序

当前，中国经济正处于高增长向高质量发展转型的过程中，随着产业结构的升级，我国制造业也将逐步由“中国制造”转向“中国智造”。国家制定了从制造大国转变成制造强国的发展战略。“智能制造”也将成为在未来全球范围内制造行业发展的必然趋势。因此，掌握智能制造核心技术是每个企业在全球化制造行业竞争中站稳脚跟的关键。而运动控制是决定企业能否成功走向智能制造的关键环节，因为运动控制能够提升设备和生产线的智能化，从而达到产品的高效率生产。在某种程度上，对运动控制的理解和使用将会对制造类企业的发展有着深远的影响。现在中国的制造业正处在关键的转型期，数字化技术将给制造业转型带来巨大的助力。西门子公司数字化工业集团将数字化技术应用于传统制造业，这种数字化的解决方案可以缩短产品的研发周期，从而提高企业生产效率，降低其运营成本。数字化技术与运动控制的完美结合，能够使设备更加智能化、柔性化，同时企业能够实现生产数据及设备数据的透明化，以及对设备进行预测性维护。

运动控制不是通过某个或某一类产品来实现的，而是依赖于一个系统，由人机交互、控制器、驱动器、电机、行业相关的独门技术和数字化技术等组成。要求工程技术人员不但要掌握自动化及驱动系统的控制技术，而且还需要掌握一定的大数据分析、AI、边缘计算等IT技术。

传统自动化设备开发的流程依次为机械设计、电气设计、逻辑及工艺程序的编写、设备调试。在调试过程中，不断地进行程序逻辑及设备工艺验证，发现机械问题，有时需要进行机械的拆装，甚至重新设计机械，这样必然会导致很长的设备开发周期。

西门子公司利用数字化技术颠覆了这种自动化设备传统的开发流程，推出了基于机电概念设计NX MCD软件和TIA博途软件综合的解决方案，将数字孪生技术应用于自动化设备的开发。通过虚拟调试，在机械安装之前，就能够进行电气系统、机械系统以及设备工艺的模拟，实现设备的虚拟运行，减少了设备开发周期和开发成本，同时验证了设备柔性化的需求，从而缩短了产品上市时间。

《运动控制系统应用及实例解析》这本书，既有运动控制基本知识的讲解，又有驱动系统的常规功能介绍，还有近20个运动控制实际案例的解析和数字化虚拟调试的详细介绍。本书涉及的西门子产品有：数字化软件NX MCD、SIMIT等，控制器SIMOTION D、SIMATIC S7-1200、SIMATIC S7-1500等，变频器SINAMICS V20、SINAMICS G120XA、SINAMICS G120C、SINAMICS G120，伺服驱动器SINAMICS V90、SINAMICS S210、SINAMICS S120，几乎涵盖了目前市场上西门子公司通用运动控制部门所有的驱动产品及工厂自动化部门主流的控制系统，是一本集通用运动控制产品、功能、应用及设备案例为一体的实用参考书。

参加编写的人员为西门子公司通用运动控制部门（GMC）的资深工程师，其中大多数都是在运动控制行业拥有十余年或二十余年以上丰富的一线工作经验。本书是根据西门子公司工程师多年的工作经验和体会编写的，全书简单易懂、深入浅出，非常适用于从事运动控制等相关工作的工程技术人员，以及大专院校电气自动化等相关专业的大学生，也可以作为企业数字化转型过程中的虚拟调试实验指导书。

乔为民
西门子（中国）有限公司运动控制事业部通用运动控制总经理
2021年9月