EtherCAT運(yùn)動控制器(三)PLC實(shí)現(xiàn)多軸直線插補(bǔ)

XPLC006E功能簡介

XPLC006E是正運(yùn)動運(yùn)動控制器推出的一款多軸經(jīng)濟(jì)型EtherCAT總線運(yùn)動控制器，XPLC系列運(yùn)動控制器可應(yīng)用于各種需要脫機(jī)或聯(lián)機(jī)運(yùn)行的場合。

XPLC006E自帶6個(gè)電機(jī)軸，最多12軸運(yùn)動控制（含虛擬軸數(shù)），支持12軸直線插補(bǔ)、電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨、虛擬軸設(shè)置等功能。

XPLC006E支持多任務(wù)同時(shí)運(yùn)行，同時(shí)可以在PC上直接仿真運(yùn)行，編程方式多種可選，支持ZDevelop軟件的Basic/PLC梯形圖/HMI組態(tài)和常用上位機(jī)軟件編程。

XPLC006E只支持EtherCAT總線軸，不支持脈沖軸和編碼器軸。采用EtherCAT總線與驅(qū)動器通訊，1ms的刷新周期。

XPLC006E支持PLC、Basic、HMI組態(tài)三種編程方式。PC上位機(jī)API編程支持C#、C++、LabVIEW、VB、matlab、Qt、Linux、.Net、iMAC、Python、 ROS等接口。

→此款產(chǎn)品有XPLC004E、XPLC006E、XPLC008E三個(gè)不同軸數(shù)的型號可選。

XPLC864E2功能簡介

XPLC864E2在XPLC006E的功能基礎(chǔ)上做了升級（即上節(jié)介紹的XPLC006E的功能都支持），部分資源空間優(yōu)于XPLC006E，使用方法基本一致，不同之處在于XPLC864E2，硬件支持32點(diǎn)輸入、32點(diǎn)輸出、2個(gè)ADC、2個(gè)DAC，支持脈沖軸和總線軸混合使用，總實(shí)軸軸數(shù)為8，除了帶EtherCAT接口之外，輸出口硬件上可配置為8個(gè)軸的脈沖方向信號輸出，另帶兩路編碼器輸入，可由輸入口配置。

XPLC864E2支持PLC、Basic、HMI組態(tài)三種編程方式。PC上位機(jī)API編程支持C#、C++、LabVIEW、VB、matlab、Qt、Linux、.Net、iMAC、Python、 ROS等接口。

XPLC系列經(jīng)濟(jì)型EtherCAT總線運(yùn)動控制器支持多種編程方式，支持使用正運(yùn)動技術(shù)自主研發(fā)的ZDevelop開發(fā)環(huán)境的basic語言和PLC梯形圖，上一節(jié)講解了Basic開發(fā)，本節(jié)內(nèi)容主要講解PLC梯形圖的開發(fā)。

XPLC006E使用PLC編程時(shí)，軸的運(yùn)動指令調(diào)用Basic封裝的指令。

PLC梯形圖執(zhí)行從左側(cè)的母線開始，從左至右，從上至下依次掃描，從第一行程序開始順序掃描到END為一個(gè)掃描周期，然后又開始新一輪程序掃描，直到程序被停止。

PLC編程方式有兩種，通常選擇梯形圖編程，熟悉指令的用戶也可選擇語句表的編程方式。

一前期準(zhǔn)備工作

在正運(yùn)動技術(shù)官網(wǎng)下載新版編程軟件ZDevelopV3.10.06，準(zhǔn)備一臺XPLC系列經(jīng)濟(jì)型EtherCAT總線運(yùn)動控制器，按照上方的XPLC006E參考架構(gòu)完成接線。

沒有控制器的場合也可完成ZBasic的開發(fā)，程序下載到仿真器運(yùn)行即可，仿真器是ZDevelop軟件安裝包自帶的。

二下載PLC程序到控制器

1.新建工程項(xiàng)目，并下載PLC程序文件到控制器運(yùn)動的流程如下圖。

2.打開已有的項(xiàng)目文件運(yùn)行，需要打開zpj文件，再連接控制器，下載程序運(yùn)動。PLC編程界面如下所示：

PLC的自動運(yùn)行的主文件建議只設(shè)置一個(gè)，使得PLC只有一個(gè)主循環(huán)，其他模塊在主循環(huán)中調(diào)用。

