深入浅出西门子运动控制器：SIMOTION实用手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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西门子（中国）有限公司，王薇 编

图书标签:

• SIMOTION
• 运动控制
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• 工业控制
• 编程
• 技术手册
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• 伺服驱动
• 调试

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111435808

版次：1

商品编码：11320251

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 西门子工业自动化技术丛书

开本：16开

出版时间：2013-09-01

用纸：胶版纸

页数：387

附件：CD

附件数量：1

内容简介

　　《深入浅出西门子运动控制器：SIMOTION实用手册》基于编者多年从事运动控制工作的体会，从西门子运动控制器的实际应用出发，以清晰易懂的运动控制功能描述、典型的应用实例，并结合多年的实践经验，全面地介绍了西门子运动控制器——SIMOTION。
　　《深入浅出西门子运动控制器：SIMOTION实用手册》手册共分14章，第1章为西门子运动控制产品的硬件系统及软件说明；第2章详细描述了SIMOTION的项目创建、驱动配置及调试；第3章以具体应用为例详细地介绍了如何完成一个实际的SIMOTION项目；第4~9章介绍了工艺包、轴工艺对象以及工艺功能，这些内容是运动控制系统的精髓，也是运动控制系统最重要的组成部分；第10章介绍了SIMOTION执行系统与编程；第11~14章介绍了SIMOTION的各种通信功能。
　　深入浅出西门子运动控制器——SIMOTION实用手册条理清晰、内容完整，并配有大量的例图，深入细致地阐述了SIMOTION，便于读者学习和掌握。随书附带的光盘提供了书中的项目实战及技术文档。
　　深入浅出西门子运动控制器——SIMOTION实用手册对于广大工业产品用户、系统工程师、现场工程技术人员、大专院校相关专业师生，以及工程设计人员，具有较强的实用价值。

