击 OK。
图 5-17 新建运动组组态参数
3. 从控制器项目资源管理器中，在 Motion Group（运动组）上右击并且选择 Properties
（属性）。
4. 当 Motion Group Properties（运动组属性）对话框出现时，单击每个轴并且使用 Add→
按钮将每个轴分配到运动组中，您还可以直接使用拖拽的方式将已经建立好的新轴拖进运动 组中。
5. 单击 Apply（应用）并且检验出现的如图 5-18 所示对话框：
图 5-18 轴分配对话框 6. 单击 Attribute（属性）选项卡。
7. 确认 Auto Tag Update（自动更新标签）中是 Enabled（使能），如图 5-19 所示，并且 单击 OK 退出对话框。
图 5-19 确认自动更新标签栏中是使能
5.1.5 组态运动轴的属性
1. 从控制器项目资源管理器中，在 Axis0（轴 0）上右击并且选择 Properties（属性）， 如图 5-20 所示。
图 5-20 选择轴属性选项
2. 当轴属性对话框出现时，选择 Drive/Motor（驱动器/电动机）选项卡。
3. 单 击 Amplifier Catalog Number （ 放 大 器 目 录 号 ） 的 下 拉 菜 单 并 且 按 如 下 选 择 2098-DSD-005-SE，如图 5-21 所示。
图 5-21 选择驱动器类型 4. 单击 Change Catalog（改变目录）按钮。
5. 在 Change Catalog Number（改变目录号）对话框中，从 Family（家族）下拉菜单中 选择 Y 系列电动机类型，如图 5-22 所示。
图 5-22 电动机类型列表
6. 在出现的 Catalog Number（目录号）列表中，选择 Y-1002-2-H，然后单击 OK，如图 5-23 所示。
图 5-23 选择电动机类型
选择电动机的目录号可以使 Logix 控制器预先读入轴组态所需要的信息，简化并减少了 典型伺服系统需要的组态过程。
注意 注意注意
注意：您并不需要输入电动机铭牌信息或者任何其它电动机参数，只要选择了电动机的 目录号即可。
7. 检验出现如图 5-24 所示的 Drive/Motor（驱动器/电动机）选项卡，然后单击 OK 退 出轴属性对话框。 Axis1（轴 1）的组态同此。。。 。
图 5-24 设置完成的驱动器/电动机选项卡
5.1.6 下载 RSLogix5000 工程
1. 在工具栏菜单中，选择 File>Save。
2. 在工具栏菜单中，选择 Communication>Who Active。
3. 当 Communication>Who Active 窗口出现时，点开 AB_ETHIP-1，然后按如图 5-25 所 示选择在 ControlLogix 框架中槽 1 的控制器：
图 5-25 选择控制器 4. 单击 Download。
您的工程被下载了并且 RSLogix5000 同控制器在线运行。
恭喜您！您已经在 Logix 下完成了伺服驱动器和伺服电机的组态。该系统为伺服环增益、
限值、故障动作和工程单位组态了缺省值。可以看到在轴属性对话框中还有其它选项卡提供 不同的功能。如果缺省值适合您的应用，您应该准备在机器上编制程序。
以下的步骤将使您为一个轴执行一个简单的运动命令，使您体验该系统的简易性。
5.1.7 执行简单的运动命令
1. 在工具栏菜单中，选择 Tools>Motion Direct command。
2. 选择 MSO（运动轴使能）指令并且在轴下拉菜单中选择 Axis0（轴 0），如图 5-26 所 示。
图 5-26 选择轴 0 直接执行命令
3. 单击 Execute（执行）按钮。此时轴应该被使能，所有模块的 LED 应为保持绿色。
4. 选择 MAM（运动轴移动）指令，在 Position（轴移动位置距离）和 Speed（轴旋转 速度，不大于 50）两个参数中写入合适的数值，如图 5-27 所示对指令进行组态：
图 5-27 组态 MAM 指令要执行的运动 5. 按下 Execute（执行）按钮并且观察轴的运动。
6. 选择 MSF（运动轴关闭）指令并且按下 Execute（执行）按钮以关闭轴使能。
7. 在工具栏菜单中，选择 File>Save。
总结我们完成的任务 总结我们完成的任务 总结我们完成的任务 总结我们完成的任务： ： ： ：
您已经完成了一个伺服系统的组态并且可以准备为您的机器编程。注意注意注意注意：不需要其它额 外的软件包（传统的伺服系统需要驱动器组态软件和控制器组态软件）。此外，也不需要额 外的控制器来执行运动控制功能的操作。如您所见，Logix 控制器要优于传统的 PLC 并且集
