书名：《运动控制系统应用及实例解析》

作者：顾和祥

ISBN：9787111695127

定价：109.00元

丛书名：西门子工业自动化技术丛书

本书分为四部分，第壹部分为运动控制概述，主要讲解了运动控制基本知识、系统组成、类型、特点以及常用名词。第二部分为运动控制功能与应用，介绍了如速度控制、位置控制、转矩平衡、卷曲、飞剪、横切和位置同步等典型应用。第三部分为实例应用解析，涉及印刷、包装、物流、金属加工、汽车和起重等众多行业，每个实例均包括设备概述、系统配置、解决方案及技术要点分析。第四部分为运动控制虚拟调试，通过实例重点介绍了如何运用TIA博途软件、SIMIT软件和NX MCD软件进行产品的选型及虚拟调试。

本书可供从事与运动控制相关的系统集成商、设备制造商、电气工程师以及相关的电气工程技术人员阅读，也可以作为大专院校、高等院校相关专业学生和教师的参考用书。

序

前言

第1章　运动控制概述1

1.1　运动控制的定义1

1.2　描述运动控制的三个维度2

1.2.1　运动学维度2

1.2.2　运动特征维度2

1.2.3　运动轴维度3

1.3　运动控制常用名词3

1.4　运动控制类型及特点11

1.4.1　风机泵类控制11

1.4.2　传送及进给类控制12

1.4.3　物料加工及处理类控制13

1.5　运动控制的发展14

1.5.1　硬件及软件的发展14

1.5.2　运动控制功能的发展15

第2章　运动控制的解决方案16

2.1　运动控制系统的组成16

2.2　运动控制的典型应用17

2.2.1　卷曲应用17

2.2.2　追同步应用17

2.2.3　角同步应用18

2.3　运动控制的功能实现18

2.3.1　驱动器集成运动控制功能19

2.3.2　控制系统实现运动控制功能19

第3章　基于驱动器的控制功能20

3.1　V/F控制20

3.1.1　V/F控制概述20

3.1.2　控制要点21

3.1.3　V/F控制调试示例23

3.2　开环速度矢量控制27

3.2.1　开环速度矢量控制概述27

3.2.2　开环速度矢量控制控制要点28

3.2.3　开环速度矢量控制调试示例29

3.3　闭环速度矢量控制36

3.3.1　闭环速度矢量控制概述36

3.3.2　闭环速度矢量控制控制要点36

3.3.3　闭环速度矢量控制调试示例36

3.4　定位控制42

3.4.1　定位控制概述42

3.4.2　定位控制要点42

3.4.3　定位控制调试示例43

3.5　驱动器集成的常用功能55

3.5.1　Vdc控制器55

3.5.2　PID工艺控制器58

3.5.3　摩擦特性曲线61

3.6　驱动器集成的软件编程功能63

3.6.1　自由功能块63

3.6.2　驱动控制图表（DCC）功能66

3.6.3　通过SINAMICS DCB Studio软件创建DCC功能块库74

第4章　基于系统的运动控制功能81

4.1　定位功能81

4.1.1　驱动器内集成的定位功能81

4.1.2　示例：西门子S7-1200 PLC控制SINAMICS V90伺服驱动器实现基本定位86

4.1.3　控制器通过工艺对象TO实现定位功能95

4.1.4　示例：西门子S7-1500 PLC通过工艺对象与SINAMICS V90伺服驱动器实现定位功能99

4.2　电子齿轮（Gear）同步106

4.2.1　应用场合106

4.2.2　示例：西门子S7-1500T PLC与SINAMICS S210伺服驱动系统实现电子齿轮同步107

4.3　电子凸轮（CAM）同步113

4.3.1　定义及基本概念113

4.3.2　示例：西门子S7-1500 PLC和SINAMICS V90伺服驱动器实现凸轮同步118

4.4　转矩同步122

4.4.1　应用场合122

4.4.2　控制方案123

4.4.3　示例：西门子S7-1500 PLC与SINAMICS S120伺服驱动器实现转矩同步127

4.5　夹紧功能132

4.5.1　功能概述132

4.5.2　示例：西门子S7-1500 PLC和SINAMICS V90伺服驱动器实现夹紧工艺133

4.6　卷曲功能142

4.6.1　系统组成142

4.6.2　卷曲常用的三种张力控制方式144

4.6.3　卷曲功能的实时卷径计算148

4.7　横切和飞剪150

4.7.1　系统组成与工艺151

4.7.2　示例1：西门子SIMOTION和SINAMICS S120伺服驱动器实现横切功能154

4.7.3　示例2：西门子S7-1500T和SINAMICS S120伺服驱动器实现横切功能158

第5章　实例应用1162

5.1　全自动丝网印刷烫金一体机162

5.1.1　丝网印刷机设备概述162

5.1.2　丝网印刷机电气系统配置164

5.1.3　丝网印刷机运动控制解决方案165

5.1.4　丝网印刷机运动控制技术要点解析171

5.2　凹版印刷机178

5.2.1　凹版印刷机设备概述178

5.2.2　凹版印刷机电气系统配置179

5.2.3　凹版印刷机运动控制解决方案179

