施耐德运动控制控制模板经验总结
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以施耐德公司的位置控制模板TSXCAY系列为例:
如图所示:
9针D型阳插座输出4路模拟信号,可以控制4台驱动器。
15针D型插座接收反馈信号。反馈信号可以是绝对编码SSI或增量编码RS422。它们的电源由外部提供。电源可以是5V或24V。外部电源由HE10型插座接入。
如图示说明:
TSXCAY位置控制单元还集成了基本的输入/输出端子,使得在运动控制过程中更加完善了它的控制功能,例如:原点开关,位置限位,事件开关等,电源也由此输入。如图所示:
I0: 原点开关
I1: 紧急停止开关
I2: 事件开关
I3: 自较正开关
Q0:辅助输出
下面就是一个在通道0 实际连接的例子。
PO是原点开关,用于程序中的寻原点的执行。
FCD,FCG,AT_UR都是紧急停止开关。
EVT是一个事件开关,可以在程序中进行中断情况的处理。REC可以是自校正的处理开关。
另外,TSXCAY还集成了对驱动单元的管理功能,例如,驱动器的使能,驱动器出错的报警等。如图示:
COMx, VALVARx为输出到相应驱动器的使能控制。
OK_VARx 为驱动器正常工作的输入信号。
连接如图:
TSXCAY 驱动器
综上所述,所有这些硬件构成了位置控制的最基本要素,无论是哪家的产品,结构都基本如此。
2.3 脉冲输出的位置控制结构
如上图所示
脉冲输出对位置的控制,结构简捷,不需要来自电机或驱动器的反馈。运动的位置取决于驱动器接收的脉冲数,运动的速度取决于脉冲的频率。对电流,速度,位置的调节都在驱动器里。它可以实现对位置的点到点的控制和同步跟随控制。
2.4 典型的硬件结构
如图所示
以施耐德公司的步进控制模板TSXCFY系列为例
15针D型插座输出脉冲信号,使能信号。同时也接收来自驱动器的运行状态信号。
连接结构如下图所示:
TSXCFY 驱动器
在TSXCFY模板中也集成有基本的输入/输出点,这些输入/输出点构成了运动控制的完整功能。如限位,原点等。
它们的功能分布如图所示:
这些输入/输出点的连接,都是通过HE10端子连接的,通过这些I/O点,实现了对运动过程中,原点的定位,紧急停车及事件的中断处理。
实际的连接如下图:
2.5 运动控制的软件编程设计
各个伺服产品供应商都为自己的产品配上了相应的控制软件,有的集成在PLC软件中,有的集成在CNC软件中,有的自成体系。但就其编程规律和所要完成的目标基本是一致的。我们以施耐德PREMIUM PLC中的编程语言PL7为例,说明运动控制系统的编程设计。
2.5.1运动控制系统的配置
由于运动控制模板是挂在PLC机架上,因此,在对它进行编程时,首先要对它的参数进行组态,以满足实际要求。在一个CPU机架上, 我们配置位置控制模板CAY21.
点击CAY21,出现如下画面:
点击下拉菜单,选择”Position control”。
出现如下画面:
Units: 单位,在此点击下拉菜单,选择合适的单位,如:MM(毫米)等。
Initial resolution: 初始分辨率,Distance:长度距离; Counts:脉冲数。
初始分辨率取决于编码器的分辨率。它通常不是一个整数。它是一个比例数,表述为:
初始分辨率=长度( Distance)/脉冲数(Counts)。
式中:长度(Distance)指运动物体走过的距离。
脉冲数(Counts)指对应于走过的距离,编码器发出的脉冲数。
例如:电机转一圈发出512个脉冲,对应走过的长度为10000微米,因此,初始分辨率为10000/512=19.5微米。
Encoder type: 编码器类型,可以选择增量编码或绝对编码。
Inversion: 对模拟量输出或测量输入进行反向,从而不用改动硬件连接就可以定义某一方向为正向。
Sequence control: 此参数用于定义分段运动不停止(G01,G11,G30)时的跟随顺序。
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: 最高模拟量输出值。
Max.acc. Vmax: 最快加速时间。
Event: 事件的使能,选择事件有效,则遇到事件触发就进入中断程序。Event input: 事件触发形式选择。
Reference point: 寻原点方式选择。
Recalibrate: 自校正位置,防止累计误差。
按以上原则,填好参数,点击最上面的‘对钩’栏,如无错误,配置就完成了。如下图:
完成对系统的组态后,我们就可以编写程序了。
2.5.2 运动控制命令的编写
在PL7中,运动控制的编程语言为: SMOVE %CHxy.i (N_Run,G9_,G,X,F,M)
%Chxy.i: 轴控模块在PLC组态中的地址。
x:机架号
y:轴控模块在机架上的位置
i:轴通道号
如上图,机架号为零,x=0
CAY21占用的槽位是2号,所以地址是%CH2.0
和%CH2.1两个轴通道。
N_Run:0- 32767, SMOVE功能执行的任务标号,在调试方式下用以确认当前的动作所属。
G9_:运动动作类型标识
90:运动到一个绝对位置。
91:运动到一个与当前位置相关的相对位置。
98:运动到一个与存储位置PREF相关的相对位置。(用指令码G07来存储PREF位置值)
60:沿指定方向的绝对运动(只在无限轴)。
68:沿指定方向运动到一个与存储位置PREF相关的相对位置。(只在无限轴)
G:指令码
09:运动到位置并停止
01:运动到位置且不停
10:运动到触发事件点并停止
11:运动到触发事件点且不停止
14:寻原点
05:等待事件
07:当事件触发时存储当前位置
62:强制原点
21:无限轴运动中的动态参考点设置
04:停止运动
指令码图示如下: