工业4.0 RAMI体系之运动控制规范（PLCopen SoftMotion） @Like
目录
1. 运动控制
1.1. 自动化控制
1.2. PLCopen运动控制规范
1.3. PLC功能块
1.3.1. 功能块特性
1.3.2. 单轴功能块Single-Axis
1.3.3. 多轴功能块Multi-Axis
- 运动控制
1.1. 自动化控制
PLC、Robot、CNC机械电气化自动控制，软件化智能化工业控制，RAMI4.0体系。
1.2. PLCopen运动控制规范
PLC功能块软件定义标准运动控制模型。
l Part 1& 2 – Basics & Extensions combined in one
l Part 3 – User Guidelines and examples
l Part 4 – Coordinated motion
l Part 5 – Homing Procedures
l Part 6 – Extensions for fluid power
PLCopen运动控制规范单轴运转状态图：
轴状态机：
0：Disable
1：Error_Stop
2：Stopping
3：Standstill
4：Discrete_Motion
5：Continuous_Motion
6：Synchronized_Motion
7：Homing
1.3. PLC功能块
1.3.1. 功能块特性
功能块样式：
Axis是双向结构数据: AXIS_REF此结构存储相应驱动器接口（Drive_Basic.lib）的轴数据。
以CodeSys的SoftMotion为例说明功能块库，即SM3_Base(SM_PLCopen.lib)库，有三类模块，单个驱动器控制模块、单个轴运动控制模块、主从轴运动控制模块。除此还有些辅助测试等功能块。
功能块的激活方式有两种，Enable是有效时激活无效时禁能，Execute是上升沿激活然后持续运动直到动作完成输出Done有效或被运动中止Absolute。
PLCopen功能块：
CodeSys单轴功能块：
1.3.2. 单轴功能块Single-Axis
1.3.2.1. MC_Power
MC_Power轴上电使能指令。
CodeSys
PLCopen
u Enable 有效，设置为 TRUE 则功能块开始处理
u bRegulatorOn 使能状态，设置为 TRUE 则设置轴为使能状态
u bDriveStart 允许驱动，设置为 TRUE 以关闭功能块的紧急停止处理
u Status 可运行状态，如果轴已经准备好运动，置为 TRUE
u bRegulatorRealState 轴使能信号状态，当轴使能处于有效状态时，置为 TRUE
u bDriveStartRealState 允许驱动状态，如果轴没有被快速停止机制中断，置为TRUE
u Busy 执行中，如果功能块的处理没有完成，置为TRUE
u Error 错误，异常发生时，置为 TRUE
u ErrorID 错误代码，异常发生时，输出错误代码
1.3.2.2. MC_Home
MC_Home轴回零指令。
CodeSys
PLCopen
u Execute 执行条件 输入的一个上升沿将启动功能块的处理
u Position 轴到达位置 代表轴位置的回零位置
u Done 指令执行完成 轴指令执行完成，置为 TRUE
u Busy 指令正在执行 当前指令正在执行中，置为 TRUE
u CommandAbort 指令被中断 当前指令被中断，置为 TRUE
u Error 错误 异常发生时，置为 TRUE
u ErrorID 错误代码 SMC_ERROR异常发生时，输出错误代码
² 汇川伺服设置说明
在使用每根伺服轴在原点回归时必须要设定伺服参数的回归模式，设置模式可以手工设置，伺服的功能码，通过 AM600 从站的启动参数也可以配置相应的功能码，采用通讯的方式必须设置如下索引和子索引的数据。如：回零方式0x6098
1.3.2.3. MC_Stop
MC_Stop轴停止指令。
CodeSys
PLCopen
u Execute 执行条件 输入的一个上升沿将启动功能块的处理
u Deceleration 减速度，功能块的减速度 (u/S^2)
u Jerk 跃度，指定跃度［指令单位 /S^3］
u Status 可运行状态，如果轴已经准备好运动，置为 TRUE
u Done 指令执行完成 轴指令执行完成，置为 TRUE
u Busy 指令正在执行 当前指令正在执行中，置为 TRUE
u Error 错误 异常发生时，置为 TRUE
u ErrorID 错误代码 SMC_ERROR异常发生时，输出错误代码
1.3.2.4. MC_Reset
MC_Reset轴错误状态复位。
