西门子CPU416-3PN/DP西门子代理商
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一、运动控制指令使用准则
运动控制向导配置完成后，可以看到在程序块-向导中看到生成了以“AXISx_”为前缀的运动指令，如图1所示，其中x代表轴通道编号，11条运动指令使用了11个子程序。
图1 运动控制指令
运动控制指令的使用准则如下：
1、必须确保在同一时间仅有一条运动指令激活。
2、可在中断例程中执行AXISx_RUN和AXISx_GOTO。但是，如果运动轴正在处理另一命令时，不要尝试在中断例程中启动指令。如果在中断程序中启动指令，则可使用AXISx_CTRL指令的输出来监视运动轴是否完成移动。
3、运动向导根据所选的度量系统自动组态速度参数（Speed和C_Speed）和位置参数（Pos或C_Pos）的值。对于脉冲，这些参数为DINT值。对于工程单位，这些参数是所选单位类型对应的REAL值。例如：如果选择厘米(cm)，则以厘米为单位将位置参数存储为REAL值并以厘米/秒(cm/sec)为单位将速度参数存储为REAL值。
4、有些特定位置控制任务需要以下运动指令：
（1）要在每次扫描时执行指令，请在程序中插入AXISx_CTRL指令并使用SM0.0触点。
（2）要指定运动到**位置，必须首先使用AXISx_RSEEK或AXISx_LDPOS指令建立零位置。
（3）要根据程序输入移动到特定位置，请使用AXISx_GOTO指令。
（4）要运行通过位置控制向导组态的运动包络，请使用AXISx_RUN指令。
5、其它位置指令为可选项。
二、运动控制指令介绍
1、AXISx_CTRL指令
功能：启用和初始化运动轴，方法是自动命令运动轴每次CPU更改为RUN模式时加载组态/包络表。
图2 AXISx_CTRL指令
MOD_EN参数必须开启，才能启用其它运动控制子例程向运动轴发送命令。如果MOD_EN参数关闭，运动轴会中止所有正在进行的命令；
Done参数会在运动轴完成任何一个子例程时开启；
Error参数存储该子程序运行时的错误代码；
C_Pos参数表示运动轴的当前位置。根据测量单位，该值是脉冲数(DINT)或工程单位数(REAL)；
C_Speed参数提供运动轴的当前速度。如果您针对脉冲组态运动轴的测量系统，C_Speed是一个DINT数值，其中包含脉冲数/每秒。如果您针对工程单位组态测量系统，C_Speed是一个REAL数值，其中包含选择的工程单位数/每秒(REAL)。
C_Dir参数表示电机的当前方向：信号状态0=正向；信号状态1=反向；
注意：在项目中只对每条运动轴使用此子例程一次，并确保程序会在每次扫描时调用此子例程。使用SM0.0（始终开启）作为EN参数的输入。
2、AXISx_DIS指令
功能：运动轴的DIS输出打开或关闭。这允许您将DIS输出用于禁用或启用电机控制器。
图3 AXISx_DIS指令
EN位打开以启用子例程时，DIS_ON参数控制运动轴的DIS输出。
注意：如果在运动轴中使用DIS输出，可以在每次扫描时调用该子例程，或者仅在需要更改DIS输出值时进行调用。若实际DIS连接了电机驱动器的DIS输入，如果不使能则可能导致电机不运转。
3、AXISx_MAN指令
功能：将运动轴置为手动模式。这允许电机按不同的速度运行，或沿正向或负向慢进。
图4 AXISx_MAN指令
RUN参数会命令运动轴加速至指定的速度（Speed参数）和方向（Dir参数）。可以在电机运行时更改Speed参数，但Dir参数必须保持为常数。禁用RUN参数会命令运动轴减速，直至电机停止；
JOG_P（点动正向旋转）或JOG_N（点动反向旋转）参数会命令运动轴正向或反向点动。如果JOG_P或JOG_N参数保持启用的时间短于0.5秒，则运动轴将通过脉冲指示移动JOG_INCREMENT中指定的距离。如果JOG_P或JOG_N参数保持启用的时间为0.5秒或更长，则运动轴将开始加速至指定的JOG_SPEED；
Speed参数决定启用RUN时的速度。如果您针对脉冲组态运动轴的测量系统，则速度为DINT值（脉冲数/每秒）。如果针对工程单位组态运动轴的测量系统，则速度为REAL值（单位数/每秒）。