目录

序
前言
第1章 SIMOTION系统概述
1.1 概述
1.1.1 运动控制发展趋势
1.1.2 SIMOTION系统简介
1.1.3 TIA集成
1.2 SIMOTION硬件平台
1.2.1 SIMOTION C硬件介绍
1.2.2 SIMOTION D硬件介绍
1.2.3 SIMOTION P硬件介绍
1.3 SIMOTION软件与存储结构
1.3.1 SIMOTION软件结构
1.3.2 SIMOTION存储结构
1.3.3 SIMOTION存储区访问过程
1.4 SIMOTION配置方案
1.4.1 SIMOTION C配置方案
1.4.2 SIMOTION D配置方案
1.4.3 SIMOTION P配置方案
1.5 软件安装及连接
1.5.1 SIMOTION SCOUT软件介绍
1.5.2 SIMOTION SCOUT软件安装
1.5.3 PG/PC与SIMOTION设备的连接
第2章 SIMOTION的项目创建、驱动配置及调试
2.1 概述
2.2 项目中使用的硬件和软件
2.3 创建项目并组态硬件
2.4 配置SINAMICS驱动器
2.4.1 SIMOTION D435内部集成驱动器的配置
2.4.2 通过控制面板测试驱动运行
2.4.3 电动机模型参数识别和控制器优化
2.5 配置SIMOTION轴
2.5.1 创建轴
2.5.2 使用“Control panel”调试轴
第3章 SIMOTION项目实战
3.1 概述
3.2 项目中使用的硬件和软件
3.2.1 项目中使用的硬件
3.2.2 项目中使用的软件及版本
3.3 配置驱动器
3.4 配置TO
3.4.1 轴TO的配置
3.4.2 电子齿轮同步TO的配置
3.4.3 电子凸轮TO的配置
3.4.4 电子凸轮同步TO的配置
3.4.5 快速点输出TO的配置
3.5 编写程序并分配执行系统
3.5.1 声明变量
3.5.2 编写程序
3.5.3 分配执行系统
3.6 连接HMI设备
3.6.1 配置网络并插入HMI设备
3.6.2 配置连接、标签和HMI画面
第4章 工艺包与工艺对象
4.1 概述
4.2 工艺包与工艺对象的概念
4.3.1 工艺包与工艺对象概述
4.2.2 工艺对象的实例化
4.2.3 工艺包介绍
4.3 工艺对象的组态、编程及互联
4.3.1 工艺对象的组态和实例化
4.3.2 与工艺对象相关的编程
4.3.3 工艺对象的互联
4.4 各种工艺对象简介
4.4.1 常用工艺对象
4.4.2 附加工艺对象
第5章 轴工艺对象
5.1 概述
5.2 轴的基本概念
5.3 轴的机械参数设置
5.4 轴的默认值设置
5.5 轴的限制值设置
5.6 轴的回零设置
5.6.1 概述
5.6.2 主动回零
5.6.3 被动回零
5.6.4 直接回零/设置零点位置
5.6.5 相对直接回零
5.6.6 绝对值编码器回零
5.6.7 其他信息
5.7 轴的监视功能
5.8 轴的位置控制器
5.9 轴控制命令
第6章 轴同步工艺对象
6.1 概述
6.2 同步的基本概念
6.3 同步运行过程
6.3.1 建立同步
6.3.2 解除同步
6.4 同步功能的配置与编程
6.4.1 电子齿轮同步的配置与编程
6.4.2 速度同步的配置与编程
6.4.3 电子凸轮同步的配置与编程
6.5 其他相关内容
6.5.1 同步状态监视
6.5.2 同步运行监视
6.5.3 主值切换
6.5.4 叠加同步
第7章 快速测量输入工艺对象
7.1 概述
7.2 快捷测量输入的基本概念
7.3 配置快速测量输入工艺对象
7.3.1 全局快速测量输入配置
7.3.2 本地快速测量输入配置
7.4 快速测量输入工艺对象的编程
第8章 快速输出工艺对象
8.1 概述
8.2 快速输出工艺对象的基本概念
