臺(tái)達(dá)運(yùn)動(dòng)控制型PLC應(yīng)用技術(shù)

圖1

需要提到的是其在運(yùn)動(dòng)控制中的特殊輸入輸出點(diǎn)，簡(jiǎn)述如下：
START0、START1：?jiǎn)?dòng)輸入
STOP0、STOP1：停止輸入
LSP0/LSN0、LSP1/LSN1：右極限輸入/左極限輸入
A0+、A0-、A1+、A1-：手搖輪A相脈波輸入+,-（差動(dòng)信號(hào)輸入）
B0+、B0-、B1+、B1-：手搖輪B相脈波輸入+,-（差動(dòng)信號(hào)輸入）
PG0+、PG0-、PG1+、PG1-：零點(diǎn)訊號(hào)輸入+,- (差動(dòng)信號(hào)輸入)
DOG0、DOG1：原點(diǎn)回歸的近點(diǎn)信號(hào)輸入或多段運(yùn)動(dòng)的啟動(dòng)信號(hào)
CLR0+、CLR0-、CLR1+、CLR1-：清除信號(hào)（Servo驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部偏差計(jì)數(shù)器清除信號(hào)）
FP0+、FP0-、FP1+、FP1-：脈沖輸出端口
RP0+、RP0-、RP1+、RP1-：脈沖輸出端口
（注：0表示第一軸，1表示第二軸，如START0表示啟動(dòng)第一軸，START1表示啟動(dòng)第二軸，其他信號(hào)依次類推）
        從端子分布可以看到，除了常用的極限和啟動(dòng)停止信號(hào)外，配置了過零脈沖PG和手搖輪功能輸入端，手搖輪是機(jī)床應(yīng)用中常用而必備功能，而利用過零信號(hào)在精確控制場(chǎng)合往往會(huì)用到，當(dāng)然更不用說定位控制中都會(huì)用到的DOG原點(diǎn)信號(hào)。

2.3 配線規(guī)格
         一般I/O點(diǎn)配線就不再贅言了，可以關(guān)注一下PLC比較少用到的差分輸入輸出方式，在信號(hào)中有一部分是這樣的，一定要注意否則將不能正確完成，參見圖2、圖3。

圖2差分輸入配線示意圖

圖3差分輸出配線示意圖

3 臺(tái)達(dá)運(yùn)動(dòng)控制型PLC軟件結(jié)構(gòu)
3.1 DVP20PM程序結(jié)構(gòu)
         由于20PM主機(jī)結(jié)合了PLC順序邏輯控制及雙軸插補(bǔ)定位控制的功能，因此在程序架構(gòu)上主要分為O100主程序、Ox運(yùn)動(dòng)子程序及Pn子程序等三大類，結(jié)合了基本指令、應(yīng)用指令、運(yùn)動(dòng)指令及G Code指令，使程序設(shè)計(jì)更多元化，結(jié)構(gòu)更清晰；程序采用PMSOFT軟件進(jìn)行編輯，參見圖4。

圖4 程序設(shè)計(jì)界面

（1）主程序。主程序以O(shè)100作為起始標(biāo)記，M102作為結(jié)束標(biāo)記，是PLC順序控制程序，主要為控制主機(jī)動(dòng)作執(zhí)行，在O100主程序區(qū)域中，可以使用基本指令及應(yīng)用指令，或在程序中啟動(dòng)Ox0~Ox99運(yùn)動(dòng)子程序及調(diào)用Pn子程序。主要提供主控制程序的建立，以及運(yùn)動(dòng)子程序的設(shè)定及啟動(dòng)控制。
（3）運(yùn)動(dòng)子程序。Ox0～Ox99運(yùn)動(dòng)子程序?yàn)檫\(yùn)動(dòng)控制程序，主要為控制20PM系列主機(jī)進(jìn)行X-Y軸雙軸運(yùn)動(dòng)之子程序，于Ox0～Ox99運(yùn)動(dòng)子程序區(qū)段中，有支持基本指令、應(yīng)用指令、運(yùn)動(dòng)指令及G碼指令，并在程序中可規(guī)劃呼叫Pn指針子程序，通過PLC提供的內(nèi)部特D特M進(jìn)行子程序的控制。主要提供運(yùn)動(dòng)子程序的建立，以及運(yùn)動(dòng)子程序的運(yùn)動(dòng)控制，在架構(gòu)上可算是20PM的運(yùn)動(dòng)指令及G碼指令規(guī)劃區(qū)域。
（4） 子程序。這里所說的子程序是指以Pn開頭的一般用子程序，主要是被O100主程序及Ox運(yùn)動(dòng)子程序調(diào)用的子程序。如在O100主程序調(diào)用Pn指針，則Pn指針子程序支持基本指令及應(yīng)用指令；若在Ox0 ~ Ox99運(yùn)動(dòng)子程序中調(diào)用Pn指針時(shí)，則Pn指針子程序區(qū)段可支持基本指令、應(yīng)用指令、運(yùn)動(dòng)指令及G碼指令。

