运动控制系统软件原理及其标准功能块应用

　　本书针对智能制造对运动控制软件功能的基本要求，全面论述其基础技术和知识，重点讲述PLCopen国际组织制定的运动控制软件功能规范的概念、原理和功能块。 全书共8章。第1章是运动控制系统的组成和PLC在智能制造中的定位。第2章是运动控制的理论基础。第3章论述PLCopen运动控制规范。第4章介绍运动控制规范规定的运动控制功能块。第5章描述运动控制的数据通信。第6章讨论运动控制应用问题。第7章是PLCopen运动控制规范的系统实现。第8章介绍西门子的Simotion系统。 本书可作为机械自动化、机电一体化等相关专业本科的教材，也是关注运动控制的工程技术人员的重要参考资料。

　　现任中国自动化学会理事，中国自动化学会仪表和装置专业委员会常务委员，中国自动化学会专家咨询委员会委员，上海市自动化学会常务理事，中国仪器仪表学会专家委员会委员，PLCopen国际组织中国委员会名誉主席。1962年10月至1999年在上海工业自动化仪表研究所工作。长期从事工业过程控制系统的研究开发工作

前言
第1章概述
1.1运动控制系统的组成
1.1.1运动控制和过程控制
1.1.2运动控制系统的分类
1.1.3运动控制系统的组成
1.1.4运动控制技术的发展
1.1.5运动控制技术的应用领域
1.2PLC在智能制造中的定位
1.2.1《国家智能制造标准体系建设指南（2015年版）》的智能制造标准体系参考模型
1.2.2德国工业4.0参考模型RAMI 4.0
1.2.3美国国家标准化技术研究院的智能制造生态系统模型
1.2.4日本工业价值链参考模型IVI
1.2.5PLC在智能制造系统中的定位
1.2.6标准化在智能制造中的重要作用
1.2.7智能制造对运动控制的要求和运动控制的发展趋势
1.3运动控制技术基础
1.3.1机械系统
1.3.2电气控制系统
1.3.3控制基础
1.3.4计算机编程基础
第2章运动控制的理论基础
2.1运动控制问题
2.1.1第一类运动控制问题
2.1.2第二类运动控制问题
2.2运动控制系统的基本原理
2.2.1坐标系和坐标变换
2.2.2插补技术
2.2.3S轮廓曲线和配置文件
2.2.4位置运动学和动力学方程
2.2.5电机控制技术
2.2.6传动和控制技术
2.2.7检测技术
第3章PLCopen运动控制规范
3.1PLCopen规范概述
3.1.1PLCopen运动控制规范的特点
3.1.2PLCopen运动控制功能块的概念和模型
3.1.3管理类运动控制功能块和运动类运动控制功能块
3.1.4边沿触发功能块和电平控制功能块
3.2状态图
3.2.1单轴运动控制的状态图
3.2.2轴组运动控制的状态图
3.2.3单轴和轴组状态图的关系
3.2.4运动控制功能块的状态图及其实现示例
3.3功能块接口
3.3.1标准规范定义的数据类型
3.3.2功能块接口的一般规则
3.3.3出错处理
3.4中止模式和混成模式
3.4.1单轴的缓冲模式
3.4.2轴组的缓冲模式
3.4.3轴组的过渡模式和协调运动
3.4.4电子凸轮和电子齿轮
第4章运动控制功能块
4.1单轴运动控制的管理类功能块
4.1.1MC_Power
4.1.2MC_ReadStatus和MC_ReadMotionState
4.1.3MC_ReadAxisError和 MC_ReadAxisInfo
4.1.4MC_ReadParameter和MC_ReadBoolParameter
4.1.5MC_WriteParameter和MC_WriteBoolParameter
4.1.6MC_ReadDigitalInput
4.1.7MC_ReadDigitalOutput和MC_WriteDigitalOutput
4.1.8MC_ReadActualPosition、MC_ReadActualVelocity和MC_ReadActualTorque
4.1.9MC_SetPosition和MC_SetOverride
