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西門子s7-200定位庫函數(shù)map使用說明

 樂風(fēng)一生 2015-02-15
C_Pos
OUT  DINT Pulse
表12

當(dāng)前絕對位置

注意:Q0_x_MoveVelocity 功能塊只能通過 Q0_x_Stop block 功能塊來停止軸的運(yùn)動。如圖
12:
 

圖 12
 
2.4.8 Q0_x_Stop
該功能塊用于使軸減速直至停止。功能塊如圖13,功能描述見表13。
 
 
 
 
EXECUTE

IN

BOOL   

執(zhí)行位

Done

OUT  BOOL   
 
2.4.9 Q0_x_LoadPos
 
 
該功能塊用于將當(dāng)前位置的絕對位置設(shè)置為預(yù)置值。功能塊如圖14,功能描述見表14。   
 
圖 14

 
New_Pos

IN

DINT

Pulse

預(yù)置絕對位置
 
注意:使用該塊將使得原參考點(diǎn)失效,為了清晰地定義絕對位置,必須重新尋找參考點(diǎn)。
 
 
2.5 校準(zhǔn)
 
 
 
該塊所使用的算法將計算出減速過程(從減速起始點(diǎn)到速度最終達(dá)到Velocity_SS)所需要的
脈沖數(shù)。但時在減速過程中所形成的斜坡有可能會導(dǎo)致計算出的減速斜坡與實際的包絡(luò)不完
全一致。此時就需要對 _Tune_Facto   進(jìn)行校正。
 
 
 
 
 
校正因子 “Tune_Facto ?
_Tune_ actor? 的最優(yōu)值取決于最大、最小和目標(biāo)脈沖頻率以及最大減速時間。如圖15:
圖 15
如圖所示,運(yùn)動的目標(biāo)位置是B,算法會自動計算出減速起始點(diǎn),當(dāng)計算與實際不符時,當(dāng)
軸已經(jīng)運(yùn)動到B點(diǎn)時,尚未到達(dá)最低速度,此時若位 _Disable_Auto_Sto ,則軸運(yùn)動到
B點(diǎn)即停止運(yùn)動,若位 _Disable_Auto Stop?= 1 ,則軸會繼續(xù)運(yùn)動直至到達(dá)最低速度。圖中
所示的情況為計算的減速起始點(diǎn)出現(xiàn)的太晚了。
 
 
 
確定調(diào)整因子
 
 
 
注意:一次新的校準(zhǔn)過程并不需要將伺服驅(qū)動器連接到CPU。
步驟如下:
1.                            置位 _Disable_Auto_Sto     ,即令 _Disable_Auto_ top?= 1 。
2.                          設(shè)置 _Tune Factor?= 1   。
3.          使用 Q0_x_LoadPos 功能將當(dāng)前位置的絕對位置設(shè)為0。
4.        使用 Q0_x_MoveRelative,以指定的速度完成一次相對位置運(yùn)動(留出足夠的空間
以使得該運(yùn)動得以順利完成)。
5.                                   運(yùn)動完成后,查看實際位置 HC0。     Tune_Factor 的調(diào)整值應(yīng)由 HC0,目標(biāo)相對位移
Num_Pulses,預(yù)估減速距離 Est_Stopping_Dist 所決定。
 6.   復(fù)位 _Disable_Auto_Sto     ,即令 _Disable_Auto_ top?= 0 。
2.6 尋找參考點(diǎn)的若干種情況
在尋找參考點(diǎn)的過程中由于起始位置、起始方向和終止方向的不同會出現(xiàn)很多種情況。
 
 
 
一個總的原則就是:從起始位置以起始方向 Start_Dir 開始尋找,碰到參考點(diǎn)之前若碰到限
位開關(guān),則立即調(diào)頭開始反向?qū)ふ?,找到參考點(diǎn)開關(guān)的上升沿(即剛遇到參考點(diǎn)開關(guān))即減
速到尋找低速 Homing_Slow_Spd,若在檢測到參考點(diǎn)開關(guān)的下降沿(即剛離開遇到參考點(diǎn)
開關(guān))之前已經(jīng)減速到 Homing_Slow_Spd,則比較當(dāng)前方向與終止方向 Final_Dir 是否一
致,若一致,則完成參考點(diǎn)尋找過程;若否,則調(diào)頭找尋另一端的下降沿。若在檢測到參考
點(diǎn)開關(guān)的下降沿(即剛離開遇到參考點(diǎn)開關(guān))之前尚未減速到 Homing_Slow_Spd,則在減
速到 Homing_Slow_Spd 后調(diào)頭加速,直至遇到參考點(diǎn)開關(guān)上升沿,重新減速到
Homing_Slow_Spd,最后判斷當(dāng)前方向與終止方向 Final_Dir 是否一致,若一致,則完成參
考點(diǎn)尋找過程;若否,則調(diào)頭找尋另一端的下降沿。(Final_Dir 決定尋找參考點(diǎn)過程結(jié)束
后,軸停在參考點(diǎn)開關(guān)的哪一側(cè))
 
