物体运动最多有6个自由度，3个移动和3个转动。独立运动控制是指在各自由度上的运动互不相关，彼此独立。对这样运动系统，不管有多少轴，都可看成单轴（自由度或坐标）运动。其控制较简单。只是使运动部件从某位置出发，在一个坐标（轴）上，按要求的速度移动到另一个位置。或从某位置出发，在一个坐标（轴）上，先加速运动，到目标速度后，以不变的速度继续运动，快到终点时，先减速，到终点时停止，或稍停后以新的速度向新目标运动，或直接以新的速度向新目标运动等。

如果为双轴或多轴的，也简单。只是单轴控制的简单重复。

此类运动控制也称点位控制。在PCB钻床、SMT、晶片自动输送、IC插装机、引线焊接机、纸板运送机驱动、包装系统、码垛机、激光内雕机、激光划片机、坐标检验、激光测量与逆向工程、键盘测试、来料检验、显微仪、定位控制、PCB测试、焊点超声扫描检测、自动织袋机、地毯编织机、定长剪切，折弯机控制应用程序指令、运动指令、反馈元件电路板特型铣、晶片切割机等，都有它的应用。

1.单段位置控制

在单轴（某个坐标）上，当工作命令发出后，可使部件按指定速度（指定脉冲频率），完成指定位移量（指定脉冲数）的位移，即这里称的“位置控制”。组成这样系统的硬件可以是：小型PLC、步进电动机及配套设施与运动部件。PLC则是通过运行程序，用脉冲输出口设施这个控制。

图4-65所示即为PLC实现这个控制的程序。其作用是当“工作”ON后，将使脉冲输出口发出1000个，频率为每秒10次的脉冲。进而使运动部件产生相应于1000个脉冲当量的运动。程序的算法是：先传送控制数据进行，然后执行相关脉冲输出指令。

图4-65 位置控制程序

图4-65a为CPM2A用的程序。它先把1000个脉冲数传送给DM101（高位）、DM100（低位）。然后微分执行“PULS”指令，选择010.00为脉冲发送口，选择独立工作模式，选择用DM101（高位、0）、DM100（低位、1000）确定脉冲数。再把10传送给DM102，并执行“SPED”指令，选择010.00为脉冲发送口，选择独立工作模式，选择用DM102确定脉冲频率。显然，根据这组指令，即可使PLC向10.00口发出频率为10的1000个脉冲，进而使部件按上述要求运动。

图4-65b为S7-200的程序。它先对SM67设定，设为16#8D，指定单段PTO输出。使用Q0.0口输出脉冲，其输出周期设定为100ms（频率为10Hz），脉冲数为1000。

图4-65c为FX2N的程序。它使用Y000口输出脉冲，参数为即时数。指定输出出频率为10Hz，脉冲数为1000。

提示：CPM2A的PLUS及SPED指令，S7-200的PLS指令微分执行，即可按设定的脉冲数输出脉冲。如一直执行，则不受脉冲数设定限制，将一直发送脉冲。当指令停止执行，还得把设定的脉冲发送完毕后，才停止发送脉冲。

提示：与上不同，FX2N的“PLSY”指令必须连续执行，一旦停止执行，即使指定的脉冲数没有发送完毕，也不再发送脉冲。但是，一旦又恢复执行，脉冲将继续发送，直到设定脉冲数发送完毕。

2.加、减速度及位置控制

在单轴（某个坐标）上，当工作命令发出后，为了工作平稳，可使部件按指定的加速度（指定脉冲频率增加率或指定加速时间），指定的目标速度（指定输出脉冲频率），指定减速度（指定脉冲频减小率或指定减速时间），完成指定位移量（指定脉冲数）的位移，即这里称的“加、减速度运动控制”。组成这样系统的硬件也可是：小型PLC、步进电动机及配套设施与运动部件。PLC则是通过运行程序，用脉冲输出口设施这个控制。

图4-66所示为加、减速度位置控制的一个例子。它要求用5s时间，把输出脉冲频率增加到100Hz，减速时则是用5s时间，从100Hz减速到最小频率。

图4-66 输出频率变化简图

图4-67所示即为相关PLC实现这个控制的程序。其作用是当“工作”ON后，将使脉冲输出频率逐渐增加，5s后达100Hz。输出脉冲总数20000个。当发送脉冲接近时，减速，于5s后减速到最小值，并停止发送。程序的算法也是：先传送控制数据进行设定，然后执行相关脉冲输出指令。

图4-67a为CPM2A用的程序。它先把20传送给DM101（高位）、0传给DM100（低位）。然后微分执行“PULS”指令，选择010.00为脉冲发送口，选择独立工作模式，选择用DM101、DM100确定脉冲数（即指定20000个脉冲）。再把20传送给DM110，把100传送给DM111，把20传送给DM112，并执行“ACC”指令，选择010.00为脉冲发送口，选择独立工作模式，选择用DM110确定脉冲频率增加率（即指定脉冲频率增加率为20），选择用DM111确定脉冲频率（即指定脉冲频率为100），选择用DM112确定脉冲频率减小率（即指定脉冲频率减小率为20）。显然，根据这组指令，即可使PLC向10.00口发出脉冲，进而使部件按上述要求运动。

