商品化經濟大背景下，可供消費者選擇的商品種類繁多，幾乎所有的商品具有的共同特性，就是標簽必不可少。

標簽對于產品來說，給予了產品的完整性和靈魂，通過標簽可以第一時間了解產品；是產品的外衣，其完整性和外觀尺寸統一是外衣Zui重要的標準，所以在標簽的生產過程中，切標機成為Zui常用的機器。

切標機示意圖

S7-200 SMART CPU V2.7版本發布了基于PLS和AXISx_GOTO指令的超馳功能，本文檔基于PLS和AXISx_GOTO指令的超馳功能展示了S7-200 SMART在切標機上的應用。

除此之外本文的思想也可以應用于裁切機、切片機、切帶機、切管機、切張機、橫切機，扭結機等自動化設備。

小貼士

硬件及軟件需求

1. 硬件要求

S7-200 SMART CPU控制器

SIMATIC S7-200 SMART V2.7產品家族

2. 軟件要求

STEP 7-Micro/WIN SMART V2.7

技術難點

1. 工藝應用描述

切標機結構主要包含控制器，觸摸屏，輸送機構，色標檢測機構，切口機構，吸附機構等。

控制器負責控制整個機構的運動和動作；

觸摸屏用來進行人機交互和修改參數；

輸送機構包含伺服電機，轉盤，送標簽軸，支撐平臺等，標簽模以卷筒狀安裝在轉盤上利用送標簽軸實現標簽紙的輸送；

色標檢測機構檢測到標簽的色標后，產生一個數字量信號發送給控制器，控制器用來做邏輯控制；

切口機構負責標簽的剪切；

吸附機構用來處理剪切后的標簽。

切標機結構

在標簽裁剪過程中，一般會通過主軸變頻器帶動轉盤轉動，機械凸輪轉過程中會觸發2個感應點信號，1個是啟動送標簽的信號，1個是啟動切刀切標簽的信號，通過這兩個信號來啟動送標簽和切刀動作。

其中有兩種模式，一種是不對標模式，在這種模式下，送標簽伺服只是單純的做定長定位運動。另外一種為對標模式，在這種模式下，送標簽軸的運動指令則需要用到超馳功能，在送標簽軸正常做定長定位運動時，如果過程中檢測到標簽上的色標信號，需要送模伺服改變目標定位位置，（即原先可能需要送至100mm位置，但是因為檢測到色標信號，需要在檢測到色標信號后立馬定位到20mm的位置）。

2. 技術關鍵

在不對標模式下，伺服做定長定位運動，這對于控制系統要求比較低，但存在累計誤差，不適合做jingque的裁剪。

對標模式相對于不對標模式有更好的精度，但對于控制系統也有較高的要求，需要控制器支持超馳功能，S7-200 SMART CPU V2.7版本發布了PLS指令和AXISx_GOTO指令的超馳功能，結合S7-200 SMART CPU的中斷功能，可以在中斷程序中再次執行PLS或者AXISx_GOTO指令，實現改變目標定位位置的功能。

解決方案

本文檔提供了兩種解決方案，分別利用了PLS指令和AXISx_GOTO指令。

1. PLS指令解決方案

利用色標檢測產生的硬件中斷再次觸發PLS指令，實現改變伺服目標位置定位。

CPU程序結構

主程序：

程序段1和程序段2分別為初始化子程序和其他邏輯控制等子程序。

程序段3為啟用中斷程序，當色標檢測傳感器檢測到色標時候需要進入中斷重新觸發PLS指令，例如將色標傳感器接入具有中斷功能的CPU輸入點I0.2，當色標傳感器檢測到色標以后，產生一個高電平，所以I0.2上升沿為檢測到標簽的色標信號，中斷事件編號為4。注意設置合適的輸入點濾波時間。

