M241 系列 PLC 与 Lexium 28 系列伺服系统脉冲控制的实现

剑指工控 星期五, 08/19/2022 - 12:15 发表

需要的硬件以及相应软件，脉冲控制线缆以及编程电缆等：

  • 硬件：TM241CEC24T（源型晶体管输出） PLC 一套

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  • Lexium 28（以下简称为 LXM28） 伺服系统一套，包含 CN1 插头或安装套件

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  • 软件：SoMachine V4.X

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1、Lexium 28 的参数设置

P1-01 = 0000；控制模式为 Pt，即脉冲控制；

P1-01 参数定义如下：

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A 位表示 LXM28 的控制类型

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C位表示 LXM28 的旋转方向

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D位表示运行模式转换后输入与输出信号的功能定义

  • 0：P2-10~P2-22 参数在新的运行模式中保持上一次设置不变

  • 1：P2-10~P2-22 参数在新的运行模式中被设置为预设值

P1-00 = 0002；脉冲类型为脉冲+方向，脉冲输入来源为低速脉冲输入接口；

P1-00 参数定义如下：

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A 位表示脉冲输入的类型，

C 位表示输入信号的极性，如下：

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B 位表示脉冲输入的频率，如下：

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D 位表示脉冲输入的来源，如下：

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  • P1-34=6 ms；加速时间

  • P1-35=6 ms；减速时间

  • P1-44=128；电子齿轮比的分子

  • P1-45=1；电子齿轮比的分母

以上两个参数决定了 LXM28 接收 10000 个脉冲时，伺服电机旋转一圈；LXM28 的伺服系统默认为 1280000 个脉冲/圈；可根据现场工艺要求设置合适的电子齿轮比

  • P1-55 = 伺服电机的最高转速；设置为伺服电机的最高转速

当改变以上参数的设定值时，按下 ENT 键直至设定值闪烁之后再松开，则该数值被存储在对以上参数设置完成后，将  LXM28  断电，等待显示面板没有任何显示时再重新上电。

2、M241 PLC 的脉冲输出

PLC 的脉冲输出（源型晶体管输出）端子定义，如下：

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  • V0+：连接外部 24VDC 电源的正极

  • V0-：连接外部 24VDC 电源的负极

  • Q0~Q3：源型晶体管输出

3、LXM28 的脉冲输入

低速端口，可接受晶体管或差分脉冲输入信号，如下：

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高速端口，可接受高速差分脉冲输入信号，如下：

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4、M241 PLC 与 LXM28 的脉冲控制接线方法

低速端口脉冲输入，如下：

TM241***T（源型晶体管输出） LXM28

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本例中使用 TM241CEC24T PLC，故采用此接线方法

TM241***U（漏型晶体管输出） LXM28

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线驱动输出 LXM28

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高速端口脉冲输入，如下：

线驱动输出 LXM28

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5、SoMachine V4.X 硬件组态

首先，新建一个 TM241CEC24T 的 PLC ，如下：

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双击 MyController，对启动方式进行设置，如下：

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双击 Pulse_Generators，并配置为 PTO 功能，如下：

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设置脉冲的输出类型为脉冲+方向，最高输出脉冲频率 100 KHz，启动/停止脉冲频率为100 Hz，加减速单位为 ms，最大加减速时间为 10ms（功能块应用时的加减速时间不得小于此值），以及快速停止加减速时间为  20ms

可根据控制要求来选择是否需要原点输入信号、Z 相输入信号以及脉冲位置捕捉功能输入信号，这三个输入信号如果需要相应的功能时则可直接选择为使用，并且这三个输入信号的 I 点在 PLC 中是固定的，因此，在图纸以及程序设计时需要特别注意，本例中只启用了原点输入信号，用来执行原点回归功能

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如果程序中有多于一路的 PTO 时，可以通过点击下面的 “+” 按钮来进行添加，如下：

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在 SoMachine 平台的 PLC 中，PTO 的使用编号必须从 0 开始，即使只使用一路 PTO 功能，也只能从 PTO_0 开始，即使用 Q0 与 Q1 输出点作为脉冲输出，而不能跨过 Q0 与 Q1 直接使用 Q2 与 Q3 输出点作为脉冲输出

在 PTO 控制中，伺服系统的 DI 输入信号的功能需要通过 P2-10~P2-17 参数来进行设置

6、SoMachine V4.X 程序编程

在 Application 中，添加一个 POU，并选择为 CFC 编程语言，如下：

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添加完成 POU 后，如下所示，点击 POU 并拖拽至 MAST 任务下，如下：