成了运动控制功能。Kinetix 集成运动控制解决方案提供了最佳的性能，帮您节省了投资。
它的设计优点是：
简化并且减少了典型运动系统需要的硬件构成数量。
简化并且减少了控制系统需要的软件构成数量。
该系统的组态，编程和故障检测仅需要 RSLogix5000。
简化并且减少了运动系统需要的组态。
简化并且减少了运动控制系统的编程。请查看我们其它的实验来学习关于这个主题更多 的内容。
简化并且减少了运动控制系统的维护，提供了获得低维修时间的方法并且您可以获得自 动诊断功能。请查看我们其它的实验来学习关于这个主题更多的内容。
集成到您操作员接口，企业系统以及更多场合。
5.2 轴的连接测试及调节试运转
实验 2 是实验 1 的继续。它将通过执行下面的操作向您介绍如何轻松进行轴的试运转。
●轴的连接测试
●轴的调节试运转
在实验的这个部分，您将在 RSLogix5000 软件中通过访问轴的 Hookup（连接）和 Tune
（调节）属性来进行轴的连接测试和调节试运转，它将帮助您避免错误以及引导您进行适当 的系统调节。
5.2.1 轴的连接测试
连接测试可以帮助您检验轴的 Marker（标记位信号）和 Feedback（编码器反馈信号）
是否与伺服驱动器正确连接，并对轴旋转的正方向进行规定。
1. 在控制器项目资源管理器上，右击 Axis0（轴 0）然后选择 Properties（属性）。 2. 在轴属性对话框中，选择 Hookup（连接）选项卡。
3. 在 Test Increment（测试增量）对话框中，输入 1，如图 5-28 所示。
图 5-28 测试增量对话框
4. 在运行 Hookup（连接）选项卡上的任何测试之前，检验 Ultra3000 伺服驱动器的状 态：
数字显示器显示 4；
Network Status（网络状态）指示灯保持绿色。
如果为 Kinetix6000 伺服驱动器，则应检查以下状态：
数字显示器显示 4；
Bus（总线）指示灯绿色闪烁；
Comm（通讯）指示灯保持绿色；
Axis1 Enable（驱动器使能开关，演示箱右下侧）为满顺时针位置。
5. 选择 Test Marker（测试标记位）按钮并在如图 5-29 所示的对话框中选择 Yes。
图 5-29 连接测试确认保存对话框 6. 按照对话框中的说明用手将轴转动一下，如图 5-30 所示。
图 5-30 测试标记位操作说明对话框
7. 检验 Command Status（命令状态）显示为 Command Complete（命令完成），如图 5-31 所示。
图 5-31 测试完成状态 8. 单击 OK 完成测试。
9. 单击 Test Feedback（测试反馈）按钮.，出现如图 5-32 所示对话框，用手沿正方向旋 转轴。
图 5-32 测试反馈操作说明对话框
10. 用手将轴转动一下，得到 Command Complete（命令完成），如图 5-33 所示。
图 5-33 测试完成状态 11. 单击 OK 完成测试。
12. 选择 Test Command & Feedback（测试命令和反馈）按钮。
13. 单击 RSLogix5000 信息对话框中的 Yes 按钮。
14. Online Command（在线命令）对话框将出现执行 Execting（执行中），如图 5-34 所 示。
图 5-34 执行状态信息框 15. 单击 Online Command（在线命令）对话框中的 OK 按钮。
16. 如果轴旋转方向正确则选择 Yes 按钮，如图 5-35 所示。
17. 单击 Online Command（在线命令）对话框中的 OK 按钮。
18. 单击 RSLogix5000 对话框中的 OK 按钮。
图 5-35 确认正方向对话框 19. 对 Axis1（轴 1）重复进行第 1 至 18 步。
5.2.2 轴的调节试运转
轴调节过程可以帮助您完成对轴的试运转。
1. 在控制器项目资源管理器上，右键 Axis 0（轴 0）并选择 Properties（属性）。 2. 单击 Dynamic（动态）选项卡，观察并记录轴的 Maximum Speed（最大速度）、Maximum Acceleration（最大加速度）、Maximum Deceleration（最大减速度）值，如图 5-36 所示。
图 5-36 动态选项卡属性设置
3. 在轴属性对话框中，选择 Tune（调节）选项卡，其中 Travel Limit（行程限值）表示 调节过程不允许超出的行程范围，Speed（速度）代表调节速度，并按照如图 5-37 所示的参 数进行组态。
适当的调节速度应是最大动态速度的 80％到 40％。Logix 软件将基于您的电机和驱动 器选择计算出最大动态速度。由 Dynamics（动态）选项卡中的 Maximum Speed（最大速度）
