施耐德運動控制控制模板經驗總結

1、如圖所示:9針D型陽插座輸出4路模擬信號，可以控制4臺驅動器。15針D型插座接收反饋信號。反饋信號可以是絕對編碼SSI或增量編碼RS422。它們的電源由外部提供。電源可以是5V或24V。外部電源由HE10型插座接入。如圖示說明：TSXCAY位置控制單元還集成了基本的輸入/輸出端子，使得在運動控制過程中更加完善了它的控制功能，例如：原點開關，位置限位，事件開關等，電源也由此輸入。如圖所示：I0: 原點開關I1: 緊急停止開關I2: 事件開關I3: 自較正開關Q0： 輔助輸出下面就是一個在通道0 實際連接的例子。PO是原點開關，用于程序中的尋原點的執(zhí)行。FCD，F(xiàn)CG，AT_UR都是緊急停止開關。

2、EVT是一個事件開關，可以在程序中進行中斷情況的處理。REC可以是自校正的處理開關。另外，TSXCAY還集成了對驅動單元的管理功能，例如，驅動器的使能，驅動器出錯的報警等。如圖示：COMx, VALVARx為輸出到相應驅動器的使能控制。OK_VARx 為驅動器正常工作的輸入信號。連接如圖：TSXCAY 驅動器綜上所述，所有這些硬件構成了位置控制的最基本要素，無論是哪家的產品，結構都基本如此。2 3 脈沖輸出的位置控制結構如上圖所示脈沖輸出對位置的控制，結構簡捷，不需要來自電機或驅動器的反饋。運動的位置取決于驅動器接收的脈沖數(shù)，運動的速度取決于脈沖的頻率。對電流，速度，位置的調節(jié)都在驅動器里。它

3、可以實現(xiàn)對位置的點到點的控制和同步跟隨控制。24 典型的硬件結構如圖所示以施耐德公司的步進控制模板TSXCFY系列為例15針D型插座輸出脈沖信號，使能信號。同時也接收來自驅動器的運行狀態(tài)信號。連接結構如下圖所示： TSXCFY 驅動器在TSXCFY模板中也集成有基本的輸入/輸出點，這些輸入/輸出點構成了運動控制的完整功能。如限位，原點等。它們的功能分布如圖所示：這些輸入/輸出點的連接，都是通過HE10端子連接的，通過這些I/O點，實現(xiàn)了對運動過程中，原點的定位，緊急停車及事件的中斷處理。實際的連接如下圖：2 5 運動控制的軟件編程設計各個伺服產品供應商都為自己的產品配上了相應的控制軟件，有的集

4、成在PLC軟件中，有的集成在CNC軟件中，有的自成體系。但就其編程規(guī)律和所要完成的目標基本是一致的。我們以施耐德PREMIUM PLC中的編程語言PL7為例，說明運動控制系統(tǒng)的編程設計。251 運動控制系統(tǒng)的配置由于運動控制模板是掛在PLC機架上，因此，在對它進行編程時，首先要對它的參數(shù)進行組態(tài)，以滿足實際要求。在一個CPU機架上, 我們配置位置控制模板CAY21.點擊CAY21,出現(xiàn)如下畫面:點擊下拉菜單,選擇”Position control”。出現(xiàn)如下畫面：Units: 單位，在此點擊下拉菜單，選擇合適的單位，如：MM（毫米）等。Initial resolution: 初始分辨率，Dis

5、tance:長度距離； Counts:脈沖數(shù)。初始分辨率取決于編碼器的分辨率。它通常不是一個整數(shù)。它是一個比例數(shù)，表述為：初始分辨率=長度（ Distance）/脈沖數(shù)（Counts）。式中：長度（Distance）指運動物體走過的距離。脈沖數(shù)（Counts）指對應于走過的距離，編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)。例如：電機轉 一圈發(fā)出512個脈沖，對應走過的長度為10000微米，因此，初始分辨率為10000/512=19.5微米。Encoder type: 編碼器類型，可以選擇增量編碼或絕對編碼。Inversion: 對模擬量輸出或測量輸入進行反向，從而不用改動硬件連接就可以定義某一方向為正向。Sequen