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7、如何在程序中添加控制功能块

在工具箱中选择 Box，并放在 POU 中，如下：

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点击 “???” 并点击右侧的按钮，选择所需要输入的功能块名称，如下：

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8、LXM28 在 PTO 控制下的各个功能块的应用

在 LXM28 的控制功能块中，所有的功能块的轴名称必须与以下 PTO 设置中的名称一致， 如下：

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在以下所有功能块中，位置单位为 ppr，速度单位为 Hz，加速度单位为 ms 或 Hz/ms， 减速度单位为 ms 或 Hz/ms，本例中，加减速度单位均为 ms

使能功能块

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  • Axis：功能块所控制的轴，本例中轴的名称为 PTO_0，因此写入此名称Enable：轴使能输入信号

  • DriveReady：驱动器就绪输入信号，如果有外部反馈的驱动器就绪输入信号时，则写入对应的输入点，如果没有则写为 TRUE

  • LimP：轴的正向限位，该输入信号为 TRUE 时，功能块正常工作；如果有外部正向限位时， 则写入对应的输入点，如果没有则写为 TRUE

  • LimN：轴的负向限位，该输入信号 为 TRUE 时，功能块正常工作；如果有外部正向限位时，则写入对应的输入点，如果没有则写为 TRUE

  • Status：轴使能完成信号

  • DriveEnable：轴使能输出信号，如果需要由 PLC  输出信号来控制使能时，可使用该信号Error：轴使能报错信号

  • ErrorID：轴使能错误代码

故障复位功能块

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  • Axis：功能块所控制的轴，本例中轴的名称为 PTO_0，因此写入此名称

  • Execute：触发功能块输入信号

  • Done：功能块执行完成信号

  • Error：功能块执行错误信号

  • ErrorID：功能块执行错误代码

停止功能块

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  • Axis：功能块所控制的轴，本例中轴的名称为 PTO_0，因此写入此名称

  • Execute：触发功能块输入信号

  • Deceleration：停止时的减速度，不得低于 PTO 设置中的最大减速度值

  • JerkRatio：阶跃率，可理解为 S 曲线的百分比，此值为 0 时，梯形加减速曲线，不为 0 时，则加减速曲线为 S 曲线

  • Done：功能块执行完成信号Busy：功能块执行过程中信号

  • CommandAborted：功能块被中断信号

  • Error：功能块执行错误信号

  • ErrorID：功能块执行错误代码

设置位置功能块

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  • Axis：功能块所控制的轴，本例中轴的名称为 PTO_0，因此写入此名称

  • Execute：触发功能块输入信号

  • Position：设置位置值

  • Done：功能块执行完成信号

  • Error：功能块执行错误信号

  • ErrorID：功能块执行错误代码

原点回归功能块

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  • Axis：功能块所控制的轴，本例中轴的名称为 PTO_0，因此写入此名称

  • Execute：触发功能块输入信号

  • Mode：原点回归模式，如下：

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  • Position：原点回归完成之后的位置设置值

  • Direction：原点回归的方向，仅 mcPositiveDirection 和 mcNegativeDirection 有效HighVelocity：原点回归的第一速度，即查找原点信号的速度

  • LowVelocity：原点回归的第二速度，即离开原点信号的速度

  • Acceleration：加速度

  • Deceleration：减速度

  • Offset：原点回归的偏移位置

  • JerkRatio：阶跃率，可理解为 S 曲线的百分比，此值为 0 时，梯形加减速曲线，不为 0 时，则加减速曲线为 S 曲线

  • Done：功能块执行完成信号Busy：功能块执行过程中信号

  • Active：轴被功能块激活信号

  • CommandAborted：功能块被中断信号

  • Error：功能块执行错误信号

  • ErrorID：功能块执行错误代码

速度控制功能块

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  • Axis：功能块所控制的轴，本例中轴的名称为 PTO_0，因此写入此名称

  • Execute：触发功能块输入信号

  • ContinuousUpdate：持续更新速度相关参数的输入信号，在功能块被触发之后，此输入信号为 TRUE 时，则速度相关参数的值被应用

  • Velocity：目标速度

  • Acceleration：加速度

  • Deceleration：减速度

  • Direction：方向信号

  • BufferMode：缓冲模式，

  • JerkRatio：阶跃率，可理解为 S 曲线的百分比，此值为 0 时，梯形加减速曲线，不为 0 时，则加减速曲线为 S 曲线

  • InVelocity：已到达目标速度信号

  • Busy：功能块执行过程中信号

  • Active：轴被功能块激活信号

  • CommandAborted：功能块被中断信号

  • Error：功能块执行错误信号

  • ErrorID：功能块执行错误代码

此功能块在 Execute 输入信号为 FALSE 时，轴仍以该功能块的目标速度运行，直至被错误终止或通过 MC_Stop_PTO 功能块停止

相对定位功能块

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  • Axis：功能块所控制的轴，本例中轴的名称为 PTO_0，因此写入此名称