63.75，经计算得出该值的 80％等于 51（63.75×0.80＝51）。 4. 在运行调节之前检查 Ultra3000 伺服驱动器如下的状态：
数字显示器显示 4；
Network Status（网络状态）指示灯保持绿色。
如果为 Kinetix6000 伺服驱动器，则应检查以下状态：
数字显示器显示 4；
Bus（总线）指示灯绿色闪烁；
Comm（通讯）指示灯保持绿色；
Axis1 Enable（驱动器使能开关，演示箱右下侧）为满顺时针位置。
5. 当出现对话框时选择 Start Tuning（开始调节）并单击 Yes。
6. 当出现如图 5-38 所示对话框时单击 Yes。
图 5-38 确认在线执行命令
7. 当调节结束时，将弹出 Tune Results（调节结果）对话框，如图 5-39 所示。
图 5-39 调节结果对话框
注意 Position Loop Bandwid（位置环带宽）表示的是运动轴位置给定的响应速度，一般 来说，带宽越高，响应越快。Load Inertia Ratio（负载惯量比）表示的是负载惯量和电机惯 量之间的比值。
8. 当出现 Apply Tune（应用调节）对话框时，选择 OK，如图 5-40 所示。
图 5-40 应用调节对话框 9. 选择 OK 按钮来确认调节参数应用成功，如图 5-41 所示。
图 5-41 调节参数应用成功对话框 10. 对 Axis1（轴 1）重复第 1 至 8 步。
11. 在工具栏菜单中，选择 File>Save。
5.2.3 回顾在调节过程中遇到的普遍故障
自动调节过程中遇到的普遍故障 自动调节过程中遇到的普遍故障 自动调节过程中遇到的普遍故障 自动调节过程中遇到的普遍故障
1. Tune Speed（调节速度）设置的过低，如图 5-42 所示。检查其是否为 Dynamics Maximum Speed（动态最大速度）的 80％至 40％。
2. 调节速度确实落在 80％至 40％内，但是仍然失败。这也许是因为机械未能与带负载 的电动机相匹配。
图 5-42 调节速度太低导致命令无法完成 调节命令不能完成伺服行程限值的可能存在原因
调节命令不能完成伺服行程限值的可能存在原因调节命令不能完成伺服行程限值的可能存在原因 调节命令不能完成伺服行程限值的可能存在原因
1. 在 Tune（调节）选项卡中 Tune Travel Limit（调节行程限值）设置的过低。
2. 调节速度确实落在 80％至 40％内，所以调节速度没有达到造成限制故障，如图 5-43 所示。
图 5-43 伺服行程限值故障导致命令无法完成
总结我们完成的任务 总结我们完成的任务 总结我们完成的任务 总结我们完成的任务： ： ： ：
在本次实验中，我们通过访问运动轴属性对话框完成了对轴的连接测试和调节试运转，
这些操作的成功执行可以确保运动控制系统的正常工作，是调试过程中必不可少的环节。
5.3 运动控制指令的使用
当我们说到运动控制的时候，我们会想看一些运动的事物。在实验的这一节中，您将会 学习怎样使运动轴运动。这就需要使能驱动器以及旋转伺服轴。
5.3.1 轴的使能和轴回原点
实验步骤如下：
1. 使控制器处于离线状态。
2. 在控制器项目资源管理器中，打开 MainRoutine（主例程），如图 5-44 所示：
图 5-44 打开主例程
3. 在指令列表中找到 Motion State（运动状态）指令组，并在第 0 行梯级输入 MSO（运 动轴使能）指令，编写如图 5-45 所示程序：
图 5-45 在例程中 MSO 输入程序 注意
注意注意
注意：指令中 Axis（轴）参数表示要执行操作的轴，Motion Control（运动控制）参数 表示轴结构体文件，用于访问指令状态信息，这两个参数几乎在所有运动控制指令中都要用 到，以后同此。
您应该注意到的第一件事是运动指令的编程环境和其它的顺序指令是相同的。这节省了 大量的开发时间和精力，因为您不再需要学习和保存两个不同的程序，用于握手的同步逻辑，
或者把驱动器的通讯信息写到顺序控制器和运动控制器—－每件事都是在 Logix 控制器和 RSLogix5000 软件中实现编程和保存的。
4. 单击 MSO（运动轴使能）指令旁边的按钮 ，打开 Axis0（轴 0）属性对话框。
5. 在 Homing（回原点）属性栏中，确保参数设置如图 5-46 所示，其中，Offset（偏移 量）表示轴愿点的偏移位置，Marker（标记位）选项表示轴回原点是基于电动机上的标记位 信号（电动机上一个固定的位置点），Speed（速度）和 Return Speed（返回速度）表示轴回