6、ce control: 此參數(shù)用于定義分段運動不停止(G01,G11,G30)時的跟隨順序。Hi limit: 正向位置限制值。Lo limit: 反向位置限制值。Max. speed: 最高速度限制。Max.setpoint: 最高模擬量輸出值。Max.acc. Vmax: 最快加速時間。Event: 事件的使能，選擇事件有效，則遇到事件觸發(fā)就進入中斷程序。Event input: 事件觸發(fā)形式選擇。Reference point: 尋原點方式選擇。Recalibrate: 自校正位置，防止累計誤差。按以上原則，填好參數(shù)，點擊最上面的對鉤欄，如無錯誤，配置就完成了。如下圖：完成對系統(tǒng)的組態(tài)后

7、,我們就可以編寫程序了。252 運動控制命令的編寫在PL7中,運動控制的編程語言為: SMOVE %CHxy.i (N_Run,G9_,G,X,F,M): 軸控模塊在PLC組態(tài)中的地址。x： 機架號y：軸控模塊在機架上的位置 i ：軸通道號如上圖，機架號為零，x=0和%C兩個軸通道。N_Run：0- 32767， SMOVE功能執(zhí)行的任務標號，在調試方式下用以確認當前的動作所屬。G9_：運動動作類型標識 90： 運動到一個絕對位置。 91： 運動到一個與當前位置相關的相對位置。 98： 運動到一個與存儲位置PREF相關的相對位置。（用指令碼G07來存儲PREF位置值） 60：沿指定方向的絕對運

8、動 （只在無限軸）。 68：沿指定方向運動到一個與存儲位置PREF相關的相對位置。（只在無限軸）G： 指令碼 09： 運動到位置并停止 01： 運動到位置且不停 10： 運動到觸發(fā)事件點并停止 11： 運動到觸發(fā)事件點且不停止 14： 尋原點 05： 等待事件 07： 當事件觸發(fā)時存儲當前位置 62： 強制原點 21： 無限軸運動中的動態(tài)參考點設置 04： 停止運動指令碼圖示如下：X：對應要到達的位置。這個位置可以是立即數(shù)，也可以是雙字變量%MDi，內部常數(shù)%KDi 。這里需要注意，當使用指令G14和G62時，此時X值表示：要設定的原點位置。長度單位是在組態(tài)中設定的單位。F：運動的速度，這個速

9、度可以是立即數(shù)，也可以是雙字變量%MDi和常量%KDi。速度值的選取在10到最大值之間。單位取決于長度單位。速度單位=U*1000/min, 式中U為長度單位。例如：長度單位為：mm,速度單位=mm*1000/min- m/min3012M：事件處理設置，輔助輸出設置。 它是由4個半字節(jié)組成的16進制碼，16# 當?shù)?2位：設為1，則事件觸發(fā)指令G10，G11，G05，G07有效。設為0，則事件觸發(fā)指令無效。第二組半字節(jié)用于在G01，G09，G10，G11指令時設置相關通道的輔助輸出。這組半字節(jié)為：0：Unchanged: 輸出無變化。1：synchronized with mvt: 指令開始

10、執(zhí)行時，輸出狀態(tài)定義。2：consecutive to mvt: 指令執(zhí)行結束時，輸出狀態(tài)定義。第0組半字節(jié)用于定義輸出的高/低有效。 0：定義輸出為“0”。 1：定義輸出為“1”。對于事件指令G05，用第13位來定義：第13位：0：等待時間中斷或一個事件。 1：等待位置刷新中斷。例子：16#0101：表示事件觸發(fā)中斷無效，當執(zhí)行SMOVE指令時，輔助輸出為 1。16#1201：表示事件觸發(fā)中斷有效，SMOVE指令執(zhí)行結束，輔助輸出為 1。此M碼通過選擇Auxiliary discrete output 列出的選項，自動完成設置。如圖所示253 基本運動命令的使用最基本運動 運動到一個位置 （