注意：
同一时间仅能启用RUN、JOG_P或JOG_N输入之一。
在整个程序中，AXISx_MAN指令只可以出现一次，同一个程序中存在多个AXISx_MAN指令时，电机将会按照停止速度（SS_SPEED）旋转且无法改变。
4、AXISx_RSEEK指令
功能：使用组态/包络表中的搜索方法启动参考点搜索操作。当运动轴找到参考点且移动停止时，运动轴将RP_OFFSET参数值载入当前位置。
图5 AXISx_RSEEK指令
RP_OFFSET的默认值为0。可使用运动控制向导、运动控制面板或AXISx_LDOFF（加载偏移量）子例程来更改RP_OFFSET值；
EN位开启会启用此子例程。确保EN位保持开启，直至Done位指示子例程执行已经完成；
START参数开启将向运动轴发出RSEEK命令。对于在START参数开启且运动轴当前不繁忙时执行的每次扫描，该子例程向运动轴发送一个RSEEK命令。为了确保仅发送了一个命令，请使用边沿检测元素用脉冲方式开启START参数。
5、AXISx_GOTO指令
功能：命令运动轴转到所需位置。
图6 AXISx_GOTO指令
START参数开启会向运动轴发出GOTO命令。对于在START参数开启且运动轴当前不繁忙时执行的每次扫描，该子例程向运动轴发送一个GOTO命令。为了确保仅发送了一个GOTO命令，请使用边沿检测元素用脉冲方式开启START参数；
Pos参数包含一个数值，指示要移动的位置（**移动）或要移动的距离（相对移动）。根据所选的测量单位，该值是脉冲数(DINT)或工程单位数(REAL)；
Speed参数确定该移动的*高速度。根据所选的测量单位，该值是脉冲数/每秒(DINT)或工程单位数/每秒(REAL)；
Mode参数选择移动的类型：
0：**位置
1：相对位置
2：单速连续正向旋转
3：单速连续反向旋转
Abort参数启动会命令运动轴停止当前包络并减速，直至电机停止。
注意：若Mode参数设置为0，则必须首先使用AXISx_RSEEK或AXISx_LDPOS指令建立零位置。
6、AXISx_RUN指令
功能：命令运动轴按照存储在组态/包络表的特定包络执行运动操作。
图7 AXISx_RUN指令
START参数开启将向运动轴发出RUN命令。对于在START参数开启且运动轴当前不繁忙时执行的每次扫描，该子例程向运动轴发送一个RUN命令。为了确保仅发送了一个命令，请使用边沿检测元素用脉冲方式开启START参数；
Profile参数包含运动包络的编号或符号名称。“Profile”输入必须介于0-31。否则子例程将返回错误；
Abort参数会命令运动轴停止当前包络并减速，直至电机停止；
C_Profile参数包含运动轴当前执行的包络；
C_Step参数包含目前正在执行的包络步。
7、AXISx_LDOFF指令
功能：建立一个与参考点处于不同位置的新的零位置。
图8 AXISx_LDOFF指令
开启START参数将向运动轴发出LDOFF命令。对于在START参数开启且运动轴当前不繁忙时执行的每次扫描，该子例程向运动轴发送一个LDOFF命令。为了确保仅发送了一个命令，请使用边沿检测元素用脉冲方式开启START参数。
注意：
在执行该子例程之前，必须首先确定参考点的位置，还必须将机器移至起始位置。当子例程发送LDOFF命令时，运动轴计算起始位置（当前位置）与参考点位置之间的偏移量。运动轴然后将算出的偏移量存储到RP_OFFSET参数并将当前位置设为0。这将起始位置建立为零位置。
如果电机失去对位置的追踪（例如断电或手动更换电机的位置），可以使用AXISx_RSEEK子例程自动重新建立零位置。
8、AXISx_LDPOS指令
功能：将运动轴中的当前位置值更改为新值。您还可以使用本子例程为任何**移动命令建立一个新的零位置。
图9 AXISx_LDPOS指令
START参数开启将向运动轴发出LDPOS命令。对于在START参数开启且运动轴当前不繁忙时执行的每次扫描，该子例程向运动轴发送一个LDPOS命令。为了确保仅发送了一个命令，请使用边沿检测元素用脉冲方式开启START参数；