图 5-46 回原点参数设置 6. 单击 OK 按钮退出属性对话框。
7. 如第 0 行梯级，在第 1 行梯级输入 MSF（运动轴关闭）程序，并找到 Motion Move
（运动轴运动）指令组，在第 2 行梯级输入 MAH（运动轴回原点）指令程序。
现在让我们来检查 0-2 梯级中的运动控制指令，学习每个指令的功能，这些指令将使能 /关闭 Axis0（轴 0）连接的驱动器并使该轴回原点。再看一遍每个指令下面的说明。注意注意注意注意：
MSO 和 MAH 指令都能使能驱动器。但是，通过 MSO 指令使能驱动器，允许操作者在回原 点之前使轴移动，如图 5-47 所示：
图 5-47 运动控制指令梯级程序
MSO 指令：运动轴使能（Motion Servo On）指令直接激活驱动器且使能组态好的伺服 环。
MSF 指令：运动轴关闭（Motion Servo Off）指令直接立即关闭驱动器输出并且使每个
物理伺服轴上的伺服环处于关闭状态。
MAH 指令：运动轴回原点（Motion Axis Home）指令初始化回原点序列。如果回原点 操作被组态为 Active（主动的），则驱动器使能且回原点操作按用户所组态参数开始执行。
8. 把程序下载到槽 1 的控制器中并确保控制器处于远程运行状态。
9. 使能 Axis0（轴 0），即闭合 MSO_Enable。
您应该听见伺服环使能发出的声音。
10. 关闭 Axis0（轴 0），即闭合 MSF_Enable。
11. 现在我们准备使该轴回原点，如图 5-48 所示。闭合 MAH_Enable 使能 MAH（运动 轴回原点）指令使轴回原点，观察轴运动后终止的位置。
图 5-48 MAH 程序
5.3.2 点动和停止轴
接下来，您将利用编程的方式控制 Axis0（轴 0）按一定的速度和方向连续旋转运行然 后停止。
对于这个实验来说最方便的运动指令就是 MAJ（（（（运动轴点动）指令。这个指令使一个 物理轴按指定的方向以一定的速度、加速度和减速度旋转运行，直到用 MAS（运动轴停止）
指令来停止轴的运动。
1. 继续使用上个实验的程序，在指令列表中找到 Motion Move（运动轴运动）指令组中 的 MAJ（运动轴点动）指令，编写如图 5-49 所示程序，指令的具体参数见附录：
图 5-49 MAJ 程序
2. 在梯级 3 的下面编写带有 MAS（运动轴停止）指令的程序，如图 5-50 所示，指令的 具体参数见附录：
图 5-50 MAS 程序
3. 把程序下载到槽 1 的控制器中并确保控制器处于远程运行状态。
4. 查看您的程序。在使能 MAJ（运动轴点动）指令之前驱动器必须处于使能状态。
5. 在轴使能后，闭合 MAJ_Enable，启动进给传送轴。进给轴将以 MAJ（运动轴点动）
指令中组态好的 20 Rev/s 的速度连续运行，而且加速度为 5Rev/s2。
6. 现在我们需要停止该轴的运动。闭合 MAS_Enable，停止进给传送轴，该轴将会按照 MAJ（运动轴点动）指令中或 MAS（运动轴停止）指令中组态的减速度 5Rev/s2减速直至停 止。
注意 注意
注意注意：MAS（运动轴停止）指令将会使任何一个运动过程处于停止状态，但是伺服环 仍处于使能状态。现在让我们来学习怎样使用这些指令来启动和停止我们的运动轴。
精彩！！我们的轴已经按照预期的那样成功地运动和停止了。
总结我们完成的任务 总结我们完成的任务 总结我们完成的任务 总结我们完成的任务： ： ： ：
在本次实验中，我们通过以下操作使轴运动起来：
在 RSLogix5000 中的梯形图编辑器中使用运动控制指令实现了轴使能和轴回原点功能。
在 RSLogix5000 中的梯形图编辑器中使用运动控制指令实现了轴的连续旋转运行和停 止功能。
5.4 电子齿轮功能
电子齿轮功能可以实现多个运动轴之间按照一定的传动比运行。MAG（运动轴齿轮）
指令可以使两个轴以某一传动比进行电子齿轮传动。在本次实验中，Axis0（轴 0）是主轴，
Axis1（轴 1）是从轴，最初使用的传动比为 1:1，Axis1（轴 1）的运动将精确跟随 Axis0（轴 0）的运动。您将在 RSLogix5000 的趋势图当中看到两个运动轴之间的运动跟随的情况。
5.4.1 传动比为 1:1 的电子齿轮
1. 继续使用上个实验的程序，在指令列表中找到 Motion Move（运动轴运动）指令组中 的 MAG（运动轴齿轮）指令，编写如图 5-51 所示程序，指令的具体参数见附录：
图 5-51 MAG 程序 注意
注意注意
注意：在这个程序中 Ratio（比率）参数是用来设置两轴之间传动比的，我们建立一个 标签 Ratio 来设定该参数，以方便下一个实验的进行。