11、指令碼 01，09）， 一直運動到一個事件觸發(fā)（指令碼11，10）， 尋原點（指令碼14）。在編寫這些程序時，我們要寫出要到達的位置及運動速度，加減速參數(shù)在組態(tài)中設置（矩形，三角形，梯形）。例1： 相對于原點走一絕對定長，位置=50000，速度=1000。（類型：90）例2：相對目前位置走一定長，長度=40000，速度=1000。（類型：91）例3：相對于存儲器PREF1內位置走一定長，定長=30000，速度=1000。（類型：98） 存儲器PREF1內位置由G07指令設置。在無限軸的應用中，不論當前位置和目標位置怎樣，它總是可以從正向或反向到達目標。也就是說，有3種方式可以完成從A點到B點的

12、運動。 正向走到位置。（Movement 1） 反向走到位置。（Movement 2） 最短的運動距離，由位控模塊決定運動方向?；蛴伤俣确枦Q定運動方向。（Movement 3）所以，無限軸的運動可以如下編程：例4：相對于原點的最短距離運動，到達位置（類型：90）。 在這種情況下，最短運動距離決定運動方向。例5： 按設置方向運動，到達位置（類型：60）。在這種情況下，速度符號定義了方向。例6：點到點，到位置后停止一直運動到觸發(fā)事件的輸入 （指令碼：10，11）指令 G11,G10 非常類似于指令G01,G09, 只不過是遇到事件觸發(fā),指令結束。（或者，沒有碰到事件觸發(fā)，而到達設定位置，使指令結

13、束。）這些事件EVENT 的觸發(fā) 可以是從相關通道的事件輸入端輸入的上升沿或下降沿。（這取絕于在EVENT 選項中的組態(tài)。） 也可以是由程序產生的上升沿EXT_EVENT 位 (%Qxy.i.10)，它是由位置參數(shù)決定的。當一直沒有碰到事件觸發(fā)，而且到達這個位置，則指令就結束了。當M參數(shù)的第12位被設成“1”則碰到事件觸發(fā)就可以啟動一個事件處理程序。例7：一直運動到觸發(fā)事件,但不停止運動例 8：一直運動到觸發(fā)事件,并停止.編簡單的加工指令一個簡單的加工指令如下：G32，G30 通常用來建立一個簡單加工輪廓，它包括： 用指令G32 定義趨進速度。 用指令G30 定義加工速度和目標位置。例9： 起

14、始速度1000，然后加工到位置5000000時，速度為500。尋原點程序的編制：尋原點指令如下:根據(jù)尋原點方式,運動軸找原點開關或編碼器電氣零點位置,找到后,把當前位置定義為原點。尋原點方式在軸控的組態(tài)畫面中完成。例10：原點定義在5000000。運動速度為200。即，碰到原點開關后，停止的位置為5000000。例11：尋原點方式為：反方向碰原點開關后，在電氣零點停止。此點為原點。在運動過程中，參考點的設置:指令碼 21在運動過程中，通過觸發(fā)一個參考點事件來定義參考點的指令如下：例：執(zhí)行條件: 增量編碼器 重校功能無效狀態(tài) 運動指令碼為60停止運動: 指令碼 04這個指令功能是用來停止G01,

15、G30和G11這些沒有停止功能的運動的, 它相當于停止命令。但與停止命令不同的是，當用G04停止一個運動時，并不清空緩沖器。例如，10秒后，停止一個G01的運動。 (1,91,01,100000,1500,16#0000) (2,90,05, 0 ,10000,16#0000) (3,90,04,0,0,16#0000)強制參考點： 指令碼 62這個指令用于強制一個參考點（此時電機不能運動，處于靜止）。當執(zhí)行這個指令時，當前位置被設置為參考點，參考位置值由位置參數(shù)定義。例如：SMOVE %CH2.0 (1,90,62,1000,0,0)執(zhí)行完此指令，參考位置被設置為1000。等待一個事件： 指