New_Pos参数提供新值，用于取代运动轴报告和用于**移动的当前位置值。根据测量单位，该值是脉冲数(DINT)或工程单位数(REAL)
9、AXISx_SRATE指令
AXISx_SRATE子例程（设置速率）命令运动轴更改加速、减速和急停时间。
图10 AXISx_SRATE指令
开启START参数会将新时间值复制到组态/曲线表中，并向运动轴发出一个SRATE命令。对于在START参数开启且运动轴当前不繁忙时执行的每次扫描，该子例程向运动轴发送一个SRATE命令。为了确保仅发送了一个命令，请使用边沿检测元素用脉冲方式开启START参数。
ACCEL_Time、DECEL_Time和JERK_Time参数用于确定新的加速时间、减速时间以及急停时间，单位为毫秒(ms)。
当运动轴完成此子例程时，Done参数会开启
10、AXISx_CFG指令
AXISx_CFG子例程（重新加载组态）命令运动轴从组态/曲线表指针指定的位置读取组态块。运动轴然后将新组态与现有组态进行比较，并执行任何所需的设置更改或重新计算。
图11 AXISx_CFG指令
开启START参数将向运动轴发出CFG命令。对于在START参数开启且运动轴当前不繁忙时执行的每次扫描，该子例程向运动轴发送一个CFG命令。为了确保仅发送了一个命令，请使用边沿检测元素用脉冲方式开启START参数。
当运动轴完成此子例程时，Done参数会开启。
11、AXISx_CACHE指令
AXISx_CACHE子例程（缓冲曲线）命令运动曲线在执行前先缓冲。
这可在执行前预先缓冲所需命令。预先缓冲可缩短从执行运动指令到开始运动的时间，并可带来一致性.
图12 AXISx_CACHE指令
开启START参数将向运动轴发出CACHE命令。对于在START参数开启且运动轴当前不繁忙时执行的每次扫描，该子例程向运动轴发送一个CACHE命令。为了确保仅发送了一个命令，请使用边沿检测元素用脉冲方式开启START参数。
Profile参数包含运动曲线的编号或符号名称。“Profile”输入必须介于0-31。否则子例程将返回错误。
当运动轴完成此子例程时，Done参数会开启。
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1. 位元件输出执行和双线圈
位元件的驱动输出在梯形图中是由线圈输出指令 OUT 和功能指令的操作来完成的，但两种指令的执行有很大的区别，
1)OUT指令执行
不管驱动条件是否成立，OUT 指令都要执行输出。驱动条件成立，则输出执行为 ON (下面用1表示)，驱动条件不成立，则输出执行为OFF(下面用0表示)。
2)功能指令执行
位元件也经常作为功能指令的操作数进行驱动，例如 SET Y0、RST Y0、MOV K10 K4Y0 等。同样，这些功能指令均有驱动条件，功能指令仅当驱动条件成立时，才执行指令的操作功能。其执行结果会送到 I/O 映像区或 RAM 存储区中去保存，而驱动条件不成立时，执行的结果仍然保持不变，直到通过执行新的指令操作得到新的执行结果为止。
什么叫双线圈?在梯形图程序中，如果一个位元件的线圈被驱动两次或两次以上，就叫双线圈。根据驱动所用的指令不同，双线圈在程序中又分为三种结构。
(1)用OUT指令驱动同一个位元件两次或两次以上。
(2)用OUT指令和功能指令驱动同一个位元件两次或两次以上。
(3)用两个功能指令驱动同一个位元件两次或两次以上。
上面三种结构，第(1)种和第(2)种称为双线圈输出，第(3)种称为双线圈驱动。在程序中这两种情况执行的结果是不同的，下面分别给予讨论。
2.双线圈输出
所谓双线圈输出是指位元件在编程中用OUT指令驱动了两次或两次以上，或者用OUT 指令和功能指令驱动了两次或两次以上，程序如图5.1-8所示。
图5.1-8 双线圈输出程序例1