2. 同 Axis0（轴 0）一样，编写 Axis1（轴 1）的 MSO（运动轴使能）和 MSF（运动轴 关闭）程序。
3. 把程序下载到槽 1 的控制器中并确保控制器处于远程运行状态。
4. 查看您的程序。在使能 MAG（运动轴齿轮）指令之前主从两轴的驱动器必须处于使 能状态。
5. 在轴使能后，闭合 MAG_Enable，启动电子齿轮功能，然后再闭合 MAJ_Enable，启 动主轴 Axis0（轴 0）。主轴将以 MAJ（运动轴点动）指令中组态好的 20Rev/s 的速度连续运 行，而从轴 Axis1（轴 1）将严格跟随主轴同样以 20Rev/s 的速度连续运行。
6. 在控制器项目资源管理器中，新建一个趋势图 Gearing Trend，如图 5-52 所示。
图 5-52 创建电子齿轮趋势图
7. 单击 Next（下一步），在趋势图中监视两个轴的实际速度（ActualVelocity），单击 Run 运行即可，如图 5-53 所示。
图 5-53 在趋势图中添加轴实际速度标签
8. 您将在趋势图中看到从轴的速度严格跟随主轴的速度运行，如图 5-54 所示。
图 5-54 传动比为 1 的电子齿轮跟随趋势图
9. 单击趋势图左上方的 Stop（停止）按钮，停止电子齿轮趋势图并退出。
10. 闭合 MAS_Enable，停止主轴的运行。
5.4.2 传动比为 2:1 的电子齿轮
在实验的这一节中，我们将使用 MAG（运动轴齿轮）指令让两个轴以传动比为 2 运行。
1. 在线更改 MAG（运动轴齿轮）的 Ratio（比率）参数为 2，如图 5-55 所示。
图 5-55 在 MAG 中更改传动比为 2 2. 闭合 MAJ_Enable，启动主轴 Axis0（轴 0）。
3. 从控制器项目资源管理器中，双击 Gearing_Trend 并使其处于运行状态，并观察趋势 图中速度跟随的情况，如图 5-56 所示。
图 5-56 传动比为 2 的电子齿轮跟随趋势图 注意
注意
注意注意：Axis0（轴 0）和 Axis1（轴 1）是同步的，只是从轴运动的速度和位置都是主轴 的 2 倍。
4. 单击趋势图左上方的 Stop（停止）按钮，停止电子齿轮趋势图并退出。
5. 闭合 MAS_Enable，停止主轴的运行。
总结我们完成的任务 总结我们完成的任务 总结我们完成的任务 总结我们完成的任务： ： ： ：
在实验的这一节中完成了以下操作：
学会了如何使用 MAG（运动轴齿轮）指令来实现电子齿轮功能，最重要的是能够根据 应用要求改变电子齿轮的传动比。
利用 RSLogix5000 的趋势图功能监视主轴和从轴之间跟随的情况。
5.5 使用图形编辑器实现电子凸轮功能
在飞剪及定长切割工艺中，经常会使用凸轮轴来完成往复的运动。RSLogix5000 提供电 子凸轮图形化编辑器和相应指令以实现用电气方式取代机械方式的凸轮运动。下面您将在 RSLogix5000 中完成电子凸轮的组态过程。
5.5.1 时间凸轮的使用
时间凸轮表示轴的运动是基于时间周期进行的，我们使用时间凸轮可以实现运动轴以一 定周期按照事先所规定好的凸轮轨迹曲线进行往复运动。
1. 继续使用上个实验的程序，在指令列表中找到 Motion Move（运动轴运动）指令组中 的 MATC（运动轴时间凸轮）指令，编写如图 5-57 所示程序，注意 Cam Profile（凸轮轮廓）
参数的写法，建立一个带有 5 个元素的 Cam Profile（凸轮轮廓）数组标签 Cam[4]，如图 5-58 所示，指令的具体参数见附录：
图 5-57 MATC 程序
2. 单击标签 Cam[0]旁边的按钮，打开凸轮编辑器，如图 5-59 所示：
图 5-59 凸轮编辑器
3. 单击编辑器左上方的直线或弧线按钮，然后再单击左上角的 Insert Cam Segment（插 入凸轮段）按钮来向图形编辑界面中加入直线或弧线的凸轮段，您还可以在编辑器右侧的编 辑窗口中来规定主轴和从轴的位置点以及凸轮段的类型，这样可以使凸轮轴的运动位置更加 精确的满足您的要求，如图 5-60 所示：
图 5-60 绘制时间凸轮轨迹 4. 单击 OK 退出凸轮编辑器。
5. 下载程序到槽 1 的控制器中，并使控制器处于远程运行状态。
6. 闭合 MSO_Enable，使能 Axis0（轴 0）。 7. 闭合 MATC_Enable，使能时间凸轮。
8. 在趋势图中新建一个名为 Time_Cam 的趋势图，如图 5-61 所示：
图 5-61 新建 MATC_Trend 趋势图
9. 单击 Next（下一步），监视趋势图中运动轴的实际位置（ActualPosition），如图 5-62 所示。注意注意注意：在本次趋势图组态过程中，适当调整 X-Axis 选项卡中的 Time Span（时间宽度）注意 以使得趋势图的显示效果更佳。