 
C_Pos

OUT  DINT

Pulse
表5

當(dāng)前絕對位置

Velocity_SS 是最小脈沖頻率,是加速過程的起點(diǎn)和減速過程的終點(diǎn)。
Velocity_Max 是最大小脈沖頻率,受限于電機(jī)最大頻率和PLC的最大輸出頻率。
在程序中若輸入超出(Velocity_SS,Velocity_Max)范圍的脈沖頻率,將會被Velocity_SS
或  Velocity_Max 所取代。
accel_dec_time 是由 Velocity_SS 加速到 Velocity_Max 所用的時間(或由Velocity_Max 減
速到 Velocity_SS 所用的時間,兩者相等),范圍被規(guī)定為   0.02 ~ 32.0 秒,但最好不要小
于 0.5秒。
 
 
 
警告:超出 accel_dec_time 范圍的值還是可以被寫入塊中,但是會導(dǎo)致定位過程出錯! 
 

  2.4.2 Scale_EU_Pulse 該塊用于將一個位置量轉(zhuǎn)化為一個脈沖量,因此它可用于將一段位移轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù),或?qū)⒁?/div>
個速度轉(zhuǎn)化為脈沖頻率。功能塊如圖6,功能描述見表6。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
圖 6
 
 

參數(shù)

類型    格式

單位

意義
Output

OUT  DINT

Pulse or pulse/s   轉(zhuǎn)換后的脈沖數(shù)或脈沖頻率
表6

下面是該功能塊的計算公式:
2.4.3 Scale_ Pulse_EU
該塊用于將一個脈沖量轉(zhuǎn)化為一個位置量,因此它可用于將一段脈沖數(shù)轉(zhuǎn)化為位移,或?qū)⒁?/div>
個脈沖頻率轉(zhuǎn)化為速度。功能塊如圖7,功能描述見表7。
圖 7
參數(shù)

類型    格式

單位

意義
E_Units
IN
REAL  mm /revol.

電機(jī)轉(zhuǎn)一圈所產(chǎn)生的位移

Output

OUT  DINT

mm or mm/s
2.4.4 Q0_x_Home
功能塊如圖8,功能描述見表8。
圖 8
 
 
 
 
 該功能塊用于尋找參考點(diǎn),在尋找過程的起始,電機(jī)首先以 Start_Dir 的方向,
Homing_Fast_Spd 的速度開始尋找;在碰到limit switch (_Fwd_Limit?or _Rev_Limi    后,減
速至停止,然后開始相反方向的尋找;當(dāng)碰到參考點(diǎn)開關(guān)(input I0.0 with
Q0_1_Home: I0.1)的上升沿時,開始減速到 _Homing_Slow_ pd  。如果此時的方向與
_Final_Di ?   相同,則在碰到參考點(diǎn)開關(guān)下降沿時停止運(yùn)動,并且將計數(shù)器HC0的計數(shù)值設(shè)為
_Position 中所定義的值。
 
 
 
如果當(dāng)前方向與 _Final_Dir    不同,則必然要改變運(yùn)動方向,這樣就可以保證參考點(diǎn)始終在參
考點(diǎn)開關(guān)的同一側(cè)(具體是那一側(cè)取決于 _Final_Dir )。
 
 
 
尋找參考點(diǎn)的狀態(tài)可以通過全局變量 _Homing State?   來監(jiān)測,如表9:

Homing_State 的值
0
2
 
 
4
6
 
 
7 10

意義
參考點(diǎn)已找到
開始尋找
在相反方向,以 速度 Homing_Fast_Spd 繼續(xù)尋找過程(在碰到限位
開關(guān)或參考點(diǎn)開關(guān)之后)
發(fā)現(xiàn)參考點(diǎn),開始減速過程
在方向 Final_Dir ,以速度 Homing_Slow_Spd 繼續(xù)尋找過程(在參
考點(diǎn)已經(jīng)在 Homing_Fast_Spd 的速度下被發(fā)現(xiàn)之后)
故障(在兩個限位開關(guān)之間并未發(fā)現(xiàn)參考點(diǎn)) 
2.4.5 Q0_x_MoveRelative
該功能塊用于讓軸按照指定的方向,以指定的速度,運(yùn)動指定的相對位移。功能塊如圖9,
圖 9
Direction

