九边1. 电子凸轮系统概述与核心设计
电子凸轮系统是现代工业自动化中实现精密运动控制的经典方案。与传统的机械凸轮相比，电子凸轮通过软件编程实现主从轴之间的运动关系映射，具有参数可调、无需机械改装、维护方便等显著优势。本次分享的Ver1.2.1版本在常规位置跟随基础上，重点实现了区间运动控制功能。
1.1 硬件架构解析
系统采用一主一从的双伺服架构：
- 主轴伺服：台达B2系列，作为运动基准源，运行在定速模式
- 从轴伺服：同系列型号，实时跟随主轴位置变化
- 控制核心：西门子S7-200smart PLC（也可兼容CPU224XP）
- HMI界面：维纶通MT6103IP工业触摸屏
这种配置在保证性能的同时，实现了成本优化。特别说明选择200smart PLC的原因：
- 脉冲输出频率最高可达100kHz，满足大多数伺服控制需求
- 内置PLS指令库，简化脉冲控制编程
- 相比1200/1500系列更具价格优势
1.2 运动特性设计
系统实现了以下关键运动特性：
- 主轴运动：带S型加减速的定速运动
- 启动阶段：加速度可调，避免机械冲击
- 运行阶段：恒定速度运行
- 停止阶段：可配置减速曲线
- 从轴跟随：基于位置映射的实时跟随
- 仅实现去程运动（单向跟随）
- 周期性自动复位功能
- 动态速度补偿机制
实际调试中发现：当主轴加速度设置为3000rpm/s²时，从轴跟随误差最小。这个值与伺服电机惯量直接相关，需要根据具体机械负载调整。
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2. 核心控制逻辑实现
2.1 主轴速度控制
主轴速度控制采用PLC的PLS指令实现：
st复制LD SM0.0 // 常ON触点
PLS Q0.0, VD100, VD104 // Q0.0脉冲输出
// VD100：运行频率(Hz)
// VD104：加速度(Hz/ms)
关键参数计算：
- 目标频率VD100 = (目标转速rpm × 编码器分辨率) / 60
- 加速度VD104 = 目标频率 / 加速时间(ms)
例如：要实现3000rpm转速，100ms加