程序段4為PTO控制程序，這里調用PLS指令自定義庫。該自定義庫中包含三個子程序，分別對應控制Q0.0，Q0.1，Q0.3脈沖輸出，如下圖所示。

PTO0CtrlOfPLS子程序參數引腳如下表所示，PTO1CtrlOfPLS和PTO2CtrlOfPLS參數引腳類似。

中斷程序：

在中斷程序中再次調用PLS指令自定義庫PTO0CtrlOfPLS，通過修改position引腳參數，從而更改伺服目標定位。

PLS指令解決方案分析

S7-200 SMART指令超馳功能有很好的響應速度，經過測試PLS指令超馳功能延時誤差時間為小于200μs，在實際應用中可以完全滿足大部分的生產需求。但是PLS指令只有單段模式支持超馳功能，沒有加減速，對于速度要求很高的生產，伺服沖擊比較大，可能會有打滑現象。

上圖為PLS指令測試結果，橫坐標為PTO速度，單位為Hz；左側縱坐標為PTO輸出脈沖數，單位脈沖，右側縱坐標為延時誤差，單位μs。

測試方法為將CPU的PTO輸出點接入輸入點，在主程序中啟用輸入點高速計數器，并使能當前值等于設定值中斷功能，在主程序中利用PLS指令輸出PTO脈沖，進入中斷后再次啟用PLS指令。

上圖中理論值為高速計數器設定值與中斷程序中PLS指令脈沖計數值之和，實際值為高數計數器值，延時誤差為兩者差值除以速度。

2. AXISx_GOTO指令解決方案

CPU程序結構

利用AXISx_GOTO指令解決方案的程序結構與PLS指令解決方案程序結構一致，都是通過色標檢測產生的硬件中斷中再次觸發AXISx_GOTO指令，實現改變伺服目標位置定位，這里我們不再贅述。需要注意AXISx_GOTO指令只有juedui運動和相對運動模式支持超馳功能。這里我們采用相對運動模式。

AXISx_GOTO指令解決方案分析

在實際應用中，發現AXISx_GOTO指令超馳功能在大部分情況下可在滿足生產需要，但在某些情況下會出現定位偏差。針對此現象，我們對AXISx_GOTO指令超馳功能的的延時誤差進行了一系列測試。

與PLS指令測試方法類似，利用高速計數器當前值等于設定值中斷功能進行AXISx_GOTO的超馳功能測試。下圖中，橫坐標為測試次數，左側縱坐標為脈沖數量，單位脈沖；右側縱坐標為延時誤差，單位ms；圖中理論值為高速計數器設定值與中斷程序中PLS指令脈沖計數值之和，實際值為高數計數器值，延時誤差為兩者差值除以速度。

在軸減速時間一定的情況下，修改中斷程序中AXISx_GOTO指令的Pos值，速度不變，統計延時誤差；然后再修改軸的速度，重復上述測試，Zui后繪制成圖。通過對比觀察，可以發現AXISx_GOTO指令的超馳功能延時誤差與后一個AXISx_GOTO指令的Pos值有關，當大于某一個數值N時，延時誤差會急劇減小。并且通過對比測試結果可以發現，N值的大小與軸的速度成正比。

再次修改減速時間，重復上述測試，通過縱向對比觀察，N值的大小與減速時間呈現出線性關系。

經過一系列測試統計，進行線性回歸擬合，可以得到:

N=k*(V/Vm)2*a

其中V為軸的速度，單位脈沖/s；Vm=100000為軸Zui高速度；a為軸的減速時間，單位ms；k為系數，約為50.6。

由上述結論可知，在用AXISx_GOTO指令的超馳功能做jingque定位時，如果出現定位不準情況，可以在工況允許情況下適當降低軸的速度V，或者減小軸的減速時間a，從而提高定位精度。

如果在兩者不允許修改的情況下，還可以考慮提前進入中斷，從而增大中斷程序中AXISx_GOTO指令的Pos值，達到jingque定位的要求。

對于AXISx_GOTO指令在進行超馳功能應用時，Pos的值設置尤為重要，Pos值設置是否合適，可以通過自定義庫進行檢查。