S7-1200 控制 5 轴伺服程序案例分享
S7-1200控制5轴伺服程序案例。 1.PTO伺服轴脉冲定位控制功能应用+速度模式应用+扭矩模式应用。 2.程序为结构化编程,每一功能为模块化设计,具有一个项目都有的功能:自动_手动_单步_暂停后原位置继续运行_轴断电保持_报警功能_气缸运行及报警. 3.每个功能块可以无数次重复调用，可以建成库，用时调出即可！ 4.伺服不光脉冲控制同时使用了速度模式+扭矩模式应用.上位机为威纶通触摸屏. 参考本案例熟悉掌握结构化编程技巧,扩展逻辑思维. 6.博图v14SP1.博图v15博图v15.1均可打开。
最近做了个挺有意思的项目，用 S7-1200 实现对 5 轴伺服的控制，今天就来给大家唠唠这个案例，顺便分享下结构化编程的技巧，希望能帮大家扩展扩展逻辑思维。
一、功能应用概述
这个项目里，用到了 PTO 伺服轴的脉冲定位控制功能，速度模式应用以及扭矩模式应用。脉冲定位控制是伺服控制里很基础也很重要的一块，就像给伺服轴明确了一个具体的目标位置，它就会乖乖跑到那。速度模式呢，能让轴按照设定的速度去运行，适用于一些需要稳定速度的场景。扭矩模式则主要用于对扭矩有特殊要求的工况，像是需要克服一定阻力的时候。
二、结构化编程设计
整个程序采用结构化编程，每个功能都是模块化设计。这就好比搭积木，每个模块都有自己独立的功能，最后拼在一起就构成了完整的项目。
1. 通用功能模块
- 自动/手动模式：在自动模式下，整个流程按照预设的逻辑自动运行；手动模式则方便操作人员进行单独的控制操作。以手动控制轴为例，在博图软件里可以这样写代码（以其中一个轴 Axis1 为例）：
// 手动控制轴 Axis1 IF Manual_Axis1 THEN // 如果手动控制按钮按下 IF Jog_Forward_Axis1 THEN // 正向点动按钮按下 Axis1.PositiveJog; END_IF; IF Jog_Backward_Axis1 THEN // 反向点动按钮按下 Axis1.NegativeJog; END_IF; END_IF;这里通过判断手动控制标志 ManualAxis1 以及正向、反向点动按钮 JogForwardAxis1 和 JogBackward_Axis1 来实现手动控制轴的点动。
- 单步功能：单步功能可以让轴每次运行一个固定的小距离，方便调试和精准控制。代码实现思路大概是这样：
// 单步控制轴 Axis1 IF Step_Axis1 THEN // 单步按钮按下 IF NOT Axis1.IsMoving THEN // 轴当前未在运动 Axis1.MoveRelative(Position := Step_Distance_Axis1); // 相对运动一个单步距离 Step_Distance_Axis1 END_IF; END_IF;这段代码首先判断单步按钮 Step_Axis1 是否按下，并且轴当前不在运动时，才会执行相对运动指令 MoveRelative，让轴移动一个单步距离。
- 暂停后原位置继续运行：这功能关键在于暂停时记录轴的位置，恢复运行时从记录的位置接着走。代码实现时会用到一些位置寄存器相关的操作：
// 暂停轴 Axis1 IF Pause_Axis1 THEN Saved_Position_Axis1 := Axis1.Position; Axis1.Stop; END_IF; // 继续轴 Axis1 IF Resume_Axis1 THEN Axis1.MoveAbsolute(Position := Saved_Position_Axis1); END_IF;暂停时将当前轴位置 Axis1.Position 保存到 SavedPositionAxis1 中，恢复时通过 MoveAbsolute 指令从保存的位置继续运行。
- 轴断电保持：为了防止断电后轴的位置信息丢失，我们需要做断电保持处理。在博图里可以通过设置数据块属性为断电保持来实现。假设我们有个数据块 DB1 用来存储轴的相关参数：