图4-67b为S7-200的程序。先是执行初始化程序，数据传送，进行设定。VB67设定值为十六进制数A8，意即多段脉冲输出，时基为毫秒。VD168设定值为500，意即多段输出偏移数为500。VB500（偏移指定开始地址）设定值为3，意即选定3段输出。VW501设定值为2510，意即选定第1段周期为2510ms。VW503设定值为-10，意即选定第1段每发一个脉冲周期减小为10ms。VD505设定值为250，意即选定第1段发送250个脉冲……之后，当I0.0ON则执行PLS指令，将按上述设定，先是加速发送250个脉冲，进而等速率（周期100ms）发送19500个脉冲，最后减速率发送250个脉冲。也可实现上述要求。

图4-67c为FX2N的程序。它使用Y001口输出脉冲，参数为即时数，不必数据赋值。指定输出出频率为100Hz，脉冲数为20000，加、减频率时间为5000ms，即5s。

图4-67 加、减速度位置控制程序

提示：相关PLC都可实现上述运动要求。图4-67c最简单，但它的加速率与减速率，只能设为相等，不够灵活。

提示：相关PLC频率设定上是有区别的。图4-67a都是按脉冲频率设定。图4-67b都是按脉冲周期设定。而图4-67b，等速发送是按频率设定，但加、减速是按时间设定。为此，要实现同一要求，须作相应的换算。而且以本程序为例，为了简化，在可实现上述运动要求时，还是略有差别的。图4-67a开始频率为0，图4-67b开始周期为2510（周期不能为无穷大，最大可设为65535，这里便于计算设为这个值），而图4-67b开始频率由本章第2节式（4-1）计算确定（实际不必计算，自然形成的）。

3.多段位置控制

以上介绍的运动控制程序只能做一次位移。如果要多次位移怎么办？它的算法是先设定第1段数据，并启动第1段位移，待第1段完成后，开始第2段设定，再启动第2段位移……直到所有位移完毕。

图4-68所示为2段位置控制简图。起动后先以频率20Hz发送20000个脉冲，之后，停留2s，再以频率10Hz发送10000个脉冲。

图4-68 2段位置控制简图

实现这个控制算法的要点是：传送脉冲数及要求频率数据；使用脉冲输出指令；判断第1段是否到位，如到位，再传送脉冲数及要求频率数据；再使用脉冲输出指令，直到控制完成。图4-69所示为实现此算法，与图4-68对应的相关PLC程序。

图4-69a为CPM2A机程序。参照图示，其中：

①启动逻辑。(www.daowen.com)

②把脉冲数20000的20传送给DM5（高位）、DM4（低位）。

③把脉冲频率20传送给DM6（单位为10Hz，故传送2）。

④进行第1段输出脉冲与要求脉冲数比较，判断是否到位。由于CPM2A没有脉冲输出完成的标志，这里用硬件把输出脉冲信号输入给高速计数器（000.00点设为进行高速计数）。而特殊继电器248、249则记录着采集的脉冲数。故这里把248、249与设定脉冲数进行比较。

⑤如比较相等，则LR0.00置位。

⑥微分执行“PULS”指令，选择010.01为脉冲发送口，选择独立工作模式，选择用DM4、5确定脉冲数。

⑦微分执行“SPED”指令，选择010.01为脉冲发送口，选择独立工作模式，选择用DM6确定脉冲频率。

⑧如到位，延时2s，作第2段控制，情况同第1段。

⑨启动第2段程序。

⑩复位LR0.00。

提示：欧姆龙PLC没有检测设定的脉冲数是否发送完毕的标志。除了使用上述检测脉冲反馈的方法，还可用定时器或定时中断进行控制。

图4-69b为S7-200程序。它由两部分，主程序及中断程序，组成。参照图示，其中：

①初始化，停止Q0.0正常输出，并起动第1段脉冲输出。

图4-69 2段位置控制PLC程序

②设定脉冲输出模式为PTO。

③设定脉冲周期为50ms（频率20Hz）。

④设定输出脉冲数为20000。

⑤设定脉冲发送完成中断事件19与中断子程序1关联，即当脉冲发送完成，可调用中断子程序1。

⑥开中断。

⑦执行“PLS”指令，选择口0，即Q0.0，输出脉冲。

⑧定时程序，再设定频率、脉冲数，并重新微分执行“PLS”指令，进行第2段控制。

⑨当脉冲发送完毕，执行中断程序0，使Q0.5置位。

⑩中断关联解除。当地2段脉冲发送完毕，不再执行此中断程序。

图4-69c为FX2N机程序。参照图示，其中：

①启动逻辑。

②把脉冲数20000的20传送给D11（高位）、DM10（低位）。

③把脉冲频率20传送给D12（单位为1Hz，故传送20）。

④进行第1段输出脉冲与要求脉冲数比较，判断是否到位。由于FX2N的特殊寄存器D8140、8141存的是Y000已输出的脉冲数，用它与设定数比较。

⑤如D8140、8141等于D10、11，则M11 ON。

⑥把脉冲数10000的20传送给D11（高位）、DM10（低位）。

⑦把脉冲频率10传送给D12（单位为1Hz，故传送20）。

⑧进行第2段输出脉冲与要求脉冲数比较，判断是否到位。如D8140、8141等于D10、11，则M21 ON，使电路复原。

⑨启动脉冲输出。