u 本功能块在轴通讯正常的情况下，把轴状态处于 Errorstop 变为 Standstill，把轴的异常状态变为正常可运行的状态；
u 当出现轴 errorstop 无法复位 ,Axis.bCommunication 为 FLASE 状态，必须要重新建立主站和从站轴的通讯；在指令中的 Busy 标志位接通的时间非常短，使用时请注意。
1.3.2.5. MC_Halt
MC_Halt轴正常停止命令。本功能块为在正常运行的情况下停止一个轴的运动，而其它一个运动轴指令再运行时可以终止本指令的运行。本功能块运行状态为运行状态 (Motion) 才能运行，其他状态无法运行。
CodeSys
PLCopen
u Execute 执行条件 输入的一个上升沿将启动功能块的处理
u Deceleration 减速度，功能块的减速度 (u/S^2)
u Jerk 跃度，指定跃度［指令单位 /S^3］
u Status 可运行状态，如果轴已经准备好运动，置为 TRUE
u Done 指令执行完成 轴指令执行完成，置为 TRUE
u Busy 指令正在执行 当前指令正在执行中，置为 TRUE
u Error 错误 异常发生时，置为 TRUE
u ErrorID 错误代码 SMC_ERROR异常发生时，输出错误代码
MC_Halt时序图
1.3.2.6. MC_MoveAbsolute
MC_MoveAbsolute轴绝对位置控制指令。
u Execute 执行条件 输入的一个上升沿将启动功能块的处理
u Position 轴到达位置 此位置为轴的绝对位置数据
u Velocity 运行速度 轴运行到目标位置的最大速度
u Acceleration 加速度 速度变大时加速度值
u Deceleration 减速度 速度变小时减速度值
u Jerk 跃度 曲线加减速的斜率变化值
u Direction 指令极性
Negative: 反向移动 ;
Shortest: 根据最短路径选择方向 ;
Positive: 正向移动 ;
Current: 按当前方向移动 ;
Fastest: 自动选择最快的方向移动 ;
( 此功能轴在旋转模式下有效 )
u BufferMode 缓存模式选择
指定多个实例启动运动指令时的动作。
0：中断
1：等待
2：以低速合并
3：以前一个速度合并
4：以后一个速度合并
5：以高速合并
u Done 指令执行完成 轴指令执行完成，置为 TRUE
u Busy 指令正在执行 当前指令正在执行中，置为 TRUE
u Active 控制 在进行控制时为 TRUE
u CommandAbort 指令被中断 当前指令被中断，置为 TRUE
u Error 错误 异常发生时，置为 TRUE
u ErrorID 错误代码 SMC_ERROR异常发生时，输出错误代码
MC_MoveAbsolute时序图
1.3.2.7. MC_MoveAdditive
MC_MoveAdditive轴叠加独立运动指令，相对于先前目标位置的指定距离执行运动。功能块替换轴上当前处于激活状态的另一个定位功能块。它执行到新目标位置的运动，此新目标位置的计算基于先前处于激活状态的定位功能块的目标位置以及 MC_MoveAdditive 的 Distance 输入值。如果没有功能块被激活，则启动新运动，这相当于 MC_MoveRelative 的功能。
本指令在Discrete Motion状态下可以在任何时刻添加 MC_MoveAddtive 的相关执行过程；在Continuous Motion中只能在指令执行的某段中；在 standstill 状态下相当于 MC_MoveRelative 指令。
CodeSys
PLCopen
u Execute 执行条件 输入的一个上升沿将启动功能块的处理
u Distance 轴到达位置 此数据为叠加位置数据
u Velocity 运行速度 轴运行到目标位置的最大速度
u Acceleration 加速度 速度变大时加速度值
u Deceleration 减速度 速度变小时减速度值
u Jerk 跃度 曲线加减速的斜率变化值
u Done 指令执行完成 轴指令执行完成，置为 TRUE
u Busy 指令正在执行 当前指令正在执行中，置为 TRUE
u CommandAbort 指令被中断 当前指令被中断，置为 TRUE
u Error 错误 异常发生时，置为 TRUE
u ErrorID 错误代码 SMC_ERROR异常发生时，输出错误代码
MC_MoveAdditive时序图
1.3.2.8. MC_MoveRelative
MC_MoveRelative轴相对定位指令，此功能块以相对于实际位置的指定距离执行运动。
CodeSys
PLCopen