图 5-62 在趋势图中添加轴实际位置标签
10. 单击 Run 运行趋势图，您将看到运动轴依据我们事先规划的运动轨迹那样按一定 时间周期往复运动，如图 5-63 所示。
图 5-63 时间凸轮趋势图
5.5.2 位置凸轮的使用
位置凸轮和时间凸轮从功能上来讲比较类似，所不同的是位置凸轮的从轴运动是基于主 轴（物理轴）走行位置，而不是基于时间周期的，例如，主轴驱动生产中的传送带运送带材，
从轴驱动电子凸轮轴作定长切割，这两个轴是保持严格同步的，这样才可以保证切割的效率 和效果。
1. 继续使用上个实验的程序，在指令列表中找到 Motion Move（运动轴运动）指令组中 的 MAPC（运动轴位置凸轮）指令，编写如图 5-64 所示程序，Cam Profile（凸轮轮廓）参 数直接引用上个实验中建立的标签，指令的具体参数见附录：
图 5-64 MAPC 程序
2. 下载程序到槽 1 的控制器中，并使控制器处于远程运行状态。
3. 闭合 MSO_Enable，使能 Axis0（轴 0）和 Axis1（轴 1）。 4. 闭合 MAJ_Enable，使 Axis0（轴 0）以 20Rev/s 旋转。
5. 闭合 MAPC_Enable，使能位置凸轮。您会看到主轴是按照一个方向旋转的，而从轴 则是与主轴位置保持同步作往复运动，同样，您可以新建一个趋势图监视两轴的位置曲线，
此处不再赘述。
总结我们完成的任务 总结我们完成的任务 总结我们完成的任务 总结我们完成的任务： ： ： ：
在实验的这一节中我们完成了以下操作：
学会如何使用 MATC（运动轴时间凸轮）和 MAPC（运动轴位置凸轮）指令以及凸轮 编辑器实现电子凸轮功能。
利用 RSLogix5000 的趋势图功能监视凸轮轴以及主轴运行的趋势。
至此 至此
至此， 至此 ， ， ，恭喜您已经完成了所有的相关实验 恭喜您已经完成了所有的相关实验 恭喜您已经完成了所有的相关实验 恭喜您已经完成了所有的相关实验！ ！ ！ ！
附录:运动控制指令参数设置参考
1 ． MAJ （运动轴点动）
操作数 类型 格式 描述
Axis（轴） AXIS 标签 执行操作的轴名称 Motion
Control
（运动控制）
MOTION_
INSTRUCTION
标签 指令状态参数的结构体
Direction
（方向）
SINT，INT，DINT 立即数 或标签
选择点动的方向：
0=正向 1=反向
Speed
（速度）
SINT，INT，DINT，
REAL
立即数 或标签
轴运动的速度
Speed units
（速度单位）
DINT 立即数 速度工程单位
0= Units per sec（单位每秒）
1= % of Maximum（最大速度的百分比）
Accel rate
（加速度）
SINT，INT，DINT，
REAL
立即数 或标签
轴运动的加速度
Accel units
（ 加 速 度 单 位）
DINT 立即数 加速度工程单位
0= Units per sec2（单位每秒^2）
1=% of Maximum（最大加速度的百分比）
Decel rate
（减速度）
SINT，INT，DINT，
REAL
立即数 或标签
轴运动的减速度
Decel units
（ 减 速 度 单 位）
DINT 立即数 减速度工程单位
0= Units per sec2（单位每秒^2）
1= % of Maximum（最大减速度的百分比）
Profile
（速度曲线）
DINT 立即数 选择点动运行的速度曲线：
0= Trapezoidal（梯形）
1= S-curve（S曲线）
Merge
（合并轨迹）
DINT 立即数 当使能时，合并功能将终止进程中所有对该轴进行的其它
运动指令而转为点动运行：
0=Disabled（不使能）
1=Enabled（使能）
Merge speed
（合并速度）
DINT 立即数 如果用户使能合并功能，选择电动曲线的速度在速度栏中
的编程值或者当前轴速度值 0=Programmed（编程值）
1=Current（当前轴速度）
2 ． MAS （运动轴停止）
操作数 类型 格式 描述
Axis（轴） AXIS 标签 执行操作的轴名称 Motion
Control
（运动控制）
MOTION_
INSTRUCTION
标签 指令状态参数的结构体
Stop type
（停止类型）
DINT 立即数 选择停止类型：
0=All（停止所有的运动）
1=Jog（停止点动）
2=Move（停止移动）
3=Gear（停止电子齿轮）
4=Home（停止轴回原点）
5=Tune（停止调节）
6=Test（停止测试）
7=Time Cam（停止位置凸轮）
