序

當前，中國經濟正處于高增長向高質量發展轉型的過程中，隨著產業結構的升級，我國制造業也將逐步由“中國制造”轉向“中國智造”。國家制定了從制造大國轉變成制造強國的發展戰略。“智能制造”也將成為在未來全球范圍內制造行業發展的必然趨勢。因此，掌握智能制造核心技術是每個企業在全球化制造行業競爭中站穩腳跟的關鍵。而運動控制是決定企業能否成功走向智能制造的關鍵環節，因為運動控制能夠提升設備和生產線的智能化，從而達到產品的高效率生產。在某種程度上，對運動控制的理解和使用將會對制造類企業的發展有著深遠的影響。現在中國的制造業正處在關鍵的轉型期，數字化技術將給制造業轉型帶來巨大的助力。西門子公司數字化工業集團將數字化技術應用于傳統制造業，這種數字化的解決方案可以縮短產品的研發周期，從而提高企業生產效率，降低其運營成本。數字化技術與運動控制的完美結合，能夠使設備更加智能化、柔性化，同時企業能夠實現生產數據及設備數據的透明化，以及對設備進行預測性維護。

運動控制不是通過某個或某一類產品來實現的，而是依賴于一個系統，由人機交互、控制器、驅動器、電機、行業相關的獨門技術和數字化技術等組成。要求工程技術人員不但要掌握自動化及驅動系統的控制技術，而且還需要掌握一定的大數據分析、AI、邊緣計算等IT技術。

傳統自動化設備開發的流程依次為機械設計、電氣設計、邏輯及工藝程序的編寫、設備調試。在調試過程中，不斷地進行程序邏輯及設備工藝驗證，發現機械問題，有時需要進行機械的拆裝，甚至重新設計機械，這樣必然會導致很長的設備開發周期。

西門子公司利用數字化技術顛覆了這種自動化設備傳統的開發流程，推出了基于機電概念設計NX MCD軟件和TIA博途軟件綜合的解決方案，將數字孿生技術應用于自動化設備的開發。通過虛擬調試，在機械安裝之前，就能夠進行電氣系統、機械系統以及設備工藝的模擬，實現設備的虛擬運行，減少了設備開發周期和開發成本，同時驗證了設備柔性化的需求，從而縮短了產品上市時間。

《運動控制系統應用及實例解析》這本書，既有運動控制基本知識的講解，又有驅動系統的常規功能介紹，還有近20個運動控制實際案例的解析和數字化虛擬調試的詳細介紹。本書涉及的西門子產品有：數字化軟件NX MCD、SIMIT等，控制器SIMOTION D、SIMATIC S7-1200、SIMATIC S7-1500等，變頻器SINAMICS V20、SINAMICS G120XA、SINAMICS G120C、SINAMICS G120，伺服驅動器SINAMICS V90、SINAMICS S210、SINAMICS S120，幾乎涵蓋了目前市場上西門子公司通用運動控制部門所有的驅動產品及工廠自動化部門主流的控制系統，是一本集通用運動控制產品、功能、應用及設備案例為一體的實用參考書。

參加編寫的人員為西門子公司通用運動控制部門（GMC）的資深工程師，其中大多數都是在運動控制行業擁有十余年或二十余年以上豐富的一線工作經驗。本書是根據西門子公司工程師多年的工作經驗和體會編寫的，全書簡單易懂、深入淺出，非常適用于從事運動控制等相關工作的工程技術人員，以及大專院校電氣自動化等相關專業的大學生，也可以作為企業數字化轉型過程中的虛擬調試實驗指導書。

喬為民

西門子（中國）有限公司運動控制事業部通用運動控制總經理

2021年9月