8.3 配置快速输出工艺对象
8.4 快速输出工艺对象的编程
第9章 路径工艺对象
9.1 概述
9.2 路径对象的基本概念
9.3 配置路径对象
9.4 路径对象的编程
第10章 SIMOTION执行系统与编程
10.1 SIMOTION执行系统
10.1.1 任务介绍
10.1.2 任务执行的优先级
10.1.3 执行系统的配置
10.2 SIMOTION编程
10.2.1 各种编程环境简介
10.2.2 变量定义
10.2.3 FB与FC
10.2.4 功能库
第11章 SIMOTION的PROFIBUSDP通信
11.1 概述
11.2 SIMOTION D作为DP主站
11.3 SIMOTION D作为DP从站
11.4 SIMOTION连接IM174进行轴扩展
11.4.1 概述
11.4.2 SIMOTION连接IM174
11.4.3 IM174的设置
11.4.4 IM174轴组态
11.5 SIMOTION通过DP连接SINAMICSS120驱动单元
11.5.1 驱动控制单元扩展连接概览
11.5.2 驱动控制单元扩展组态
11.6 SIMOTION连接分布式IO模块ET200
第12章 SIMOTION的PROFINET通信
12.1 概述
12.1.1 PROFINET IO系统
12.1.2 PROFINET IO的RT和IRT
12.1.3 IO Device的地址
12.2 SIMOTION的PROFINET通信简介
12.3 SIMOTION与SINAMICS S120的PROFINET IRT通信配置
12.3.1 概述
12.3.2 硬件组态以及设备名称分配
12.3.3 配置拓扑结构
12.3.4 配置同步域、发送时钟和更新时间
12.3.5 完成报文与轴的配置
12.4 SIMOTION设备间基于PROFINETIRT的直接数据交换
12.4.1 概述
12.4.2 硬件组态配置步骤
12.4.3 配置收发数据
12.5 SIMOTION与PLC之间通过I Device进行通信
12.5.1 概述
12.5.2 通过I�睤evice进行RT通信
12.5.3 配置SIMOTION为I�睤evice
12.5.4 通过I�睤evice进行IRT通信
12.6 SIMOTION通过PROFINET连接ET200从站
12.6.1 SIMOTION与ET200的RT通信配置
12.6.2 SIMOTION与ET200的IRT通信配置
第13章 SIMOTION的非实时通信
13.1 SIMOTION以太网通信
13.1.1 概述
13.1.2 SIMOTION以太网通信配置
13.1.3 SIMOTION以太网通信编程
13.1.4 SIMOTION以太网通信库LCOM简介
13.2 SIMOTION的MPI通信
13.2.1 概述
13.2.2 网络设置
13.2.3 编程
13.3 SIMOTION与人机界面的连接
13.3.1 概述
13.3.2 SIMOTION与HMI的连接配置
13.4 SIMOTION的OPC通信
13.4.1概述
13.4.2 从SIMOTION项目中导出OPC数据
13.4.3 在Windows XP操作系统中配置OPC服务器
13.4.4 在Windows 7操作系统中配置OPC服务器
13.4.5 OPC通信测试
13.4.6 SIMOTION与WinCC采用OPC方式进行通信测试
第14章 SIMOTION D通过DRIVE-CLiQ扩展CX322驱动控制单元
14.1 概述
14.2 CX322硬件介绍
14.3 CX322的配置步骤
参考资料
资料下载链接
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前言/序言