5.2.4　凹版印刷机运动控制技术要点解析182

5.3　机组式柔版印刷机184

5.3.1　柔版印刷机设备概述184

5.3.2　柔版印刷机电气系统配置185

5.3.3　柔版印刷机运动控制解决方案185

5.3.4　柔版印刷机运动控制技术要点解析189

第6章　实例应用2191

6.1　枕式包装机191

6.1.1　枕式包装机设备概述191

6.1.2　枕式包装机电气系统配置192

6.1.3　枕式包装机运动控制解决方案192

6.1.4　枕式包装机运动控制技术要点解析193

6.2　糖果包装机197

6.2.1　糖果包装机设备概述197

6.2.2　糖果包装机电气系统配置198

6.2.3　糖果包装机运动控制解决方案198

6.2.4　糖果包装机运动控制技术要点解析201

6.3　多列立式条状包装机204

6.3.1　多列立式条状包装机设备概述204

6.3.2　多列立式条状包装机电气系统配置204

6.3.3　多列立式条状包装机运动控制解决

方案204

6.3.4　多列立式条状包装机运动控制技术要点解析210

第7章　实例应用3211

7.1　大型高速薄膜分切机211

7.1.1　薄膜分切机设备概述211

7.1.2　薄膜分切机电气系统配置212

7.1.3　薄膜分切机运动控制解决方案212

7.1.4　薄膜分切机运动控制技术要点解析219

7.2　横切机222

7.2.1　横切机设备概述222

7.2.2　横切机电气系统配置223

7.2.3　横切机运动控制解决方案224

7.2.4　横切机技术要点解析227

7.3　恒张力绕线机228

7.3.1　恒张力绕线机设备概述228

7.3.2　恒张力绕线机电气系统配置229

7.3.3　恒张力绕线机运动控制解决方案229

7.3.4　恒张力绕线机运动控制技术要点解析233

第8章　实例应用4234

8.1　袋装弹簧机234

8.1.1　袋装弹簧机设备概述234

8.1.2　袋装弹簧机电气系统配置235

8.1.3　袋装弹簧机运动控制解决方案235

8.1.4　袋装弹簧机运动控制技术要点解析244

8.2　水车式多轴组合加工专机246

8.2.1　水车式多轴组合加工专机设备概述246

8.2.2　水车式多轴组合加工专机电气系统配置246

8.2.3　水车式多轴组合加工专机运动控制解决方案247

8.2.4　水车式多轴组合加工专机运动控制技术要点解析251

8.3　金属制罐机械251

8.3.1　金属制罐机械设备概述251

8.3.2　金属制罐机械电气系统配置252

8.3.3　金属制罐机械运动控制解决方案253

8.3.4　金属制罐机械运动控制技术要点解析256

8.4　冲压机械手259

8.4.1　冲压机械手设备概述259

8.4.2　冲压机械手电气系统配置260

8.4.3　冲压机械手运动控制解决方案261

8.4.4　冲压机械手运动控制技术要点解析267

第9章　实例应用5270

9.1　立体仓库提升机270

9.1.1　立体仓库提升机设备概述270

9.1.2　立体仓库提升机电气系统配置270

9.1.3　立体仓库提升机运动控制解决方案271

9.1.4　立体仓库提升机运动控制技术要点解析271

9.2　堆垛机277

9.2.1　堆垛机设备概述277

9.2.2　堆垛机运动控制278

9.2.3　堆垛机运动控制技术要点解析279

9.3　环形轨道穿梭车280

9.3.1　环形轨道穿梭车设备概述280

9.3.2　环形轨道穿梭车电气系统配置281

9.3.3　环形轨道穿梭车运动控制技术要点解析282

第10章　实例应用6286

10.1　塔式起重机286

10.1.1　塔式起重机设备概述286

10.1.2　塔式起重机电气系统配置286

10.1.3　塔式起重机运动控制解决方案287

10.1.4　塔式起重机运动控制技术要点解析288

10.2　汽车高速滚床291

10.2.1　汽车高速滚床设备概述291

10.2.2　汽车高速滚床电气系统配置292

10.2.3　汽车高速滚床运动控制技术要点解析293

第11章　实例应用7299

11.1　电池模拟器299

11.1.1　电池模拟器设备概述299

11.1.2　电池模拟器电气系统配置300

11.1.3　电池模拟器运动控制解决方案300

11.2　卷绕功能和张力控制功能综合解析304

11.2.1　卷绕功能和张力控制的应用问题304

11.2.2　卷绕选型时的注意事项305

11.2.3　匀速运动时张力的处理307

11.2.4　加减速时张力的处理308

第12章　数字化虚拟调试310

12.1　概述及解决方案310

12.2　NX MCD软件312

12.3　NX MCD软件的仿真序列实现320

12.4　TIA博途软件与NX MCD软件的虚拟调试325

12.5　TIA博途软件、SIMIT软件和NX MCD软件在环虚拟调试329

12.6　NX MCD软件与SIZER软件优化驱动

配置338