8=Position Cam（停止时间凸轮）
9=Master Offset Move（停止主轴偏移运动）
Change decel
（变减速度）
DINT 立即数 选择是否在轴停止过程中为轴改变最大减速度：
0=No（不改变）
1=Yes（改变）
Decel rate
（减速度）
SINT，INT，DINT，
REAL
立 即 数 或标签
轴运动的减速度
Decel units
（ 减 速 度 单 位）
DINT 立即数 减速度工程单元：
0= Units per sec2（单位每秒）
1= % of Maximum（最大减速度的百分比）
3 ． MAG （运动轴齿轮）
操作数 类型 格式 描述 Slave Axis
（从轴）
AXIS 标签 执行操作的轴名称
Master Axis
（主轴）
AXIS 标签 从轴跟随的轴
Motion control
（运动控制）
MOTION_
INSTRUCTION
标签 指令状态参数的结构体
Direction
（方向）
SINT，INT，DINT 立即数 或标签
选择从轴跟随主轴的相对运转方向：
0＝从轴按照与主轴同一方向运动
2＝从轴按照与当前或先前的方向反转 3＝从轴按照当前或先前的方向运转 Ratio
（传动比）
SINT，INT，DINT，
REAL
立即数 或标签
从轴与主轴单位的齿轮比率的带符号的实数值
Slave Counts
（ 从 轴 计 数 值）
SINT，INT，DINT 立即数 或标签
从轴编码器计数单元
Master Counts
（ 主 轴 计 数 值）
SINT，INT，DINT 立即数 或标签
主轴编码器计数单元
Master Reference
（主轴参考）
DINT 立即数 设置相对于命令位置或实际位置的主轴位置参考：
0=Actual（实际位置）－从轴的位置跟随是依据主轴当前 实际位置决定的，主轴的位置是由编码器或其它反馈设 备检测出
1=Command（命令位置）－从轴的位置跟随是依据期望 的主轴命令位置
Ratio Format
（比率格式）
DINT 立即数 选择主轴或从轴之间的比率格式
0=齿轮比率
1=从轴编码器计数单元对于主轴编码器计数单元的整数 比率
Clutch
（离合）
DINT 立即数 选择是否使用指定的加速值使从轴达到齿轮速度，如果
不使用，则从轴立即锁定齿轮速度。
0=Enabled（使能）
1=Disabled（不使能）
Accel Rate
（加速度）
SINT，INT，DINT，
REAL
立 即 数
或标签 当锁定功能使能时，从轴进行电子齿轮功能的加速度 Accel Units
（ 加 速 度 单
位）
DINT 立即数 变换时从轴的加速度工程单位：
0= Units per sec（单位每秒）
1= % of Maximum（最大加速度的百分比）
4 ． MATC （运动轴时间凸轮）
操作数 类型 格式 描述
Axis（轴） AXIS 标签 执行操作的轴名称 Motion
control
（运动控制）
MOTION_
INSTRUCTION
标签 指令状态参数的结构体
Direction
（方向）
DINT 立即数 从轴与主轴的相对方向：
Same（相同）－凸轮轴轮廓中的位置值叠加到轴的命令 位置值
Opposite（相对）－以两个方向产生轴运动的命令位置值
减去执行凸轮轴轮廓中的位值值或与当前或先前凸轮方 向相关
Reverse（反向）－通过 Same 到 Opposite 或相反来改变 当前或先前的位置凸轮轴方向。当首次执行 Reverse 时，
控制的缺省方向是 Opposite
Unchanged（不改变）－这个选项允许其它凸轮参数在不 改 变 当 前 或 先 前 的 凸 轮 方 向 时 改 变 。 当 首 次 执 行 Unchanged 时，控制的缺省方向是 Same
Cam Profile
（凸轮轮廓）
CAM_PROFILE 数组 计算凸轮轮廓数组的标签名。仅有 0 数组元素（[0]）允 许用于凸轮执行数组。单击省略号打开凸轮编辑器 Distance
Scaling
（距离标定）
REAL 立 即 数
或标签
凸轮轮廓距离标定
Time Scaling
（时间标定）
REAL 立 即 数
或标签
凸轮轮廓时间标定
Execution Mode
（执行模式）
DINT 当时间超过凸轮结束点时决定凸轮如何运动：
0=Once（一次）－当时间凸轮执行时间超过时间范围时，
MATC 指令结束，轴运动结束，时间凸轮状态位清除。
1=Continuous（连续）－凸轮轮廓运动持续执行 Execution
Schedule
（执行规划）
DINT 选择用于执行凸轮轮廓的方法，选项为：
0=Immediate（立即）－指令不通过延时使能凸轮的过程 立即执行