PLC指令均不分大小寫，PLC指令請參考《ZMotion PLC編程手冊》,手冊可在軟件的幫助菜單欄快速打開。

三PLC梯形圖編程

梯形圖編程方式就是使用順序符號和軟元件編號在編程界面上畫出順控梯形圖的方式，由于順控回路是通過觸點(diǎn)符號和線圈符號來表現(xiàn)的，顯示更加直觀，程序的內(nèi)容更易理解。

在梯形圖顯示狀態(tài)下程序監(jiān)控與調(diào)試更為便捷，梯形圖顯示示例如下所示。

程序結(jié)尾一定要包含END程序結(jié)束指令，否則報(bào)錯(cuò)，無法下載到控制器執(zhí)行。

1.PLC指令按照指令的用途將指令分為如下幾個(gè)類別。

A．常用指令：包含取觸點(diǎn)、輸出線圈、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等常用指令。B．觸點(diǎn)比較指令：比較兩個(gè)寄存器的值，滿足條件觸點(diǎn)導(dǎo)通。C．傳送和比較指令：寄存器之間數(shù)據(jù)按規(guī)則比較和傳送。D．循環(huán)和跳轉(zhuǎn)指令：包括條件循環(huán)指令，跳轉(zhuǎn)到子程序執(zhí)行指令。E．運(yùn)算指令：包含四則運(yùn)算和邏輯運(yùn)算指令。F．移位指令：將源操作數(shù)的數(shù)據(jù)按位移動。G．?dāng)?shù)據(jù)處理指令：執(zhí)行其他運(yùn)算，例如編碼、譯碼等。H．浮點(diǎn)運(yùn)算指令：針對32位浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算。

I．其他指令：軸運(yùn)動相關(guān)參數(shù)。

2.PLC指令根據(jù)操作數(shù)的位長分為16位指令和32位指令兩種。

16位數(shù)據(jù)和32位數(shù)據(jù)處理采用不同的指令，除了數(shù)據(jù)長度不同外，二者其他方面均相同，處理數(shù)據(jù)類型均為有符號數(shù)。

16位指令：傳送的數(shù)值范圍：-32768 -+32767。

32位指令：傳送的數(shù)值范圍：-2147483648 - +2147483647。32位指令一般占用連續(xù)兩個(gè)16位空間。

3.根據(jù)指令的執(zhí)行方式的不同，分為連續(xù)執(zhí)行型和脈沖執(zhí)行型兩種。

連續(xù)執(zhí)行型：滿足條件，每個(gè)掃描周期都執(zhí)行一次。

脈沖執(zhí)行型：滿足條件，僅執(zhí)行一次。連續(xù)執(zhí)行型指令添加符號P表示脈沖執(zhí)行型指令。

4.PLC軟元件一覽表。

計(jì)數(shù)器C和定時(shí)器T的數(shù)據(jù)類型與訪問時(shí)使用的指令有關(guān)，通過16位指令訪問時(shí)自動使用低16位，通過32位指令訪問時(shí)使用32位。

5.PLC與Basic相關(guān)寄存器對應(yīng)關(guān)系。

四PLC調(diào)用Basic指令

PLC可以通過EXE指令或EXEP指令調(diào)用Basic標(biāo)準(zhǔn)指令。EXEP指令是EXE指令的脈沖形式，僅在驅(qū)動輸入由OFF變?yōu)镺N后，才調(diào)用Basic標(biāo)準(zhǔn)指令。

語法格式如下：

“EXE @BASIC指令”等價(jià)于“BASIC指令”

注意：使用EXE指令調(diào)用寄存器時(shí)，@之后要參照Basic的語法，不可出現(xiàn)“EXE @DT0=10”，正確寫法應(yīng)是“EXE @TABLE(0)=10”。

