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自動化技術(shù)在不斷地升級、創(chuàng)新，西門子公司作為自動化領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，不斷地推出新產(chǎn)品和新技術(shù)。
本書主要介紹了學(xué)習(xí)和開發(fā)運動控制器的必備基礎(chǔ)知識，第1章介紹了產(chǎn)品的軟硬件結(jié)構(gòu)及相關(guān)選型工具，典型方案的配置，并且以仿真軟件為例進(jìn)行運動控制編程的初期準(zhǔn)備；第2章以PROFIdrive為基礎(chǔ)進(jìn)行通信的操作說明，介紹了西門子公司各種伺服驅(qū)動器的組態(tài)、優(yōu)化和配置；第3~6章介紹了各種工藝對象的使用，并且給出了實戰(zhàn)案例；第7章介紹了故障安全功能，通過安全運動控制器和驅(qū)動器的安全功能的結(jié)合從而保證人身和設(shè)備的安全；第8章以數(shù)字化概念為核心，通過多個案例介紹了數(shù)字化虛擬調(diào)試過程；第9章介紹了常用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的高效程序庫。
本書每個章節(jié)互相獨立、深入淺出、內(nèi)容完整，并配有大量的例圖，便于讀者學(xué)習(xí)和掌握。
本書具有較強的實用價值可供廣大工業(yè)產(chǎn)品用戶、系統(tǒng)工程師、工程技術(shù)人員和大專院校相關(guān)專業(yè)師生閱讀。

2013年，自德國推出“工業(yè)4.0”概念以來，全球工業(yè)領(lǐng)域正在快速進(jìn)入一個嶄新的時代。在第四次工業(yè)革命到來之時，我國也在全面提升制造業(yè)發(fā)展質(zhì)量和水平。隨著人口紅利的逐漸消失，許多國內(nèi)企業(yè)都面臨著全球化制造業(yè)加速競爭的挑戰(zhàn)：在全球市場中，當(dāng)?shù)土膭趧恿Τ杀静荒茉僮鳛椤爸袊圃臁钡膬?yōu)勢標(biāo)簽時，企業(yè)對于變革的需求更為迫切，“機器換人”、智能制造必然成為當(dāng)前我國制造業(yè)發(fā)展的主旋律。
自動化是實現(xiàn)工業(yè)強國的重要前提之一。隨著我國日益旺盛的產(chǎn)業(yè)升級需求態(tài)勢，廣大的自動化設(shè)備廠商、生產(chǎn)企業(yè)均對產(chǎn)品和技術(shù)提出了更嚴(yán)苛的要求，以期實現(xiàn)更短的上市時間、更大的靈活性、更高的效率以及更好的質(zhì)量。西門子公司始終以客戶面臨的挑戰(zhàn)為驅(qū)動力，憑借卓越的工程技術(shù)與創(chuàng)新能力，以領(lǐng)先的電氣化、自動化和數(shù)字化產(chǎn)品及其解決方案和服務(wù)，助力中國制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。西門子SIMATIC作為種類繁多的工業(yè)自動化產(chǎn)品中的重要一員，是一個面向所有制造應(yīng)用和所有行業(yè)獨有的控制系統(tǒng)。
1958年，SIMATIC品牌在德國專利局注冊商標(biāo)，之后從第一代SIMATIC S3可編程序控制器到具有突破意義的可編程序控制器SIMATIC S5，從S7-300/400和全集成自動化TIA實現(xiàn)橫向及縱向集成到S7-1200/1500和TIA博途平臺成為數(shù)字化工廠的基石，SIMATIC控制器已經(jīng)成為自動化領(lǐng)域不可或缺的產(chǎn)品，為眾多用戶熟知和喜愛。2016年，在運動控制領(lǐng)域中，SIMATIC控制器不斷創(chuàng)新，隨著TIA 博途 V14版本的發(fā)布，西門子公司推出了全新的工藝型CPU——SIMATIC S7-1500 T-CPU。它無縫擴展了中高級 PLC 的產(chǎn)品線，在標(biāo)準(zhǔn)型 / 安全型 CPU 功能基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了更豐富的運動控制功能。
為了幫助廣大用戶快速、全面地掌握這一新產(chǎn)品、新技術(shù)，我們特別邀請西門子資深工程師編寫了本書。該書在知識結(jié)構(gòu)上突出系統(tǒng)性，在內(nèi)容上突出實踐性，以工程應(yīng)用為主線，力求概念清晰、敘述簡潔、通俗易懂。書中大量實例來自生產(chǎn)實際和服務(wù)實踐，融匯了作者長期積累的工作經(jīng)驗和研究成果。希望該書能夠成為您學(xué)習(xí)基于SIMATIC運動控制器的實用工具書，在此感謝您對西門子品牌一直以來的關(guān)注和信賴！