图5.1-8(a)为Y0用OUT指令驱动了两次，是一种典型的双线圈输出。这种程序设计的本意是：如果输入采样为X0接通，X1断开，则Y0，Y1，Y3均为1;如果输入采样为 X0 断开，X1 接通，则 Y0，Y3 均为 1。那么程序运行结果是不是这样呢实际上不是，图5.1-8(b)是实际运行监控结果，当 X0 接通、X1 断开时，Y0，Y3 均为0，仅Y1=1。而且发生了一个初学者感到奇怪的现象，X0接通，Y0没有输出;Y0常开触点没接通，YI却有输出，这种现象只能通过OUT指令的执行特性和程序的扫描执行过程来说明。
当X0接通时，第0行，Y0=1，执行结果马上影响第2行，Y0触点动合，Y1=1。到第4行，由于X1断开，但OUT指令仍然得到执行，使Y0=0，执行结果马上影响第6行，Yo 触点不动作，使 Y3=0。由扫描原理可知，输出 Y 的状态是以 I/O 映像区中*后的状态在END 指令执行后统一刷新送到输出锁存存储区中，然后传送到各相应的输出端子，所以，结果是Y1=1，Y0=Y3=0。正是OUT指令的这种执行特性和梯形图的扫描，才产生了所谓的双线圈问题。
再来看看图5.1-9(a)，图中Y0用OUT指令和SET指令分别驱动了一次，这是另一种形式的双线圈输出。这种程序会不会同样存在线圈驱动互有影响而得不到预想得结果呢假定X1接通，X0断开，希望得到Y0=Y1=Y2=1的输出结果，但实际上，X1接通后，SET Y0指令使Y0=1，到第6行，Y2=1，重新扫描原第0行，执行OUT指令，Y0=0，到第2行，Y1=0。这就是为什么实际运行结果却是Y0=Y2=1，Y1=0。当X1断开后，Y0应该保持置1 状态，但实际监控结果却是 Y0=Y1=Y2=0。为什么?因为，虽然 X1 断开后，Y0 保持置1 状态。但再次扫描到首行时，由于X0断开，OUT指令执行使Y0的状态由1变为0，相当于执行了一条RST Y0指令，Y0=0，使Y1=0，如果这时X1已断开，则SETY0指令得不到执行，而又使Y2=0，程序执行的*后结果是Y0=Y1=Y2=0。在含有OUT指令输出的双线圈输出中，由于 OUT 指令执行的特性会使输出状态互相影响而导致程序运行后得不到预期的输出结果。
图5.1-9 双线圈输出程序例2
对图5.1-8和图5.1-9的双线圈程序分析可以得出这样的结论：双线圈输出不存在编程语法错误。编程软件可以接受双线圈输出，但由于两个线圈的驱动互有影响，在程序结构复杂时，会得不到程序设计所预想的结果，导致控制失误。因此，在梯形图程序中，应避免出现双线圈输出设计，特别是输出继电器Y的双线圈输出设计。
但也有例外，如果双线圈输出并不在同一扫描周期内，则不会产生双线圈输出问题，如利用条件转移指令CJ设计的手动、自动程序。由于手动和自动程序不会在同一扫描周期被执行，因此，在这两个程序段可以允许有相同的线圈输出，并不构成双线圈输出。类似的还有STL指令步进程序SFC梯形图。在步进程序中，由于一定时间仅在一个状态被激活，因此，在一个状态里不能出现双线圈输出，而在不同的状态可以有相同的线圈输出，这不叫作双线圈输出。但也要注意，两个相邻状态也不能出现相同线圈的输出。
3. 双线圈驱动
在梯形图程序中，如果相同的位元件输出仅出现在功能指令的操作数中，而且在一个扫描周期内出现在两个或两个以上的功能指令，则称为双线圈驱动，以示与双线圈输出的区别。
双线圈驱动属于指令的操作与驱动，关于功能指令的执行已在上面给予说明。由于功能指令仅在驱动条件成立时才执行，而当驱动条件断开后，执行结果仍然被保存，直到下一条功能指令改变执行结果为止。因此，双线圈驱动不存在双线圈输出那种输出驱动互相影响的情况，双线圈驱动是一种正常的编程。
在双线圈驱动中，如果多个功能指令驱动一个线圈，线圈的状态则以*后一个执行的功能指令的操作结果为准。图5.1-10为一个多次用SET，RST指令对Y0进行操作的程序。Y0 的状态决定于*后执行的SET、RST指令，而与指令在梯形图中的位置无关。如果同时有几个指令被执行，如先接通X0，又接通 X2，再接通 X1，则 Y0 的状态由*接近 END 的功能指令执行结果决定，图中，为X2所驱动的SET Y0指令*接近END指令，所以Y0=1。而不是*后执行的X1所驱动的RST Y0指令。
图5.1-10 SET、RST双线圈驱动
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