在PLC里調(diào)用Basic直線插補(bǔ)語法如上圖，直線插補(bǔ)PLC語法“MOVE D0 D2”，操作數(shù)應(yīng)該為PLC操作數(shù)支持的格式，插補(bǔ)數(shù)據(jù)由寄存器傳遞，不能直接給出。

五PLC直線插補(bǔ)例程

控制脈沖軸軸0和軸1直線插補(bǔ)運(yùn)動，軸參數(shù)和運(yùn)動指令使用EXE調(diào)用Basic指令，將寫好的程序下載XPLC006E上調(diào)試運(yùn)行。

1.PLC控制程序如下。

2.程序說明。

程序上電初始化時(shí)，對軸的各種參數(shù)進(jìn)行初始化。

當(dāng)X0上升沿觸發(fā)時(shí)，對存儲兩個(gè)軸運(yùn)動距離的寄存器D0、D2進(jìn)行賦值，當(dāng)X1上升沿觸發(fā)啟動示波器采樣、開啟MOVE直線插補(bǔ)運(yùn)動并且M0自鎖，軸0運(yùn)動距離為300，軸1運(yùn)動距離為400。

M8100為軸0的IDLE標(biāo)志，當(dāng)運(yùn)動完成時(shí)，軸0停止，M8100變?yōu)镺N，M1被置位一個(gè)周期，M1的常閉觸點(diǎn)斷開一個(gè)周期，M0自鎖取消。

再次按下X1，MOVE再次執(zhí)行軸0軸1直線插補(bǔ)運(yùn)動。

X2為急停按鈕，若軸在運(yùn)動中按下X2，按FASTDEC快減速設(shè)置的值快速停下。

3.示波器采樣的軸0軸1的位置和速度曲線如下所示。

4.以上PLC程序在Basic里實(shí)現(xiàn)的程序如下。

FOR i=0 TO 10 'MODBUS_BIT寄存器清0

MODBUS_BIT(i)=0

NEXT

BASE(0,1) '軸0和軸1參數(shù)初始化

UNITS = 100,100

ATYPE =1,1

SPEED = 200,200

ACCEL = 1000,1000

DECEL = 1000,1000

SRAMP = 200,200

DPOS = 0,0

MPOS = 0,0

FASTDEC = 20000,20000

WHILE 1 '循環(huán)檢測輸入

IF IN_SCAN(0,2) THEN '掃描IN0-2口電平變化

IF IN_EVENT(1)> 0 THEN '啟動

TRIGGER

MOVE(300,400)

ELSEIF IN_EVENT(2)> 0 THEN '停止

RAPIDSTOP(2)

ENDIF

ENDIF

WEND

END

六PLC追剪（電子凸輪）例程

PLC通過調(diào)用Basic的MOVESLINK自動凸輪命令完成追剪過程，MOVESLINK自動凸輪的從軸自動規(guī)劃速度跟隨主軸運(yùn)動，指令用法參見Basic編程手冊，PLC程序的主要組成部分如下：

1.初始化部分

2.選擇追剪軸號

3.軸參數(shù)初始化

4.追剪參數(shù)初始化

5.追剪運(yùn)動

觸摸屏界面：可設(shè)置追剪加工參數(shù)，控制追剪的啟停，同時(shí)能顯示當(dāng)前軸的位置信息。

追剪波形如下，主軸為勻速運(yùn)動的傳送帶，第一階段從軸（軸1）從初始位置跟隨主軸（軸2）加速運(yùn)動，第二階段主從軸速度一致，達(dá)到同步，追剪刀具下剪后準(zhǔn)備返回初始位置，第三階段從軸跟隨主軸減速到0，第四階段從軸反向回到初始位置，準(zhǔn)備下一輪追剪。

本次，正運(yùn)動技術(shù)經(jīng)濟(jì)型EtherCAT運(yùn)動控制器(三)：PLC實(shí)現(xiàn)多軸直線插補(bǔ)與電子凸輪，就分享到這里。

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審核編輯：符乾江