西門子（中國）有限公司數(shù)字化工廠集團
自動化生產(chǎn)機械業(yè)務(wù)總經(jīng)理段誠
2022年2月

前言
隨著工業(yè)制造生產(chǎn)效率的不斷提升，運動控制系統(tǒng)也在快速發(fā)展。在經(jīng)歷了從步進(jìn)控制系統(tǒng)到總線型伺服控制系統(tǒng)等諸多階段后，當(dāng)前運動控制已經(jīng)進(jìn)入到高速、高精度的數(shù)字化控制系統(tǒng)階段。傳統(tǒng)的PLC正在適應(yīng)這種發(fā)展，逐步集成了眾多的運動控制功能。并且隨著以太網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域中的大量應(yīng)用，傳統(tǒng)的脈沖、模擬量控制已經(jīng)開始向基于以太網(wǎng)的實時通信控制方向進(jìn)行轉(zhuǎn)換。其它新技術(shù)的引入，也使當(dāng)前的自動化運動控制具有了越來越豐富的功能和屬性，例如通過OPC UA通信實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化行業(yè)數(shù)據(jù)傳遞、驅(qū)動器與電動機通過通信的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以及統(tǒng)一的軟件平臺實現(xiàn)控制器、驅(qū)動器和人機界面的集成調(diào)試等。
數(shù)字化是工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的新階段，隨著大量的數(shù)字化技術(shù)與傳統(tǒng)自動化技術(shù)的快速融合、交匯，數(shù)字化的理念逐漸被工業(yè)領(lǐng)域所熟悉并且接受。通過機械、電氣以及自動化控制的有機結(jié)合，運動控制設(shè)備展現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的強大生命力。利用虛擬調(diào)試技術(shù)極大地縮短了調(diào)試時間，利用統(tǒng)一的數(shù)字化平臺使參與各個調(diào)試環(huán)節(jié)的工程師可以有效地溝通和協(xié)作，再加上生產(chǎn)和加工數(shù)據(jù)的大量采集和分析，使數(shù)字化為工業(yè)領(lǐng)域帶來諸多優(yōu)勢和價值。
為了適應(yīng)運動控制的發(fā)展趨勢，為廣大客戶提供具有數(shù)字化基因的高端產(chǎn)品，西門子數(shù)字化工廠集團于2016年推出了新一代基于PLC平臺的運動控制產(chǎn)品S7-1500T，它在PLC中集成專用的運動控制器內(nèi)核，適用于所有執(zhí)行運動控制任務(wù)的機器，從簡單的調(diào)速控制到高性能的多軸協(xié)調(diào)運動，為眾多運動控制任務(wù)提供一個簡單而靈活的解決方案。通過便于操作的PLCopen指令和友好的編程測試環(huán)境，可以快速地實現(xiàn)定位、同步以及運動機構(gòu)控制等功能。為了提高S7-1500T的可用性，提高工程師的編程效率并使項目規(guī)范化，西門子公司提供了種類豐富的標(biāo)準(zhǔn)化程序庫供用戶使用，可以縮短工程師編程以及調(diào)試的時間，降低了使用和維護難度。目前，S7-1500T已應(yīng)用于印刷、包裝、紡織、連續(xù)物料加工以及金屬成型等行業(yè)。
為了在運動控制領(lǐng)域提供更多助力，滿足現(xiàn)代機器和工廠多樣的技術(shù)任務(wù)需求，SIMATIC T-CPU 增加了更多的功能，并且通過高效集成的方法，在運動控制方面開辟了新的途徑，使得基于 T-CPU 構(gòu)建的自動化解決方案為多種任務(wù)和復(fù)雜問題節(jié)省了寶貴的工程時間。此次更新針對新功能、新方法和新特點進(jìn)行了增補介紹，為學(xué)習(xí)使用T-CPU提供幫助。
本書基于編者多年從事這方面工作的體會，詳細(xì)介紹了西門子S7-1500T的性能特點及應(yīng)用技術(shù)。在內(nèi)容的編寫上力求實用性與先進(jìn)性并舉，避免過多的抽象概念，更加偏重實用性，從產(chǎn)品綜述、通信、工藝對象、運動系統(tǒng)功能、擴展功能介紹、安全功能、數(shù)字化實踐及常用庫等多方面為工程應(yīng)用人員做了全面介紹，是一本非常好的實用型參考書。本書可作為自動化與驅(qū)動領(lǐng)域的工程技術(shù)人員及高等院校師生的參考書，也可作為培訓(xùn)教材。
本書即將出版之際，特別要感謝西門子（中國）有限公司數(shù)字化工廠集團工廠自動化生產(chǎn)機械業(yè)務(wù)總經(jīng)理段誠先生為本書撰寫序言。同時本書還得到了西門子工廠自動化有限公司相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和眾多同事的大力支持和指導(dǎo)。本書作者張雪亮先生、王薇女士、王廣輝先生對本書的編寫和審核付出了辛勤汗水，在此一并表示深深的謝意！
由于時間緊迫、資料有限，受技術(shù)能力及編纂水平所限，難免存在錯漏和不足之處，請各位專家、學(xué)者、工程技術(shù)人員等廣大讀者給予批評指正。

西門子（中國）有限公司數(shù)字化工業(yè)集團
高級副總裁兼工業(yè)客戶服務(wù)部總經(jīng)理
楊大漢
2022年2月

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