西门子SMART V2.7的运动控制插补路径规划

路径规划功能概述：

S7-200SMART V2.7版本的轴组功能，通过MoveLinear指令，实现了多轴的直线插补。

但如果遇到较为复杂的运动（如连续执行路径生成图案），需要大量的程序赋值和逻辑编写，上手难度大且程序冗长易出错。

下图中为真实的案例程序，可以看到程序中编写了大量的子程序和复杂逻辑才可以实现。

基于这些问题，V2.7版本开发了MovePath指令，也就是路径规划功能，这个功能大大方便了使用者，将需要连续执行的位置以表格的形式在向导中组态，调用一个子例程即可完成。

作为对比，可以看到应用路径规划后，只用了很小的程序量便实现了相同的功能。

路径规划功能组态:

在勾选使用轴组的情况下，运动控制向导的导航下方会出现路径规划的选项卡，路径规划界面下可以创建不同的路径，每个路径都有唯一的ID对应以用来编程使用区分。

创建路径后可以在对应的路径下创建路径的线段，多可以创建128条线段（所有路径中的线段数），每条线段也有对应的ID来区别。

在执行时路径指令时按照ID依次执行，每条指令都可以单独配置执行动作的复合速度，X/Y/Z的目标位置，加减速时间和急停时间。

需要注意配置的是，系统会自动判断配置参数是否合理，如速度为0或超过大速度，加减速时间为0，连续执行的两条线段位置完全相同等无法执行指令的情况，组态会提醒报错，该配置表格支持从EXCEL表格中直接复制导入。

除了每个路径配置的条线段外，其他的线段都可以配置触发的上升沿条件，在执行完上一条线段后等待条件导通。

路径规划指令:

组态完成后会生成GRP0_MOVEPATH指令，以下说明为其引脚定义

• EN：

  启用子例程，一般使用SM0.0。

  
  

• START：执行移动路径命令，一般使用沿触发。

• Path_ID：指定路径ID。ID输入编号必须在0到127之间。否则子例程会返回错误。

• Done：命令执行已成功完成时，参数启用。

• Busy：功能块触发但尚未完成时，参数启用。

• Active：函数块输出脉冲时，参数启动。

• Error：反馈指令执行时发生某些错误，详细说明见错误代码表格。

• Err_Segment：执行错误的线段的ID。

• Cur_Segment：当前执行的线段的ID。

散点图验证路径

可以利用EXCEL中插入散点图的功能，在坐标点位导入之前确定要执行的动作是否正确。

确定后通过简单的复制功能将表格配置到组态向导中，具体的操作完整过程请参考小程序中应用实例的视频演示。

运动轴组功能概述：

S7-200SMART从V2.7版本开始提供开环的，基于脉冲控制的2轴/3轴直线运动插补功能。该功能支持打断和缓冲两种模式，暂不支持混合/过度模式。

3轴的运动坐标系支持笛卡尔运动控制模型，轴组不支持间隙补偿，用户需通过调整轴组运动参数，以降低因轴反向运动导致的误差。

组态运动轴组：

STEP-7 Micro/WIN SMART V2.7软件将轴组的配置界面融合到了运动控制向导中，位于轴配置界面之后。

在配置轴组之前，需先启用对应单轴，单轴的配置组态与之前的版本操作完全相同，在默认配置下，勾选要组态的轴后即可选择开启轴组功能，当前版本只支持一个轴组。

轴组指令：

在未启用轴组路径规划功能前，配置好的轴组可生成3个指令：GRP0_3D_MOVELINEAR，GRP0_2D_MOVELINEAR以及GRP0_RESET。

生成2D或3D指令，取决于组态配置的选择且只能选择生成一个，除了3D指令比2D的多出了一个Z轴位置的输入引脚外，其他引脚定义均一致，以3轴插补指令为例：

• EN：启用子例程，一般使用SM0.0。

• START：执行插补命令，一般使用沿触发。

• Segment_ID：每个函数块指定的唯一参数，表示规划路径中的相应线段。

• Pos_X&Pos_Y&Pos_Z：为该函数块设置的目标X/Y/Z位置参数。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）。

• Speed：指定运动的大复合速度。

• Mode：指定运动模式，0表示模式，1表示相对模式。

• Acc_Time：指定运动的加速时间（ms）。

• Decel_Time：指定运动的减速时间（ms）。

• Jerk_Time：指定运动的加加速/减减速时间（ms）。

• BufferMode：运动衔接方式，0表示打断模式，1表示缓冲模式。

• Done：命令执行已成功完成时，参数启用。

• Busy：功能块触发但尚未完成时，参数启用。

• Active：函数块输出脉冲时，参数启动。

• Error：反馈指令执行时发生某些错误，详细说明见错误代码表格。

• EN：启用子例程，一般使用SM0.0。

• START：执行轴组复位命令，一般使用沿触发。

• Done：命令执行已成功完成时，参数启用。

• Busy：功能块触发但尚未完成时，参数启用。

• Error：反馈指令执行时发生某些错误，详细说明见错误代码表格。
  

错误代码：

CPU在直线插补运动期间，检测到已触发的运动轴组中存在参数错误时，相应的错误代码会出现在错误参数中，详细说明如下表：

停止轴组：

可通过以下两种方法停止正在运行的轴组：

• 如果为轴组中的任一轴组态了LMT+/LMT-/STP输入信号，当信号到达时，根据组态，正在运行的轴组将立即停止，或沿规划的运动路径减速至停止。

• 可以禁用AXISx_CTRL指令中的MOD_EN参数，打断正在执行的轴组运动指令。

注意事项：

1.轴组没有初始化指令，使用轴组之前必须使用AXIS_CTRL指令初始化每个轴后才能使用，同样的，轴组也没有回零指令，如果想寻找参考点也需要单轴分别执行AXIS_RESSK指令。

2. 轴组由轴组成，在S7-200SMART产品中，轴组和轴的关系是静态的，不支持动态配置。轴组和轴的从属关系在运动控制向导配置好之后就已经确定，如果需要往轴组新增或者删除轴，那么只能通过运动控制向导进行增减。在当前版本中，轴组的X轴只能分配给轴0，轴组的Y轴只能分配给轴1，轴组的Z轴（如果使用）只能分配给轴2。

3.轴组的直线运动指令和单轴运动指令之间无法互相打断。当运行单轴运动指令时，如果尝试执行轴组直线指令，轴组指令出错。当运行轴组直线指令时，如果尝试执行单轴运动指令，单轴指令出错。只有当轴组指令执行完成之后，才能运行单轴指令。同样，只有当单轴指令执行完成之后，才能运行轴组指令。

4.轴组中的所有轴必须具有相同的单位，如”mm”“弧度”等，否则在初始界面无法选择轴组，或者在生成轴组后修改单位丢失全部配置。

5. 轴组中的所有轴不能使用单相（一个输出）模式，会导致已组态的轴组配置丢失。