u Execute 执行条件 输入的一个上升沿将启动功能块的处理
u Distance 运动相对位置 此数据为运动的相对位置
u Velocity 运行速度 轴运行到目标位置的最大速度
u Acceleration 加速度 速度变大时加速度值
u Deceleration 减速度 速度变小时减速度值
u Jerk 跃度 曲线加减速的斜率变化值
u Done 指令执行完成 轴指令执行完成，置为 TRUE
u Busy 指令正在执行 当前指令正在执行中，置为 TRUE
u CommandAbort 指令被中断 当前指令被中断，置为 TRUE
u Error 错误 异常发生时，置为 TRUE
u ErrorID 错误代码 SMC_ERROR异常发生时，输出错误代码
MC_MoveRelative时序图
1.3.2.9. MC_MoveSuperImposed
MC_MoveSuperImposed轴叠加相对运动指令，此功能块功能块以相对于正在进行的运动的位置的指定位置和速度偏移执行叠加运动。
CodeSys
PLCopen
u Execute 执行条件 输入的一个上升沿将启动功能块的处理
u Distance 轴到达位置 此数据为叠加位置数据
u VelocityDiff 运行速度 轴运行叠加速度
u Acceleration 加速度 速度变大时加速度值
u Deceleration 减速度 速度变小时减速度值
u Jerk 跃度 曲线加减速的斜率变化值
u Done 指令执行完成 轴指令执行完成，置为 TRUE
u Busy 指令正在执行 当前指令正在执行中，置为 TRUE
u CommandAbort 指令被中断 当前指令被中断，置为 TRUE
u Error 错误 异常发生时，置为 TRUE
u ErrorID 错误代码 SMC_ERROR异常发生时，输出错误代码
MC_MoveSuperImposed时序图
1.3.2.10. MC_PositionProfile
MC_PositionProfile轴位置轮廓指令，此功能块为时间段和位置的轮廓运动模型，包含定义的位置轮廓曲线，需要定义一个MC_TP_REF类型的结构体变量。模块生成一条通过给定位置点的3次多项式轨迹。注意，轴到达预定义曲线末端时的速度和加速度一般都不为0。这可以在MC_PositionProfile模块停止工作后，通过调用MC_MoveAbsolute或SMC_Stop模块来补偿。
CodeSys
PLCopen
u TimePosition 双向数据，轴位置运行时间和位置描述，MC_TP_REF轴位置运行时间和位置数据描述 , 数据由多组数据组成
u Execute 执行条件 输入的一个上升沿将启动功能块的处理
u ArraySize 动态数组 运行轮廓中使用的数组个数
u PositionScale 综合因子 MC_TP_REF 中位置的比例因子
u Offset 偏移 位置的总体偏移值
u Done 指令执行完成 轴指令执行完成，置为 TRUE
u Busy 指令正在执行 当前指令正在执行中，置为 TRUE
u CommandAbort 指令被中断 当前指令被中断，置为 TRUE
u Error 错误 异常发生时，置为 TRUE
u ErrorID 错误代码 SMC_ERROR异常发生时，输出错误代码
MC_PositionProfile时序图
1.3.2.11. MC_MoveVelocity
MC_MoveVelocity轴速度控制指令，此功能块以指定的目标速度执行运动。
CodeSys
PLCopen
u Execute 执行条件 输入的一个上升沿将启动功能块的处理
u Velocity 运行速度 轴运行速度
u Acceleration 加速度 速度变大时加速度值
u Deceleration 减速度 速度变小时减速度值
u Jerk 跃度 曲线加减速的斜率变化值
u InVelocity 达到设定速度的标志 设定的运行速度达到，置为 TRUE
u Done 指令执行完成 轴指令执行完成，置为 TRUE
u Busy 指令正在执行 当前指令正在执行中，置为 TRUE
u CommandAbort 指令被中断 当前指令被中断，置为 TRUE
u Error 错误 异常发生时，置为 TRUE
u ErrorID 错误代码 SMC_ERROR异常发生时，输出错误代码
MC_MoveVelocity时序图
1.3.2.12. MC_VelocityProfile
MC_VelocityProfile轴速度轮廓指令，此功能块为时间段和速度的轮廓运动模型，模块生成一条通过给定位置点的抛物线轨迹。轴的位置由起点和综合的速度决定。
CodeSys
PLCopen
