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S7-1200運動控制的超馳功能

來源:上海邑斯自動化科技有限公司   2022年12月19日 15:30  

超馳“ Override”這個詞在日常生活中非常罕見,而且即使在書面語中也是很難見到。從歷*上看,首先是在自動控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的超馳這個翻譯,但是擴展到運動控制領(lǐng)域,這個翻譯對應(yīng)的含義卻和自動控制領(lǐng)域不同。


在運動控制中,經(jīng)常需要一個運動動作即將結(jié)束時,平滑順利的過渡到下一個運動控制指令,運動不停止從而提升效率。又存在一些情況下,不同的運動類型需要切換,而這種切換就需要指令之間進行替換。


指令的銜接和替換就是在運動控制領(lǐng)域中Override這個超馳功能所對應(yīng)的含義了。


本文“S7-1200運動控制的超馳功能”對此進行了詳細的比對和時間片上的分析,可以幫助深入了解超馳行為的特點和作用。


S7-1200運動控制的超馳功能

超馳功能介紹

S7-1200 PLC運動控制指令之間存在相互覆蓋和中止的情況,這種特性叫做“超馳”,利用超馳功能,軸不用停止,可以平滑地過渡到新的指令或是同一個指令的新參數(shù)。

超馳功能示例

下面通過示例說明超馳的特性:

(1)實驗條件

軟件:

TIA STEP7 Professional V16

硬件: 

CPU1215C DC/DC/DC

訂貨號:6ES7 215-1AG40-0XB0,固件版本V4.4

SINAMICS   V90 PTI 200V 100W

訂貨號:6SL3210-5FB10-1UA1

SIMOTICS   S-1FL6 motor 100W

訂貨號:1FL6024-2AF21-1AG1

(2)實驗內(nèi)容

通過TIA STEP7 V16軟件添加新設(shè)備,選擇CPU1215C,并組態(tài)工藝對象TO_PositioningAxis V7.0版本,選擇驅(qū)動器為PTO,如圖所示。然后調(diào)用運動控制指令。

圖片

組態(tài)工藝對象

實驗一:兩個絕對位移指令的超馳功能

在主程序OB1中,調(diào)用兩個“MC_MoveAbsolute”指令(注:在執(zhí)行“MC_MoveAbsolute”指令前,需要通過“MC_Power”指令對軸使能,并通過“MC_Home”指令對軸進行回原點操作)。第一個“MC_MoveAbsolute”指令的Position = 1000 mm,Velocity = 100 mm/s;第二個“MC_MoveAbsolute”指令的Position = 1500 mm,Velocity = 200 mm/s。程序如圖所示:

圖片

超馳功能程序


程序執(zhí)行過程通過Trace曲線記錄,如圖3所示:

圖片

超馳功能的Trace曲線一


結(jié)論:從圖3中可以看出,在第一個絕對位移指令運行中,觸發(fā)第二個絕對位移指令,利用超馳功能,軸不停止,直接過渡到新的指令,并按照新指令的參數(shù)執(zhí)行。


實驗二:絕對位移指令和回原點指令的超馳功能

對于回原點指令“MC_Home”,超馳響應(yīng)取決于所選的模式:當模式Mode = 0, 1, 6, 7時,任何其它運動控制命令均無法中止“MC_Home”指令。同時“MC_Home”指令也不會中止任何激活的運動控制命令。當按照新的回原點位置(輸入?yún)?shù)“Position”的值)進行回原點操作后,將繼續(xù)執(zhí)行與位置相關(guān)的運動命令。


在主程序OB1中,調(diào)用一個“MC_MoveAbsolute”指令。參數(shù)Position = 1000 mm,Velocity = 100mm/s;再調(diào)用一個“MC_Home”指令,Position = 0 mm,Mode = 0。程序如圖所示:

圖片

超馳功能程序二


程序執(zhí)行過程通過Trace曲線記錄,如圖所示:

圖片

超馳功能的Trace曲線二


結(jié)論:從后圖中可以看出,執(zhí)行回原點指令“MC_Home”,當模式Mode = 0時,不會中止正在執(zhí)行的絕對位移指令,按照新的回原點位置進行回原點操作后,將繼續(xù)執(zhí)行絕對位移指令。

 指令響應(yīng)時間

S7-1200將一個位置移動按時間細分成若干片段,對PTO軸,執(zhí)行每個時間片的時間為10ms。執(zhí)行一個時間片時,下一時間片會在隊列中等待執(zhí)行。如果執(zhí)行該軸的一個新運動任務(wù),可能等待最大20ms(當前時間片+排隊時間片)。


在TIA STEP7 Professional V16的工藝對象TO_PositioningAxis V7.0版本中,可以設(shè)置時間片的時間,參數(shù)為PTOSliceTime,如圖6所示,int類型,范圍是2-20(默認值為10),單位為ms。

圖片

PTOSliceTime參數(shù)


下面以兩個相對位移指令的超馳功能為例,說明PTOSliceTime參數(shù)的作用。

實驗三:超馳功能指令的響應(yīng)時間

設(shè)置PTOSliceTime = 5ms,在循環(huán)中斷OB30中,調(diào)用一個“MC_MoveRelative”指令,Distance = 100000脈沖,Velocity = 10000 脈沖/s;調(diào)用一個“MC_ReadParam”指令,讀取Velocity參數(shù),并保存在MD100(變量名稱:Velocity,數(shù)據(jù)類型:REAL)中。在硬件中斷OB40中(通過I0.0的上升沿觸發(fā)),調(diào)用第二個“MC_MoveRelative”指令,Distance = 300000脈沖,Velocity = 60000 脈沖/s。程序執(zhí)行過程通過Trace曲線記錄,如圖所示:

圖片

超馳功能的Trace曲線三


圖中的紅色方框內(nèi)的曲線,放大后如下圖所示:

圖片

超馳功能的Trace曲線四



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