16、令碼 05這個指令是用于等待一個由參數(shù)F定義的時間周期內觸發(fā)的事件，時間的單位為ms。如果在F定義的時間內沒有觸發(fā)事件，則等待事件指令失效。如果F設置為“0”，則等待時間無限制。在無限軸應用中，G05也可以被用于等待通過臨界點的次數(shù)。這可以通過M參數(shù)的第13位來定義。 0 等待一個事件。 1 等待臨界點次數(shù)。與G05指令相關的事件可以是： 軸通道對應的事件輸入點的上升沿或下降沿。 程序中產生的位EXT_EVT(%Qxy.i.10)的上升沿。 過臨界點數(shù)量（無限軸）。例如：等待過臨界點10次后執(zhí)行事件觸發(fā)任務SMOVE %CH2.0(1,90,05,10,16#2000)當M參數(shù)的第12位設置為

17、”1”.并檢測到事件輸入時,這個指令還可觸發(fā)一個事件任務。當時間超過，還沒有檢測到事件時，位TO_G05被置為1。例如： 等待時間為秒內，激活一個事件任務。SMOVE %CH2.0 (1,90,05,0,1500,16#1000)當事件觸發(fā)時，記憶當前位置：指令碼 07執(zhí)行完此指令后，當檢測到事件輸入時，當前位置被馬上記憶。對位置參數(shù)X，它可以記憶1 到2個位置（PREF1和PREF2），這取決于組態(tài)的選擇。 如果在組態(tài)中，沒有測量選擇，那末只有PREF1一個位置被記憶（參數(shù)X必須等于1） 如果在組態(tài)中，帶有測量選擇，那末，如果X=1，當記憶PREF1后，激活事件處理。如果X=2，則記憶位置P

18、REF1和PREF2后，執(zhí)行事件處理。下表圖示出，根據(jù)不同組態(tài)，對當前位置的記憶：如果M參數(shù)的第12位被設置為”1”, 則當檢測到事件觸發(fā)時,事件處理被激活。程序立即攜此功能到下一個指令。只有當定義的事件被觸發(fā)時，字%IDxy.i.9 (PREF1) 和 %IDxy.i.11 (PREF2) 的值才被刷新。指令G07的執(zhí)行結果對于增量編碼為立即執(zhí)行，對于絕對編碼則小于400微秒。一個如何利用位置指針的例子：位置指針通常用來解決執(zhí)行一個重復運行的運動。例如下面的例子，我們把這個基本運動執(zhí)行9次。這個基本運動是： 開始運動，一直到觸發(fā)事件地點（2） 以事件點為基準，運動到位置20000 （3） 以

19、事件點為基準，運動到位置10000 （4） 以事件點為基準，運動到事件點處（5）把這個基本運動運行 9次的程序如下圖示：2，3，4，5 表示了以上基本運動的每步執(zhí)行指令，與下圖相對應。運行后的圖形如下所示：運動控制指令的順序我們熟知了以上很多的運動指令后，就可以用SMOVE 功能把一系列基本運動指令編輯成為一套運動控制程序了。每一個基本運動指令只執(zhí)行一次SMOVE功能，所以編輯一個完整的執(zhí)行程序可以用流程圖的方式：使每一步指令有效或無效，或者使用結構文本或梯形圖來編輯控制位。運動執(zhí)行的結果狀態(tài)由模板中的NEXT和DONE控制位來指示。在TSXCAY模板中有固定的結構把運動指令集成排序。在TSX

