同起同停的齿轮同步功能，常用于如下图所示的龙门吊、多轴提升机构等应用场景。这类应用场景都是在设备停止状态下标定好各个单轴的位置关系，然后同时启动各个单轴，运动时轴和轴之间的速度和位置按照预定的比例关系同步进行。例如图1中龙门吊水平方向移动的轴X和X1，运动时X和X1需要同步运行。

图1：齿轮同步应用场景

S7-200 SMART V2.7固件的CPU支持2D/3D直线插补运动，该插补运动为基于单轴发送PTO（脉冲串输出）的开环运动控制。

插补运动可实现按照定义好的路径运动，也可以使用指令GRP0_2D/3D_MOVELINEAR实现空间中点到点的直线运动。

本应用案例将讲解如何基于直线插补运动指令GRP0_2D_MOVELINEAR实现2轴同起同停的齿轮同步功能。如果想实现3轴同步功能，可参考本文思路，通过3轴插补指令GRP0_3D_MOVELINEAR实现。

小贴士

硬件及软件需求

1. 硬件要求

S7-200 SMART CPU控制器

SIMATIC S7-200 SMART V2.7产品家族

2. 软件要求

STEP 7-Micro/WIN SMART V2.7

S7-200 SMART CPU编程

1. 运动控制向导

要使用直线插补运动指令GRP0_2D_MOVELINEAR来实现2轴同步功能。

在“运动控制向导”中需要组态“轴0”和“轴1”，并在“轴组设置”中使能“2D直线插补”，如图2所示。

运动控制向导配置完成后，会自动生成GRP0_2D_MOVELINEAR等指令。

图2：运动控制向导

2. 控制程序

本例程主要使用子例程指令AXISx_CTRL和GRP0_2D/3D_MOVELINEAR完成，例程仅作简单功能讲解，不能直接用于实际项目。

AXISx_CTRL

S7-200 SMART没有提供轴组的初始化指令，因此用户在调用直线运动指令之前，需要依次将对应的单轴进行初始化操作。

单轴执行环境初始化调用的指令为AXISx_CTRL。轴组中的每个单轴，都需要调用AXISx_CTRL。

GRP0_2D/3D_MOVELINEAR

GRP0_2D/3D_MOVELINEAR子例程命令将组态为直线插补的轴组从TCP（工具零点）的当前位置运动到目标juedui位置或相对位置。

当运动控制向导中启用的是2D直线插补，则子例程为GPR0_2D_MOVELINEAR；若运动控制向导中启用的是3D直线插补，则子例程为GPR0_3D_MOVELINEAR。

本例程使用GPR0_2D_MOVELINEAR子例程指令的“相对位置”模式，来满足2轴同步的应用需求。

下面简单介绍一下图3所示GPR0_2D_MOVELINEAR指令：

程序块

图3：GPR0_2D_MOVELINEAR指令

程序块引脚

示例程序

初始化轴X

初始化轴Y

停止信号为OFF时系统准备好运行。

停止信号为ON时准备好信号被复位。

Mode模式设置为“1”（相对运动），Start信号上升沿触发直线插补运动指令，则轴0和轴1将会在当前位置的基础上，同步移动设定好的距离。

例如Pos_X和Pos_Y都设为1000.0mm，则轴0和轴1将会按照相同的速度运行1000.0mm，实现2轴同步功能。

注意事项

在上一小节中介绍的是通过GPR0_2D_MOVELINEAR实现两轴同步，若想实现3轴同步，则要使用GPR0_3D_MOVELINEAR。使用3轴同步时，需要注意数字量输出点Q0.3的分配问题。如果轴1的“相”（Phase）组态为“两相（2个输出）”（Two-phase（2 output））或“AB正交相（2个输出）”（AB quadrature phase（2 output）），则P1组态为Q0.3。如果Q0.3被轴1使用，则轴2将无法使用Q0.3这个点，无法使用3轴同步功能。

因为本应用的轴都是进行的开环运动控制，所以实际应用中，建议有相应的反馈机制来保护设备。例如，通过扭矩传感器，位置传感器等监视两个轴之间的扭矩或者位置偏差。

本案例测试验证基于两轴的电子齿轮比为1:1，两轴的同步性能良好，不存在同步误差。其他电子齿轮比，未进行系统性测试，为避免在工程应用中出现问题，需自行测试。