3.2 PMSOFT軟件介紹
        與臺(tái)達(dá)PLC的WPLSoft軟件相似，DVP20PM的編程軟件PMSOFT按照IEC61131標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，具有梯形圖和語句表兩種編程方式，且具有G碼匯入、錯(cuò)誤提示、區(qū)段注釋、裝置注釋、標(biāo)尺、完善的監(jiān)控窗口、運(yùn)動(dòng)指令追蹤等便利工具提供給用戶，特別值得一提的是該軟件具有運(yùn)動(dòng)軌跡仿真功能，當(dāng)您編輯好程序后可利用此功能對(duì)加工軌跡進(jìn)行模擬演示，參見圖5。
        為方便切換階梯窗口，只要點(diǎn)選系統(tǒng)信息列中的樹枝狀對(duì)應(yīng)的程序編號(hào)，自動(dòng)切換對(duì)應(yīng)的程序編輯窗口，在PMSoft編輯環(huán)境中同時(shí)只能有一個(gè)階梯圖窗口，這是為了在龐大復(fù)雜程序中找尋程序方便，同時(shí)將主程序、運(yùn)動(dòng)子程序、一般子程序這三種程序模塊化處理，O100主程序只有一個(gè)編輯窗口，Oxn運(yùn)動(dòng)程序有100個(gè)編輯窗口，Pm子程序有256個(gè)編輯窗口，總共有357個(gè)窗口，每個(gè)窗口未編輯都有10 network。程序編輯由網(wǎng)絡(luò)區(qū)段組成，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)區(qū)段是由輸入與輸出編輯區(qū)域所組成，在編輯過程中，自動(dòng)產(chǎn)生邏輯結(jié)構(gòu)正確的階梯圖，使用者無須再做額外補(bǔ)線的動(dòng)作，網(wǎng)絡(luò)區(qū)段編輯并具有錯(cuò)誤提示功能。

圖5 梯形圖編程界面

4 運(yùn)動(dòng)控制編程
4.1 相關(guān)概念
在談到DVP20PM產(chǎn)品的應(yīng)用之前，我們對(duì)以下概念進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)要介紹。
（1）插補(bǔ)。插補(bǔ)是在組成軌跡的直線段或曲線段的起點(diǎn)和終點(diǎn)之間，按一定的算法進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化工作，以確定一些中間點(diǎn)。從而為軌跡控制的每一步提供逼近目標(biāo)。
逐點(diǎn)比較法是以四個(gè)象限區(qū)域判別為特征，每走一步都要將加工點(diǎn)的瞬時(shí)坐標(biāo)與相應(yīng)給定的圖形上的點(diǎn)相比較，判別一下偏差，然后決定下一步的走向。如果加工點(diǎn)走到圖形外面去了，那么下一步就要向圖形里面走；如果加工點(diǎn)已在圖形里面，則下一步就要向圖形外面走，以縮小偏差，這樣就能得到一個(gè)接近給定圖形的軌跡，其最大偏差不超過一個(gè)脈沖當(dāng)量（一個(gè)進(jìn)給脈沖驅(qū)動(dòng)下工作臺(tái)所走過的距離）。
（2）直線插補(bǔ)。這個(gè)概念一般是用在計(jì)算機(jī)圖形顯示,或者數(shù)控加工的近似走刀等情況下，以數(shù)控加工為例子：
         一個(gè)零件的輪廓往往是多種多樣的，有直線，有圓弧，也有可能是任意曲線，樣條線等。數(shù)控機(jī)床的刀具往往是不能以曲線的實(shí)際輪廓去走刀的，而是近似地以若干條很小的直線去走刀，走刀的方向一般是x和y方向。
插補(bǔ)方式有:直線插補(bǔ),圓弧插補(bǔ),拋物線插補(bǔ),樣條線插補(bǔ)等等。
         所謂直線插補(bǔ)就是只能用于實(shí)際輪廓是直線的插補(bǔ)方式(如果不是直線,也可以用逼近的方式把曲線用一段段線段去逼近,從而每一段線段就可以用直線插補(bǔ)了).首先假設(shè)在實(shí)際輪廓起始點(diǎn)處沿x方向走一小段(一個(gè)脈沖當(dāng)量),發(fā)現(xiàn)終點(diǎn)在實(shí)際輪廓的下方,則下一條線段沿y方向走一小段,此時(shí)如果線段終點(diǎn)還在實(shí)際輪廓下方,則繼續(xù)沿y方向走一小段,直到在實(shí)際輪廓上方以后,再向x方向走一小段,依次循環(huán)類推.直到到達(dá)輪廓終點(diǎn)為止.這樣,實(shí)際輪廓就由一段段的折線拼接而成,雖然是折線,但是如果我們每一段走刀線段都非常小(在精度允許范圍內(nèi)),那么此段折線和實(shí)際輪廓還是可以近似地看成相同的曲線的－－這即是直線插補(bǔ)。
（3）聯(lián)動(dòng)與插補(bǔ)。一個(gè)點(diǎn)的空間位置需要三個(gè)坐標(biāo)，決定空間位置需要六個(gè)坐標(biāo)。