工业自动化领域的基石：现代运动控制系统架构与实践 ——一部聚焦于通用平台化解决方案、先进算法集成与复杂机械系统同步控制的深度解析 本书旨在为工业自动化领域的工程师、系统集成商以及高级技术人员提供一套全面、深入、且高度实用的知识体系，用以掌握新一代运动控制系统的设计、配置、编程与优化。我们的核心关注点在于构建高可靠性、高精度、高柔性的自动化生产线，尤其侧重于那些对实时性、多轴协调性以及复杂运动轨迹规划有严苛要求的应用场景。 全书内容摒弃对特定品牌硬件的深入手册式讲解，转而聚焦于运动控制领域的普适性理论、先进架构的构建方法以及主流工业协议的应用实践，使读者能够灵活应对不同制造商提供的控制平台，真正理解“运动控制”这一学科的本质。 --- 第一部分：现代运动控制系统的理论基础与系统架构重构 本部分是理解复杂运动控制系统的理论基石。我们首先从运动控制系统的实时性需求与周期性任务调度出发，深入剖析硬实时操作系统（RTOS）在运动控制中的核心作用，并对比分析基于多核异构计算架构（如FPGA/GPU辅助计算）的控制系统优势。 1.1 运动控制系统层级结构与模块化设计： 详细阐述从感知层（编码器、传感器）到执行层（驱动器、电机）的完整数据流模型。重点探讨如何实现控制算法与设备驱动的物理隔离与逻辑解耦，确保上位控制逻辑的灵活迭代不影响底层伺服回路的稳定性。我们将讨论基于软件定义的运动控制器（SDMC）概念，以及如何通过标准化接口（如EtherCAT Slave Controller接口）实现硬件无关性。 1.2 伺服控制理论的深度应用： 本章将超越基础的PID控制，深入探讨先进伺服算法。内容包括： 前馈控制（Feedforward Control）：如何有效补偿机械系统的惯性、摩擦力和重力影响，显著提高高速启动和停止的平顺性。 自适应与鲁棒控制：针对负载变化、机械结构柔性（如皮带或联轴器弹性）引起的系统参数漂移，介绍基于模型参考自适应控制（MRAC）和滑模控制（SMC）的原理与工程实现步骤。 高频振动抑制技术：分析机械共振频率的识别方法，并详细介绍如何设计和应用陷波滤波器（Notch Filter）以及手动或自动机械参数辨识流程，以提升系统带宽和响应速度。 1.3 工业现场总线与同步机制： 重点解析当前主流的、支持分布式时钟和纳秒级同步的现场总线技术（如EtherCAT、PROFINET IRT）。我们将深入讲解分布式时钟（DC）的原理、同步偏差的测量与补偿机制。此外，还将详细阐述如何利用总线提供的同步脉冲或时间戳服务，实现对多轴系统（如龙门架、Delta机器人）的一致性启动、精确停止与插补运动。 --- 第二部分：复杂运动轨迹规划与多轴协调控制 本部分是本书的实践核心，聚焦于如何将复杂的生产任务转化为控制器可执行的、平滑且高效的运动指令。 2.1 轨迹生成算法的精细化处理： 讨论从点到点运动到连续路径插补的过渡。内容包括： S曲线（S-Curve）速度规划：对比梯形速度曲线，阐述S曲线（加/减加速度控制）在消除机械冲击、降低噪音和提高定位精度方面的优势，并给出不同S曲线参数（如时间/加速度/加加速度）的工程选择指南。 样条插值与B样条曲线：在CNC加工、激光切割或柔性材料处理等领域，如何利用参数化曲线（如三次样条、Bézier曲线）精确描述非直线、非圆弧的连续路径，并讨论计算资源与轨迹精度的权衡。 2.2 高级插补技术与坐标系管理： 深入探讨二维、三维以及任意角度插补的实现细节。重点解析笛卡尔空间（直角坐标系）到关节空间（电机编码器坐标系）的转换，尤其关注在运动过程中进行坐标系切换（如从直线插补切换到圆弧插补）时的平滑过渡策略。 2.3 机器人学基础与运动学解算实践： 虽然不依赖特定机器人编程语言，但本章详细介绍工业机器人运动学的基本原理。内容涵盖： 正运动学与逆运动学：讲解如何使用DH参数法建立坐标系变换关系。 奇点（Singularity）分析：识别并规避机器人工作空间中的奇点区域，确保运动控制的可靠性，避免控制系统在这些点上因雅可比矩阵奇异而失效。 在线轨迹重规划：在高速运动中，如何根据外部传感器信号（如视觉反馈）实时修改目标轨迹，并确保修改后的轨迹与当前状态的平滑衔接。 --- 第三部分：系统集成、调试与故障诊断 本部分关注从设计到实际运行阶段的关键工程实践。 3.1 机械系统建模与虚拟调试（Virtual Commissioning）： 强调在实际硬件投入前，利用系统级仿真工具对控制策略进行验证的重要性。我们将介绍如何构建多体动力学（MBD）模型，并将运动控制器算法（如PID参数、限幅值）嵌入到仿真环境（如Software-in-the-Loop/Hardware-in-the-Loop）中进行预调试，以减少现场调试时间，并对潜在的机械干涉和冲突进行早期发现。 3.2 高性能运动控制的参数调优流程： 提供一套系统化的、可复用的伺服参数整定方法论。流程包括： 开环测试与分析：使用频率响应分析仪（FRA）或内置扫频功能获取系统的开环Bode图。 带宽确定与PID参数迭代：根据Bode图的裕度和机械刚度确定系统的最大稳定带宽，并据此设定前馈增益、比例增益和积分时间常数。 负载敏感性测试：系统性地测试空载、轻载、满载等不同工况下的控制响应，确保参数设置的鲁棒性。 3.3 预测性维护与先进诊断技术： 介绍如何利用控制器收集的过程数据（Process Data）进行故障预测。这包括对电机电流、电压、位置误差和环路响应时间的长期趋势分析。通过监测关键性能指标（KPIs）的漂移，实现对轴承磨损、连接松动或电气漂移的早期预警，将停机时间降至最低。 --- 总结与展望 本书的结构设计旨在帮助读者跨越从“会使用某品牌控制器”到“精通运动控制原理与架构”的鸿沟。通过掌握这些通用的、基于物理和算法的知识，读者将能够为任何先进的自动化装备设计出高性能、高可靠性的运动控制解决方案。内容聚焦于通用性、前沿性与工程实用性，是自动化工程师迈向系统架构师角色的必备参考。

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西门子变频器用的不多，貌似是M440的，看看吧