  • Execute：触发功能块输入信号

  • Distance：相对定位模式下的目标位置

  • Velocity：目标速度

  • Acceleration：加速度

  • Deceleration：减速度

  • BufferMode：缓冲模式，

  • JerkRatio：阶跃率，可理解为 S 曲线的百分比，此值为 0 时，梯形加减速曲线，不为 0时，则加减速曲线为 S 曲线

  • Done：定位完成信号

  • Busy：功能块执行过程中信号

  • Active：轴被功能块激活信号

  • CommandAborted：功能块被中断信号

  • Error：功能块执行错误信号

  • ErrorID：功能块执行错误代码

绝对定位功能块

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  • Axis：功能块所控制的轴，本例中轴的名称为 PTO_0，因此写入此名称

  • Execute：触发功能块输入信号

  • Position：绝对定位模式下的目标位置

  • Velocity：目标速度

  • Acceleration：加速度

  • Deceleration：减速度

  • BufferMode：缓冲模式，

  • JerkRatio：阶跃率，可理解为 S 曲线的百分比，此值为 0 时，梯形加减速曲线，不为 0 时，则加减速曲线为 S 曲线

  • Done：定位完成信号

  • Busy：功能块执行过程中信号

  • Active：轴被功能块激活信号

  • CommandAborted：功能块被中断信号

  • Error：功能块执行错误信号

  • ErrorID：功能块执行错误代码

此功能块必须在建立了绝对坐标以后才可使用，因此，在执行前必须执行 MC_Home_PTO 或 MC_SetPosition_PTO 功能块之后才可执行

位置捕捉功能块

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  • Axis：功能块所控制的轴，本例中轴的名称为 PTO_0，因此写入此名称

  • Execute：触发功能块输入信号

  • WindowOnly：TRUE：只捕捉 FirstPosition 至 LastPosition 位置之间的信号FirstPosition：位置捕捉区间下限

  • LastPosition：位置捕捉区间上限

  • TriggerLevel：TRUE：捕捉信号的上升沿启动捕捉，

  • FALSE：捕捉信号的下降沿启动捕捉Done：功能块执行完成信号

  • Busy：功能块执行过程中信号

  • CommandAborted：功能块被中断信号

  • Error：功能块执行错误信号

  • ErrorID：功能块执行错误代码

  • RecordedPosition：捕捉的位置值

读取轴错误功能块

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  • Axis：功能块所控制的轴，本例中轴的名称为 PTO_0，因此写入此名称

  • Enable：功能块使能信号

  • Valid：功能块正常执行信号

  • Error：功能块执行错误信号

  • ErrorID：错误代码，详细描述如下：

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  • AxisErrorID：轴错误代码，参考以上索引值为 1000 的表格

读取轴状态功能块

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  • Axis：功能块所控制的轴，本例中轴的名称为 PTO_0，因此写入此名称

  • Enable：功能块使能信号

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读取轴运动状态功能块

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  • Axis：功能块所控制的轴，本例中轴的名称为 PTO_0，因此写入此名称

  • Enable：功能块使能信号

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读取轴的实际位置功能块

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  • Axis：功能块所控制的轴，本例中轴的名称为 PTO_0，因此写入此名称

  • Enable：功能块使能信号

  • Valid：功能块正常执行信号

  • Error：功能块执行错误信号

  • ErrorID：功能块执行错误代码

  • Position：读取的位置值

读取轴的实际速度功能块

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  • Axis：功能块所控制的轴，本例中轴的名称为 PTO_0，因此写入此名称

  • Enable：功能块使能信号

  • Valid：功能块正常执行信号

  • Error：功能块执行错误信号

  • ErrorID：功能块执行错误代码

  • Velocity：读取的速度值

写入轴的任意参数功能块

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  • Axis：功能块所控制的轴，本例中轴的名称为 PTO_0，因此写入此名称

  • Execute：功能块触发信号

  • ParameterNumber：如下：

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  • Value：写入的数值

  • Done：功能块执行完成信号

  • Error：功能块执行错误信号

  • ErrorID：功能块执行错误代码

读取轴的任意参数功能块

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  • Axis：功能块所控制的轴，本例中轴的名称为 PTO_0，因此写入此名称

  • Enable：功能块使能信号

  • ParameterNumber：如下：

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  • Valid：功能块正常执行信号

  • Error：功能块执行错误信号

  • ErrorID：功能块执行错误代码

  • Value：读取的参数值

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PLC