施耐德 EcoStruxure Machine控制器應用及編程進階
主編　李幼涵

本書介紹了運動控制中多軸電機同步運動的應用；通過案例介紹了電子凸輪運動、電子齒輪運動和數控機床G代碼編程的各種應用；詳細介紹了各種通用總線（如 EtherCAT、EtherNet/IP、PROFINET）的通信應用以及與過程控制網絡連接的應用；最后介紹了面向對象編程（Object-Oriented Programming，OOP），并給出了編程技巧。
本書可供紡織、包裝、物流、印染、印刷、機械加工等領域的應用設計工程師和大專院校相關專業(yè)的師生閱讀，具有較強的實用價值。
圖書在版編目（CIP）數據
施耐德 EcoStruxure Machine控制器應用及編程進階 /李幼涵主編 . 北京：機械工業(yè)出版社，2019.9
ISBN 978-7-111-63598-7
Ⅰ . ①施…�、� . ①李…�、� . ①可編程序控制器�、� . ① TP332.3
中國版本圖書館 CIP數據核字（2019）第 185041號
機械工業(yè)出版社（北京市百萬莊大街 22號郵政編碼 100037）策劃編輯：林春泉　責任編輯：林春泉責任校對：杜雨霏　封面設計：鞠　楊責任印制：郜　敏北京圣夫亞美印刷有限公司印刷
2019年 9月第 1版第 1次印刷
184mm260mm · 15.5印張 · 382千字 0 0013 000冊標準書號：ISBN 978-7-111-63598-7
定價：69.00元
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時光荏苒，在經歷了二三十年的高速發(fā)展之后，中國工業(yè)來到了從制造大國向制造強國轉型的時刻。制造強國意味著工業(yè)企業(yè)不僅要生產更優(yōu)質的產品，還要以更綠色、更智能、可持續(xù)的方式重塑生產流程�；�于此，施耐德電氣率先提出綠色智能制造的理念。為了幫助客戶踐行這些理念，施耐德電氣逐步擴充自身的軟件、硬件能力，利用基于物聯(lián)網的 EcoStruxure 架構與平臺，通過互聯(lián)互通的產品、邊緣控制、應用分析和服務三個層面的創(chuàng)新，為工業(yè)客戶的轉型升級賦能。由施耐德電氣技術專家李幼涵領銜編寫的《施耐德 EcoStruxure Machine控制器應用及編程進階》一書，它是本著推動工業(yè)企業(yè)的數字化轉型和智能制造向縱深發(fā)展而推出的指導書。該書支持施耐德 EcoStruxure架構與平臺在工廠生產流程和機器離散制造的自動化及智能化的落地，也給出了實現物聯(lián)網設備的互聯(lián)互通解決方案，回答了應用工程師們在開發(fā)智能機器、綠色工廠實踐中遇到的問題。書中的大量案例也是施耐德電氣這些資深工程師們實踐經驗的總結和展示，相信對廣大工程技術人員及大專院校師生會有所幫助和裨益。該書以施耐德電氣當前最新軟硬件技術為平臺，介紹了互聯(lián)互通采用的前沿總線通信技術、以太網通信技術及編程架構，對我國的科研機構和高校教學發(fā)展也有一定的參考作用。
施耐德電氣真誠地愿為中國工業(yè)的不斷升級、技術的不斷進步、創(chuàng)新的不斷涌現而貢獻力量，持續(xù)向市場推出接受度更高的產品和解決方案。該書的出版必定會成為工業(yè)制造領域重要的數字化和自動化參考資料及培訓教材。期待著該書早日面世，以饗讀者。
施耐德電氣（中國）有限公司高級副總裁　　工業(yè)自動化業(yè)務中國區(qū)負責人　　龐邢健　　 2019年 7月　　

本書是已出版的《施耐德 EcoStruxure Machine控制器應用及編程指南》進階篇。本書介紹了運動控制的復雜應用，包括電子凸輪、電子齒輪以及數控單元 CNC的各種應用，內容雖然有些復雜，但是通過案例和大量的圖說，可深入淺出地幫助讀者更好地學習和應用。本書中，對插補控制的應用給出了不用運動控制器實現同步插補運動的編程方法和算法，可以降低硬件的成本。由于智能制造和智能機器的設計越來越多地注重互聯(lián)互通，因此本書也介紹了各種流行的通信協(xié)議的設計方法和設備之間的互聯(lián)互通的編程方法，并給出了案例，其中涉及 EtherCAT、 EtherNet/IP、PROFINET、SERCOS、OPC（Object Linking and Embedding for Process Control）以及采用 C語言的自由編程案例。在本書的最后一章，介紹了面向對象編程（ Object-Oriented Programming，OOP）的內容，因為面向對象編程是一種編程趨勢，它使應用程序的擴展性和可維護性更友好。
本書的編寫得到了施耐德電氣（中國）有限公司的幾位資深主任工程師的大力幫助，李振工程師編寫了第 1章和第 2章；唐海麗工程師編寫了第 3章；李融工程師編寫了第 4~6章；方平工程師編寫了第 7章和第 8章；李幼涵編寫了第 9章和第 10章并對全書進行了審閱、修改和校對。在此感謝他們將多年的應用經驗分享給讀者，感謝工業(yè)事業(yè)部劉立新總監(jiān)和沈偉峰經理的一貫支持。他山之石，可以攻玉。愿我國的工程師們利用一切先進技術和設計理念，將產品設計得更加完美！
由于水平有限，難免有不盡人意之處，懇請廣大讀者批評指正。
李幼涵　　 2019年 7月　　序前言