u TimeVelocity 双向数据，轴位置运行时间和速度描述，MC_TV_REF轴位置运行时间和速度数据描述 , 数据由多组数据组成
u Execute 执行条件 输入的一个上升沿将启动功能块的处理
u ArraySize 动态数组 运行轮廓中使用的数组个数
u VelocityScale 综合因子 MC_TV_REF 中速度的比例因子
u Offset 偏移 速度的总体偏移值
u Done 指令执行完成 轴指令执行完成，置为 TRUE
u Busy 指令正在执行 当前指令正在执行中，置为 TRUE
u CommandAbort 指令被中断 当前指令被中断，置为 TRUE
u Error 错误 异常发生时，置为 TRUE
u ErrorID 错误代码 SMC_ERROR异常发生时，输出错误代码
1.3.2.13. MC_AccelerationProfile
MC_AccelerationProfile轴加速度轮廓指令，本功能块为时间段和加减速度的轮廓运动模型。
CodeSys
PLCopen
u TimeAcceleration 轴加速时间和加速度描述MC_TA_REF 轴加速时间和加速度数据描述，加速数据由多组数据组成
u Execute 执行条件 输入的一个上升沿将启动功能块的处理
u ArraySize 动态数组 运行轮廓中使用的数组个数
u AccelerationScale 综合因子 MC_TA_REF 中加速度或减速度的比例因子
u Offset 偏移 加减速度的总体偏移值
u Done 指令执行完成 轴指令执行完成，置为 TRUE
u Busy 指令正在执行 当前指令正在执行中，置为 TRUE
u CommandAbort 指令被中断 当前指令被中断，置为 TRUE
u Error 错误 异常发生时，置为 TRUE
u ErrorID 错误代码 SMC_ERROR异常发生时，输出错误代码
1.3.2.14. MC_TorqueControl
MC_TorqueControl轴转矩控制指令，直接指定转矩指令值，控制伺服电机的输出转矩。
CodeSys无
PLCopen
u Execute 启动 输入的一个上升沿将启动功能块的处理
u Torque 目标转矩 转矩值 ( 单位：1%)
u TorqueRamp 转矩斜坡 指定从当前值到目标转矩的转矩变化率；0表示直接按目标转矩输出
u Velocity 速度 最大运行速度
u TimeAcceleration 轴加速时间和加速度描述MC_TA_REF 轴加速时间和加速度数据描述，加速数据由多组数据组成
u InTorque 达到目标转矩（达到目标转矩标准为：反馈力矩与目标力矩的差值的绝对值小于 5%）注：该标志在整个指令执行过程中不断刷新
u Done 指令执行完成 轴指令执行完成，置为 TRUE
u Busy 指令正在执行 当前指令正在执行中，置为 TRUE
u CommandAbort 指令被中断 当前指令被中断，置为 TRUE
u Error 错误 异常发生时，置为 TRUE
u ErrorID 错误代码 SMC_ERROR异常发生时，输出错误代码
1.3.2.15. SMC_MoveContinuousAbsolute
SMC_MoveContinuousAbsolute轴绝对位置连续控制指令，轴按绝对位置连续运行 ( 单位按轴设置 ), 绝对位置由 Distance 指定，最后的运行速度 EndVelocity 运行。
CodeSys
PLCopen
u Execute 执行条件 输入的一个上升沿将启动功能块的处理
u Distance 运动相对位置 数据范围 0 此数据为运动的相对位置
u Velocity 运行速度 轴运行到目标位置的最大速度
u EndVelocity 运行结束速度 指令执行完成后的运行速度
u EndVelocityDirection 结束速度的方向 MC_Direction，positive, negative, current;
u Acceleration 加速度 速度变大时加速度值
u Deceleration 减速度 速度变小时减速度值
u Jerk 跃度 曲线加减速的斜率变化值
u Direction 运行方向
对于线性 / 直线轴：positive, negative;
对于旋转 / 圆周轴：positive, negative, current, shortest, fastest
u AdaptEndVelToAvoidOvershoot末端速度调整标志
u InEndVelocity 指令位置到达 轴指令执行位置到达，置为 TRUE
u Busy 指令正在执行 当前指令正在执行中，置为 TRUE
u CommandAbort 指令被中断 当前指令被中断，置为 TRUE