4.1.10MC_TouchProbe和MC_AbortTrigger
4.1.11MC_DigitalCamSwitch
4.1.12MC_Reset
4.1.13MC_HaltSuperimposed
4.1.14MC_LimitLoad和MC_LimitMotion
4.2单轴运动控制的运动类功能块
4.2.1MC_Home
4.2.2MC_Stop和MC_Halt
4.2.3MC_MoveAbsolute、MC_MoveRelative、MC_MoveAdditive和MC_MoveSupperimposed
4.2.4MC_MoveContiAbsolute和MC_MoveContiRelative
4.2.5MC_MoveVelocity
4.2.6MC_TorqueControl和MC_LoadControl
4.2.7MC_PositionProfile、MC_VelocityProfile、MC_AccelerationProfile和MC_LoadProfile
4.2.8MC_LoadSuperImposed
4.3多轴运动控制功能块
4.3.1多轴运动控制的管理类功能块MC_CamTableSelect
4.3.2多轴运动控制的运动类功能块
4.4协调运动控制功能块
4.4.1协调管理类运动控制功能块
4.4.2协调运动类运动控制功能块
4.5同步运动控制功能块
4.5.1MC_SyncAxisToGroup
4.5.2MC_SyncGroupToAxis
4.5.3MC_TrackConveyorBelt
4.5.4MC_TrackRotaryTable
4.6原点定位运动控制功能块
4.6.1MC_StepAbsoluteSwitch
4.6.2MC_StepLimitSwitch
4.6.3MC_StepBlock
4.6.4MC_StepReferencePulse
4.6.5MC_StepDistanceCoded
4.6.6MC_HomeDirect
4.6.7MC_HomeAbsolute
4.6.8MC_FinishHoming
4.6.9MC_StepRefFlySwitch
4.6.10MC_StepRefFlyRefPulse
4.6.11MC_AbortPsHoming
4.6.12实际应用的原点定位模式
4.7安全运动
4.7.1安全运动监视功能概述
4.7.2安全运动监控功能的示例
第5章运动控制的数据通信
5.1运动控制实时数据通信的基本概念
5.1.1确定性联网的基本概念
5.1.2运动控制对实时通信的要求
5.1.3现场总线和工业以太网实时性问题
5.1.4与运动控制相关的工业以太网性能比较
5.2PLC的通信
5.2.1网络拓扑结构
5.2.2典型可编程逻辑控制器网络系统
5.2.3OPC UA实现数据通信
第6章运动控制应用
6.1贴标机的应用
6.1.1平面贴标机
6.1.2卧式贴标机
6.2仓储系统的应用
6.2.1控制要求
6.2.2简单方法的实现
6.2.3协调运动方法的实现
6.3点位运动控制
6.3.1控制要求
6.3.2点位控制功能块的编程
6.4飞剪过程的控制
6.4.1控制要求
6.4.2控制程序
6.5包装机械的控制
6.5.1PackML
6.5.2收卷过程的功能块
第7章PLCopen运动控制规范的系统实现
7.1ISG的运动控制平台ISG Kernel
7.1.1运动控制平台ISG-MCP
7.1.2PLCopen运动控制功能块库McpPLCopenBase
7.1.3运动控制系统的实现示例
7.2施耐德SoMachine系统
7.2.1系统简介
7.2.2应用示例
7.3欧姆龙Sysmac Studio系统
7.3.1系统简介
7.3.2应用示例
第8章西门子运动控制系统
8.1系统简介
8.1.1概述
8.1.2硬件简介
8.1.3软件简介
8.2工艺包和工艺对象
8.2.1工艺包和工艺对象
8.2.2运动控制功能块
8.3位置控制和伺服驱动
8.3.1位置控制
8.3.2伺服控制
参考文献