S7-1200控制下的伺服与步进系统选型综合指南

1. 性能需求是首要决定因素：

• 精度与保持性：伺服系统依靠编码器闭环反馈，可实现极高的重复定位精度（通常可达微米级），且在负载扰动下能自动校正。步进系统为开环，精度取决于电机步距角和机械精度，无法纠正由负载变化引起的误差。

• 速度与动态响应：伺服电机在中高速区域能提供恒定转矩，加速性能优异，响应频率高（可达数百赫兹）。步进电机在低速时转矩大，但高速时转矩下降快，响应速度慢。

• 负载特性：若负载惯量变化大、存在突发性外力干扰，必须选用具备抗扰动能力的伺服系统。对于负载稳定、变化平缓的场合，步进系统可以胜任。

2. 控制功能与系统架构考量：

• 复杂运动：若需多轴精密同步、电子凸轮、高速插补等复杂运动，S7-1200通过PROFINET总线连接多台伺服驱动器是最佳甚至唯一选择。

• 系统扩展性：总线型伺服网络便于增加轴数、远程诊断和维护。脉冲控制的步进系统在轴数较多时，布线复杂，易受干扰。

3. 成本构成的全面分析：
不能仅比较电机和驱动器本身的单价。步进系统的初始硬件成本明显低于伺服系统。但必须计入全生命周期成本：伺服系统效率高、能耗低、可靠性高、维护少；而步进系统持续发热可能导致额外的冷却成本，潜在的失步风险可能造成产品报废或停机损失。对于长期连续运行或故障代价高的产线，伺服系统的总体成本可能更具优势。

4. 与S7-1200的配套性：
评估PLC的资源占用。脉冲控制方式占用高速输出点，轴数受硬件限制；总线控制则更灵活。同时需考虑TIA Portal中的组态便利性和技术支持资源，伺服系统的工艺对象支持通常更为完善。

结论性建议：对于低速、轻载、稳定负载、对成本极度敏感、可接受一定风险的场合，优选步进系统。对于中高速、变负载、高精度、高可靠性、需要复杂运动或未来可能扩展的场合，即使初期投资较高，也应选择基于总线通信的伺服系统。明智的选型源于对工艺要求的透彻理解与对两类技术本质的深刻把握。