u Error 错误 异常发生时，置为 TRUE
u ErrorID 错误代码 SMC_ERROR异常发生时，输出错误代码
SMC_MoveContinuousAbsolute时序图
1.3.2.16. SMC_MoveContinuousRelative
SMC_MoveContinuousRelative轴相对位置连续控制指令，轴按相对位置连续运行 ( 单位按轴设置 ), 绝对位置由 Distance 指定，最后的运行速度 EndVelocity 运行。
CodeSys
PLCopen
u Execute 执行条件 输入的一个上升沿将启动功能块的处理
u Position 运动绝对位置 此数据为运动的绝对位置
u Velocity 运行速度 轴运行到目标位置的最大速度
u EndVelocity 运行结束速度 指令执行完成后的运行速度
u EndVelocityDirection 结束速度的方向 MC_Direction，positive, negative, current;
u Acceleration 加速度 速度变大时加速度值
u Deceleration 减速度 速度变小时减速度值
u Jerk 跃度 曲线加减速的斜率变化值
u Direction 运行方向
对于线性 / 直线轴：positive, negative;
对于旋转 / 圆周轴：positive, negative, current, shortest, fastest
u AdaptEndVelToAvoidOvershoot末端速度调整标志
u InEndVelocity 指令位置到达 轴指令执行位置到达，置为 TRUE
u Busy 指令正在执行 当前指令正在执行中，置为 TRUE
u CommandAbort 指令被中断 当前指令被中断，置为 TRUE
u Error 错误 异常发生时，置为 TRUE
u ErrorID 错误代码 SMC_ERROR异常发生时，输出错误代码
SMC_MoveContinuousAbsolute时序图
1.3.2.17. MC_ReadStatus
MC_ReadStatus读轴的状态，包含模块执行状态、错误码、轴状态机、运动状态等。
1.3.2.18. MC_ReadAxisError
MC_ReadAxisError读取轴的错误情况，包含模块执行状态、错误码、轴错误码等。
CodeSys
PLCopen
1.3.2.19. MC_ReadParameter
MC_ReadParameter读取驱动轴的参数。
注 :ParameterNumber (DINT) = -DWORD_TO_DINT(SHL(USINT_TO_DOWRD(usiDataLength), 24)
+ SHL(UINT_TO_DWORD(uiIndex), 8) + usisubIndex
(SHL(USINT_TO_DOWRD(usiDataLength), 24)( 对象字典中的数据长度 )
SHL(UINT_TO_DWORD(uiIndex), 8) ( 对象字典中的索引 -16BIT)
usisubIndex( 对象字典中的子索引 -8BIT))
usiDataLength: 按字节数填写；1 字节为 16#01；2 字节为 16#02；4 字节为 16#04 等
1.3.2.20. MC_ReadBoolParameter
MC_ReadBoolParameter读取驱动轴的位参数。
1.3.2.21. MC_WriteParameter
MC_ReadParameter修改驱动轴的参数。
1.3.2.22. MC_WriteBoolParameter
MC_ReadBoolParameter设置驱动轴的位参数。
1.3.2.23. MC_ReadActualPosition
MC_ReadActualPosition读取驱动器运行的当前实际位置。
1.3.2.24. MC_ReadActualTorque
MC_ReadActualTorque读取驱动器运行的当前力矩值。
1.3.2.25. MC_ReadActualVelocity
MC_ReadActualVelocity读取驱动器运行的当前速度值。
1.3.2.26. MC_SetPosition
MC_SetPosition设置轴的位置参数，将指令中的位置数据设为当前轴的位置数据，对设置位置数据操作不会产生任何位移移动，用于产生坐标系的位移。
CodeSys
PLCopen
u Execute 执行条件 输入的一个上升沿将启动功能块的处理
u Position 轴位置数据 位置数据
u Mode 设定值 位置模式，TRUE：相对位置 (RELATIVE)；FALSE：绝对位置 (ABSOLUTE)；