- 打开 DB1，在属性里勾选“保持性”。
- 这样在断电后，DB1 里存储的轴位置等关键信息就不会丢失啦。
- 报警功能：报警功能是为了及时发现轴运行过程中的异常情况。比如轴的运行超限位，就可以这样写报警代码：
// 轴 Axis1 超限位报警 IF Axis1.PositiveLimitSwitch OR Axis1.NegativeLimitSwitch THEN Alarm_Axis1 := TRUE; // 触发报警标志 END_IF;一旦轴触发正向或反向限位开关，就会将报警标志 Alarm_Axis1 置为 TRUE，通过这个标志就可以在上位机或者其他地方显示报警信息啦。
- 气缸运行及报警：气缸的运行和轴控制也有关联，比如轴到达某个位置触发气缸动作。同时，气缸也有自己的报警机制，像气缸未到位报警：
// 轴 Axis1 到达位置触发气缸动作 IF Axis1.Position >= Trigger_Position_Axis1 THEN Cylinder_1_On; // 气缸 1 开启 END_IF; // 气缸 1 未到位报警 IF NOT Cylinder_1_Status THEN Cylinder_1_Alarm := TRUE; END_IF;当轴到达设定的触发位置 TriggerPositionAxis1 时，气缸 1 开启；如果气缸 1 的状态检测显示未到位（Cylinder1Status 为 FALSE），则触发气缸 1 的报警。
2. 功能块复用与建库
每个功能块都设计得可以无数次重复调用，而且还能建成库。这就大大提高了代码的复用性，以后再做类似项目，直接从库里调出来就能用，方便得很。比如说我们把轴控制的功能块 FC1 建成库：
- 在博图软件里，右键点击项目树中的“程序块”，选择“创建库”。
- 把写好的 FC1 拖到库里相应的文件夹下。
- 下次新建项目时，在库管理器里就能找到这个库，直接调用 FC1 就可以控制轴啦。
三、伺服多种模式结合应用
这个项目里伺服可不只是简单的脉冲控制，还同时结合了速度模式和扭矩模式应用。比如说在某些阶段，轴需要以稳定的速度运行一段距离，这时候就切换到速度模式，代码示例如下（假设轴 Axis1 切换到速度模式）：
// 轴 Axis1 切换到速度模式 Axis1.Mode := 2; // 2 代表速度模式 Axis1.Velocity := Set_Speed_Axis1;这里将轴的运行模式 Mode 设置为 2（速度模式），并设定速度 SetSpeedAxis1。扭矩模式应用类似，通过调整相关参数来满足实际需求。
四、上位机交互
上位机我们选用的是威纶通触摸屏，它和 S7 - 1200 之间可以通过以太网等方式进行通讯。在触摸屏上可以方便地设置轴的各种参数，监控轴的运行状态，查看报警信息等等。比如在触摸屏上设置一个轴的目标位置，PLC 这边接收到数据后就可以执行相应的运动指令。
五、软件兼容性
这个项目的程序在博图 v14SP1、博图 v15 以及博图 v15.1 版本下均可打开。大家不用担心因为软件版本问题无法使用这个案例代码，不同版本之间的差异在这个项目里基本不影响整体的功能实现。
S7-1200控制5轴伺服程序案例。 1.PTO伺服轴脉冲定位控制功能应用+速度模式应用+扭矩模式应用。 2.程序为结构化编程,每一功能为模块化设计,具有一个项目都有的功能:自动_手动_单步_暂停后原位置继续运行_轴断电保持_报警功能_气缸运行及报警. 3.每个功能块可以无数次重复调用，可以建成库，用时调出即可！ 4.伺服不光脉冲控制同时使用了速度模式+扭矩模式应用.上位机为威纶通触摸屏. 参考本案例熟悉掌握结构化编程技巧,扩展逻辑思维. 6.博图v14SP1.博图v15博图v15.1均可打开。
通过这个案例，相信大家对 S7 - 1200 控制 5 轴伺服以及结构化编程技巧都有了更深入的了解。希望大家在实际项目中也能灵活运用这些知识，创造出更优秀的自动化解决方案。如果大家有什么问题或者想法，欢迎在评论区留言交流呀！