20、CAY模板中的每一個軸都有一個緩沖寄存器，它可以在當前指令執(zhí)行前，再接收2條運動指令，這樣當目前的指令執(zhí)行完，就立即轉向執(zhí)行緩沖寄存器的第一條命令。緩沖寄存器不滿，則立即再接收新的指令。兩個基本運動指令的連接按如下方式： 如果第一個運動不包含停止，則立即執(zhí)行第二條命令， 如果第一個運動包含停止，則確認運動到位或到設置的停止時間后執(zhí)行。與執(zhí)行順序相關的狀態(tài)位：NEXT (%Ixy.i.0) 這個位用來指示模板準備好，可以接收下一個指令。DONE (%Ixy.i.1) 這個位用來指示命令過程執(zhí)行完畢并且在緩沖寄存器中沒有新的指令。TH_PNT (%Ixy.i.10) 指示目標位置已經到達。AT_P

21、NT (%Ixy.i.9) 在手動方式下，指示運動位置到達；在自動方式下指示帶有停止動作的運動到達一個目標位置。注意：在執(zhí)行每一個SMOVE指令前，都要對NEXT和DONE位進行檢測。程序執(zhí)行時序例如下：對于帶有停止動作的運動，DONE 位在沒有運動動作和緩沖寄存器不滿的情況下為“1”。對于不帶有停止動作的運動，DONE 位在到達目標位置和緩沖寄存器不滿的情況下為“1”。2.6 其它運動控制功能的實現(xiàn) 在運動過程中原點的重校這個功能在增量編碼時有效, 即:運動部件在正向運動中,一碰到校準點的上升沿,位置值就刷新一次。運動部件在反向運動中,一碰到校準點的下降沿,位置值也刷新一次。這也特別適合于那

22、些位置值不再反映實際值的往復運動的場合。這個功能可以在組態(tài)畫面激活。 當一個事件觸發(fā)時，軸控模板把當前位置預置到RE_POS, 然后，用調節(jié)畫面或程序中定義的RE_POS(%MDxy.i.43)值與當前位置比較： 如果比較結果顯示當前值超出RE_WDW(%MDxy.i.51)定義的誤差范圍，則錯誤標志位產生。（位REC_FLT%Mwxy.i.3:X12）如圖所示，運動單元在做連續(xù)運動這個功能的執(zhí)行條件為：組態(tài)中重校功能被激活是一個有參考點的軸在自動，手動或直接驅動模式對于無限軸，在測量模式。 在有限軸控時(軸控模板TSXCAY*1)，對主軸的跟隨控制這個功能的應用：是指一個軸(從軸)的位置始終

23、與另一個軸(主軸)的位置按比例同步。在運動控制模板中，主軸的通道總被定義為“0”軸。在2軸模板中，可以有一個主軸，一個從軸。在4軸模板中，可以有一個主軸，3個從軸。跟隨控制的組態(tài)在組態(tài)畫面中定義。在程序中，只要跟隨控制位 %Q被置為“1”，則同步跟隨立即開始。%顯示是否在同步狀態(tài)。從軸跟隨測量位置值還是主軸設定的位置值來運動，可以通過組態(tài)來選擇。其中主從的位置比例可以通過RATIO1/RATIO2這兩個參數(shù)定義。為了顯示跟隨的準確性，這里用了位%Ixy.i.9 AT_PNT來表示，當跟隨過程誤差低于DMAX2，則AT_PNT為“1”。例如： 一個從軸跟隨主軸的位置，跟隨的比例 RATIO=3/4，那么，運動的軌跡如圖所示：跟隨功能的執(zhí)行條件： 從軸在自動模式 主軸在手動，或自動模式 從軸已定義好參考點注意事項： 為了保證從軸計算出的設定位置有效，你必須在啟動跟隨之前，確認這個從軸已經在主軸位置*RATIO的位置上。 當在跟隨模式時，不要做主軸的尋原點任務。 在跟隨模式下，TH_PNT, NEXT位不起作用，PAUSE命令無效。 在無限軸控時(軸控模