第 1章　電子凸輪功能 …………………………………………………………………………… 1
1.1　電子凸輪的概念 ………………………………………………………………………… 1
1.1.1　什么是機械凸輪 ………………………………………………………………… 1
1.1.2　什么是電子凸輪 ………………………………………………………………… 1
1.1.3　機械凸輪與電子凸輪的區(qū)別 …………………………………………………… 1
1.1.4　電子凸輪的應用場合 …………………………………………………………… 2
1.2　電子凸輪的實現 ………………………………………………………………………… 2
1.3　電子凸輪功能塊詳解 …………………………………………………………………… 2
1.3.1
　MC_Power使能功能塊 ………………………………………………………… 4

1.3.2
　MC_Jog點動功能塊 …………………………………………………………… 5

1.3.3
　MC_MoveVelocity速度移動功能塊 …………………………………………… 5

1.3.4
　MC_Stop停止功能塊 …………………………………………………………… 6

1.3.5
　MC_ReadStatus讀取軸狀態(tài)功能塊 …………………………………………… 6

1.3.6
　MC_CamTableSelect電子凸輪表選擇功能塊 ………………………………… 7

1.3.7
　MC_CamIn電子凸輪嚙合功能塊 ……………………………………………… 8

1.3.8
　MC_CamOut電子凸輪脫開功能塊 …………………………………………… 9
1.3.9　SMC3_CAN_WriteParameter寫參數功能塊 ………………………………… 10
1.3.10　SMC3_CAN_ReadParameter讀參數功能塊 ……………………………… 10


1.3.11
　MC_Home原點回歸功能塊 ………………………………………………… 10
1.4　如何在線切換電子凸輪曲線 ……………………………………………………………11
1.5　如何在線修改電子凸輪曲線的坐標 ………………………………………………… 12
1.6　如何在線創(chuàng)建電子凸輪曲線 ………………………………………………………… 13
1.7　電子凸輪曲線的縮放功能 …………………………………………………………… 15
1.8　電子凸輪曲線的鏡像功能 …………………………………………………………… 17

1.9
　電子凸輪凸點 Tappets的應用………………………………………………………… 19
1.10　電子凸輪開關的應用 ………………………………………………………………… 21
1.11　電子凸輪的高級功能塊 ……………………………………………………………… 24
1.12　電子凸輪點的批量導入 ……………………………………………………………… 30


第 2章　CNC功能 ……………………………………………………………………………… 32
2.1　常用 G代碼的功能 …………………………………………………………………… 32
2.2　如何在 CNC編輯器中直接使用帶變量的 G代碼指令 …………………………… 38
2.3　如何在 NC文件中直接使用帶變量的 G代碼指令 ………………………………… 45
2.4　LMC058讀取并執(zhí)行 U盤上的 NC文件 …………………………………………… 48
2.5　SMC_Interpolator插補功能塊的應用 ……………………………………………… 51
2.6　CNC功能的多軸控制 ………………………………………………………………… 52
2.7　CNC功能的多通道控制 ……………………………………………………………… 55
2.8　如何顯示正在執(zhí)行的 G代碼行 ……………………………………………………… 59
2.9　如何在線切換 NC文件的執(zhí)行 ……………………………………………………… 61
2.10　使用 CAD/CAM軟件轉換成 G代碼文件時的注意事項 ………………………… 65
2.11　CNC的 M碼功能 …………………………………………………………………… 68
2.12　CNC的 H碼功能 …………………………………………………………………… 70
2.13　CNC的路徑圓滑或圓整功能 ……………………………………………………… 72
2.14　CNC的路徑規(guī)避功能 ……………………………………………………………… 75
2.15　CNC的刀具半徑補償功能 ………………………………………………………… 77
第 3章　PLC插補位置的控制 ………………………………………………………………… 80
3.1　插補的概念和應用 …………………………………………………………………… 80
3.2　典型插補算法 ………………………………………………………………………… 80
3.2.1　直線插補算法 ………………………………………………………………… 80
3.2.2　三次多項式插補算法 ………………………………………………………… 81
3.2.3　五次多項式插補算法 ………………………………………………………… 83
3.3　伺服驅動器插補位置模式 …………………………………………………………… 84
3.3.1　Interpolated Position模式 …………………………………………………… 84
3.3.2　伺服驅動器 IP模式原理和參數 ……………………………………………… 86
3.4　PLC插補位置控制的實現 …………………………………………………………… 87
3.4