u Done 指令执行完成 轴指令执行完成，置为 TRUE
u Busy 指令正在执行 当前指令正在执行中，置为 TRUE
u Error 错误 异常发生时，置为 TRUE
u ErrorID 错误代码 SMC_ERROR异常发生时，输出错误代码
1.3.2.27. MC_TouchProbe
MC_TouchProbe启用外部锁定，指令通过外部信号触发，保存当前轴的位置数据。
CodeSys
PLCopen
u TruggerInput 双向触发信号 TRIIGGER_REF 触发信号或触发属性等关联属性
u Execute 执行条件 为上升沿操作驱动一次设置操作
u WindowOnly 触发窗口
u FirstPosition 触发开始位置 指定接收触发的开始位置
u LastPosition 触发结束位置 指定接收触发的结束位置
u Done 指令执行完成 轴指令执行完成，置为 TRUE
u Busy 指令正在执行 当前指令正在执行中，置为 TRUE
u Error 错误 异常发生时，置为 TRUE
u ErrorID 错误代码 SMC_ERROR异常发生时，输出错误代码
u RecordedPosition 触发记录位置 触发发生时当前的位置
u CommandAbort 指令被中断 当前指令被中断，置为 TRUE
MC_TouchProbe时序图
1.3.2.28. MC_AbortTrigger
MC_AbortTrigger功能块终止输入锁存相关事件的关联特性。
1.3.2.29. MC_Jog
MC_Jog轴点动指令。
CodeSys
PLCopen无
u JogForward 正向有效 设置为 TRUE 则开始正向移动；设置为FALSE 则停止正向移动
u JogBackward 负向有效 设置为 TRUE 则开始反向移动；设置为FALSE 则停止反向移动
u Velocity 目标速度 指定目标速度。单位：[ 指令单位 /s]
u Acceleration 加速度 指定加速度。单位：[ 指令单位 /s]
u Deceleration 减速度 指定减速度。单位：[ 指令单位 /s]
u Busy 执行中 接收指令后，置为 TRUE
u CommandAborted 执行中断 指令中止时，置为 TRUE
u Error 错误 异常发生时，置为 TRUE
u ErrorID 错误代码 SMC_ERROR 异常发生时，输出错误代码
1.3.2.30. SMC_Inch
SMC_Inch轴相对定位指令，轴单步运动控制，通过程序能实现一步接一步的单步控制。。
CodeSys
PLCopen无
u InchForward 正向执行
u InchBackward 反向执行
u Velocity 目标速度 指定目标速度。单位：[ 指令单位 /s]
u Acceleration 加速度 指定加速度。单位：[ 指令单位 /s]
u Deceleration 减速度 指定减速度。单位：[ 指令单位 /s]
u Busy 执行中 接收指令后，置为 TRUE
u CommandAborted 执行中断 指令中止时，置为 TRUE
u Error 错误 异常发生时，置为 TRUE
u ErrorID 错误代码 SMC_ERROR 异常发生时，输出错误代码
1.3.3. 多轴功能块Multi-Axis
1.3.3.1. SMC_FollowPosition
SMC_FollowPosition轴位置给定指令。SMC_FollowPosition 通过 bExecute 的上升沿启动之后，轴会每个任务周期给轴发送位置指令。bBusy 信号来时会轴的状态为同步运行状态，可以用 MC_CamOut 指令清除。
CodeSys
PLCopen无
u bExecute 执行条件 输入的一个上升沿将启动功能块的处理
u fSetPosition 轴位置数据 轴设定的位置
u bBusy 执行中，如果功能块的处理没有完成，置为TRUE
u bCommandAborted 指令被中断 当前指令被中断，置为 TRUE
u bError 错误，异常发生时，置为 TRUE
u iErrorID 错误代码，异常发生时，输出错误代码
1.3.3.2. MC_GearOut
MC_GearOut断开凸轮耦合指令。断开从轴的凸轮耦合关系,终止SMC_FollowPosition同步状态。
CodeSys
PLCopen
u Execute 执行条件 输入的一个上升沿将启动功能块的处理
u Done 指令执行完成 轴指令执行完成，置为 TRUE
u Busy 执行中，如果功能块的处理没有完成，置为TRUE
u Error 错误，异常发生时，置为 TRUE
u ErrorID 错误代码，异常发生时，输出错误代码