S7-1200 的运动控制

Posted 2020-11-03 whatgorun

S7-1200 CPU本体集成点硬件输出点最高频率为100kHz，信号板上硬件集成点输出的最高频率为20kHz，CPU在使用PTO功能时将把集成点Qa.o，Qa.2或信号板的Q4.0作为脉冲输出点，Qa.1，Qa.3和Q4.1作为方向信号输出点，虽然使用了过程映像区的地址，但这些点会被PTO功能独立使用，不会受扫描周期的影响，其作为普通输出点的功能将被禁止。并且，PTO的输出类型只支持PNP输出，电压为DC 24V，继电器输出的点不能应用于PTO功能。

硬件输出的组态
具体操作的步骤如下：
   1）选择设备组态
   2）选择合适的CPU
   3）在属性选项卡中激活使能高速脉冲发生器功能。
脉冲发生器组态：
脉冲输出类型选择如下图，图中组件的含义如下所述

工艺对象”轴“组态
”轴“工艺对象是用户程序与驱动的接口。工艺对象从用户程序中收到控制命令，在运行时执行并监视执行状态。“驱动”表示步进电机加电源部分或者伺服驱动器加脉冲接口转换器的机电单元。驱动是由PLC产生脉冲来控制“轴”工艺对象的。运动控制功能指令块必须在轴对象组态完成后才能使用。
工艺对象的组态包括以下几个部分：
   参数组态
   参数组态主要定义了轴的工程单位（如脉冲数/秒，转/分钟），软硬件限位，启动/停止速度，参考点定义等。进行参数组态前，需要添加工艺对象，具体操作为：选择项目树——>工艺对象——>插入新对象选项，如图3-18所示，双击该选项弹出插入新对象对话框，单击Motion选项，在名称文本框中输入对象名称，选择轴对象数据块编号，单击“确认”按钮确认。
   单击完成后可以在项目树中看到添加好的工艺对象，双击Configuration（组态）选项进行参数组态，如图所示，进入工艺对象组态目录树，如下图所示：

（1）硬件接口
硬件接口组态如下图所示，图中所示组件的具体含义如下所述：

选择脉冲发生器：此下拉列表框中可选择使用Pulse1或Pulse2作为脉冲输出。
设备组态：此处可进入PLC模块硬件组态页面。
用户单位：为系统选择长度单位，包括毫米、米、英寸、英尺、脉冲数、角度。
（2）驱动器信号：
驱动接口组态如下图所示。图中所示组件的具体含义如下所述：

选择”启用输出“：设置使能滑台伺服的输出点。
选择”输入就绪“：设置驱动器状态正常输入点，当驱动设备正常时会给出一个开关量输出，
                此信号可接入到CPU中，告知运动控制器驱动正常。如果驱动不提供这
                种接口，可将此参数设为”True“。

（3）机械
    机械组态如下图所示，图中所示组件的具体含义如下所述：

    电机每转脉冲数：电机旋转一周所需的脉冲个数。
    电机每转的运载距离：电机旋转一周机械产生的位移。
（4）位置监视
    位置监视组态如下图所示，图中所示组件的具体含义如下所述。

激活硬限位开关：使能机械系统的硬件限位功能，在轴到达硬件限位开关时，它将使用急停
               减速斜坡停车。
启用软限位开关：使能机械系统的软件限位功能，此功能通过程序或者组态定义系统的极限
               位置。在轴到达软件限位开关，轴运动将被停止。工艺对象报故障，
               在故障被确认后，轴可以恢复在工作范围内的运动。
   输入硬限位开关下限
   输入硬限位开关上限
选择电平：限位点有效电平，分为High Level（高电平有效）和Low Level（低电平有效）
         两种
   软限位开关下限位置
   软限位开关上限位置


（5）动态参数
    动态参数组态如下图所示，图中所示组件的具体含义如下所述：
速度限值的单位： 此处选择速度限制值单位，包括revs/min（转/分钟 ）和Pulse/s（脉
                冲数/ 秒）两种。
   最大速度：定义系统的最大运行速度，以毫秒/秒为单位的最大速度，由系统自动计算。
启动/停止速度：定义系统的启动/停止速度，考虑到电机的扭矩等机械特性，其启动/停止
              速度不能为0。
   加速度
   减速度
   加速时间
   减速时间
   加/减速度与加/减速时间这两组数据，只要定义其中任意一组，系统会自动计算另外一组数 据，这里的加/减速度与加/减速时间需要用户根据实际工业要求和系统本身特性调试得出。
（6）急停
    急停组态如下图所示，图中所示组件的具体含义如下所述：
紧急减速度：此处定义从最大速度到启动/停止速度的减速度
     急停减速时间：此处定义从最大速度启动/停止速度的减速时间

（7）回原点
      回参考点组态如下图所示，图中所示组件的含义如下所述：
输入参考点开关：此处定义参考点，一般使用数字量输入作为参考点开关。
允许硬限位开关处自动反转：此处可使能在寻找参考点过程中碰到硬件限位点自动反向，在激活
                         回参考点功能后，轴在碰到参考点之前碰到了硬件限位点，此时系
                         统认为参考点在反方向，会按组态好的斜坡减速曲线停车并反转。
                         若该功能并没有被激活并且轴到达硬件限位点，则回参考点过程会
                         被立即停止。
逼近/回原点方向：此处定义在执行寻找参考点的过程中的初始方向，包括正向寻找和负向寻找
                两种方式。
参考点开关一侧：此处定义使用参考点左边沿或者右边沿。
逼近速度：在进入参考点区域时的速度。
参考速度：在进入参考点区域后，到达参考点位置时的速度。
原点位置偏移：在参考点开关位置和参考位置有差别是，在此时输入距离参考点的偏移量。轴以
             到达速度接近零位，在MC_Home语句的”位置“参数指定绝对参考点坐标。
参考点位置：参考点坐标有MC_Home指令块的Position参数确定。

PLC运动控制功能块


（1）使能输入
轴在运动之前必须先被使能。MC_Power块的Enable端变为高电平后，CPU按照轴中组态好的方式使能外部伺服驱动；当Enable端变为低电平后，轴将按照StopMode中定义的模式停车。当StopMode端值为0时，将按照组态好的方式急停。当StopMode端值为1时将会立即终止输出。

（2）停止
MC_Halt块用于停止轴的运动，每个被激活的运动指令，都可以由此块停止，上升沿使能Execute后，轴会立即按组态好的减速曲线停车。

（3）复位
如果存在一个需要确认的错误，可通过上升沿激活MC_Reset块的Execute端，进行错误复位。

（4）回零
此指令用于定义参考点位置，上升沿使能Execute端，指令块按照Mode中定义好的值执行定义参考点的功能，回参考点过程执行完毕，工艺对象数据块中HomingDone位被置1。

（5）点动：
MC_MoveJog指令块用于设置轴的点动模式，Velocity端输入轴的点动速度，然后置位JogForward（向前点动）或JogBackward（向后点动）端，轴即可以动。当JogForward（向前点动）或JogBackward（向后点动）端复位时点动停止。

（7）绝对移动
Mc_MoveAbsolute 指令块需要在定义好参考点，建立起坐标系统后才能使用，通过制定参数Position和Velocity可到达机械限位内的任意一点，当上升沿使能Execute选项后，系统会自动计算当前位置和目标位置之间的脉冲数，并加速到指定速度，在到达目标位置时减速到启动/停止速度。