1=Pending（未决）－延时执行时间凸轮，直到当前或下 一个立即执行时间凸轮结束。此功能用于将一个新的凸 轮与一个正在执行的凸轮进行无缝转接
5 ． MAPC （运动轴位置凸轮）
操作数 类型 格式 描述 Slave Axis
（从轴）
AXIS 标签 执行操作的凸轮轴名称
Master Axis
（主轴）
AXIS 标签 从轴根据凸轮轮廓跟随的轴，如果 Execution Schedule 选 为 Pending，那么忽略掉主轴
Motion control
（运动控制）
MOTION_
INSTRUCTION
标签 指令状态参数的结构体
Direction
（方向）
DINT 立即数
或标签
从轴与主轴的相对方向：
Same（相同）－凸轮轴轮廓中的位置值叠加到轴的命令 位置值
Opposite（相对）－以两个方向产生轴运动的命令位置值
向相关
Reverse（反向）－通过 Same 到 Opposite 或相反来改变 当前或先前的位置凸轮轴方向。当首次执行 Reverse 时，
控制的缺省方向是 Opposite
Unchanged（不改变）－这个选项允许其它凸轮参数在不 改 变 当 前 或 先 前 的 凸 轮 方 向 时 改 变 。 当 首 次 执 行 Unchanged 时，控制的缺省方向是 Same
Cam Profile
（凸轮轮廓）
CAM_PROFILE 队列 用于建立主从位置关系的凸轮轮廓数组的标签名。仅有 0 数组元素（[0]）允许用于凸轮执行数组。单击省略号打 开凸轮编辑器
Slave Scaling
（从轴标定）
REAL 立即数
或标签
从轴凸轮轮廓距离标定
Master Scaling
（主轴标定）
REAL 立即数
或标签
主轴凸轮轮廓距离标定
Execution Mode
（执行模式）
DINT 决定凸轮轮廓只执行一次或是重复执行：
0=Once（一次）－从轴仅在主轴运动到凸轮轮廓所定义 的起点和终点之间的范围内时开始凸轮运动。当主轴运 动 超 出 此 范 围 ， 从 轴 的 凸 轮 运 动 停 止 并 且 Process Complete 位置位。如果主轴重新运动到凸轮轮廓范围，
从轴运动也不再继续
1=Continous（连续）－一旦开始凸轮运动，将无限期执 行下去，这一特点用于需要凸轮连续旋转或往复运动方 式运转的应用程序中
2=Persistent（持续）－当主轴运动超出定义范围，从轴 凸轮运动停止并且 PositionCamLockStatus 位置位。如果 主轴重新运动到凸轮轮廓范围且 PositionCamLockStatus 位置位，从轴运动也不再继续
Execution Schedule
（执行规划）
DINT 选择执行凸轮轮廓的方式，选项有：
0=Immediate（立即）－从轴立即与主轴锁定并且位置凸 轮过程开始
1=Pending（未决）－允许在完成一个位置凸轮后执行一 个新的位置凸轮。当选择 Pending 时，下面参数忽略：
Master Axis，Master Lock Position，Master Reference 2=Forward only（只是正向）－当主轴位置跨越正方向主 轴锁存位置时凸轮轮廓开始执行
3=Reverse only（只是反向）－当主轴位置跨越反方向主 轴锁存位置时凸轮轮廓开始执行
4=Bi-directional（双向）－当主轴位置跨越正反方向主轴 锁存位置时凸轮轮廓开始执行
Master Lock Position
REAL 立 即 数 从轴锁定主轴时，主轴的绝对位置。如果 Execution Schedule 值选为 Pending，那么 Master Lock Position 忽略。
（主轴锁定位 置）
Cam Lock Position
（凸轮锁定位 置）
REAL 立 即 数
或标签
这个参数决定凸轮轮廓开始的位置
Master Reference
（主轴参考）
DINT 设置主轴参照命令位置还是实际位置。如果 Execution
Schedule 值选为 Pending,那么 Master Reference 忽略：
0=Actual（实际位置）－从轴运动是由主轴当前位置决定 的，主轴的位置是由编码器或其它反馈设备检测出的 1=Command（命令位置）－从轴的位置是由期望的主轴 命令位置得到的
Master Direction
（主轴方向）
DINT 这个参数决定主轴的方向选择：
0=Bi-directional（双向）－从轴可以跟随任何方向运行的 主轴
1=Forward only（只有正向）－从轴可以跟随主轴的正方 向运行
2=Reverse only（只有反向）－从轴可以跟随主轴的反方 向运行