IN

BOOL   

( 0=反向,1=正向)

Done

OUT  BOOL   
表10

完成位(1=完成)

2.4.6 Q0_x_MoveAbsolute
該功能塊用于讓軸以指定的速度,運(yùn)動到指定的絕對位置。功能塊如圖10,功能描述見表
11。
圖 10

Done

OUT  BOOL   
表11

完成位(1=完成)

2.4.7 Q0_x_MoveVelocity 該功能塊用于讓軸按照指定的方向和頻率運(yùn)動,在運(yùn)動過程中可對頻率進(jìn)行更改。功能塊如圖 11,
 
 
 
 
圖 11
 
 
 
Velocity

IN

DINT

Pulse/sec.

Velocity_Max)
預(yù)置方向


Velocity_Max

IN

DINT

Pulse/sec.

最大頻率

 
西門子S7-200定位庫函數(shù)MAP使用說明
作者:自動化教研室    瀏覽 2511

Target_Location

+VD29

目標(biāo)位置
減速因子 =(Velocity_SS ?Velocity_Max) /

Deceleration_factor  +VD33                        accel_dec_time ( 格式: REAL)
SS_Speed_real            +VD37           最小速度 = Velocity_SS (  格式: REAL)

Est_Stopping_Dist  +VD41

計算出的減速距離 (格式: DINT)
表 4

2.4 功能塊介紹
下面逐一介紹該庫中所應(yīng)用到的程序塊。這些程序塊全部基于PLC-200 的內(nèi)置PTO輸出,完
成運(yùn)動控制的功能。此外,脈沖數(shù)將通過指定的高速計數(shù)器 HSC 計量。通過 HSC 中斷計算
并觸發(fā)減速的起始點(diǎn)。
 
 
 
 
2.4.1 Q0_x_CTRL
該塊用于傳遞全局參數(shù),每個掃描周期都需要被調(diào)用。功能塊如圖5,功能描述見表5。
                                                                                圖 5
 
參數(shù)             類型   格式     單位            意義
  
 
S7-200 PLC 脈沖輸出MAP 庫文件的使用
 
Application of S7-200 PTO MAP Lib
 


 目錄
 
1  概述..............................................................4 
 
2 MAP庫的應(yīng)用......................................................5 
2.1 MAP庫的基本描述                                    .......................................................................................................5     
2.2 輸入輸出點(diǎn)定義                                ...........................................................................................................7     
2.3 MAP庫的背景數(shù)據(jù)塊                                        ...................................................................................................7     
2.4 功能塊介紹                         ..................................................................................................................8     
2.4.1 Q0_x_CTRL..........................................................................................................8     
2.4.2 Scale_EU_Pulse.................................................................................................10     
2.4.3 Scale_ Pulse_EU................................................................................................10     
2.4.4 Q0_x_Home........................................................................................................11     
2.4.5 Q0_x_MoveRelative............................................................................................12     
2.4.6 Q0_x_MoveAbsolute...........................................................................................13     
2.4.7 Q0_x_MoveVelocity............................................................................................14     
2.4.8 Q0_x_Stop..........................................................................................................15     
2.4.9 Q0_x_LoadPos...................................................................................................15     
2.5 校準(zhǔn)              ...........................................................................................................................16    
2.6 尋找參考點(diǎn)的若干種情況                                             ...........................................................................................18     


1    概述
 
 
S7--200提供了三種方式的開環(huán)運(yùn)動控制:
·  脈寬調(diào)制(PWM)--內(nèi)置于S7--200,用于速度、位置或占空比控制。
·  脈沖串輸出(PTO)--內(nèi)置于S7--200,用于速度和位置控制。
·  EM253位控模塊--用于速度和位置控制的附加模塊。
 
 
 
S7?00  的內(nèi)置脈沖串輸出提供了兩個數(shù)字輸出通道(Q0.0和Q0.1),該數(shù)字輸出可以通過
位控向?qū)ЫM態(tài)為PWM或PTO的輸出。
 
 
 
當(dāng)組態(tài)一個輸出為PTO操作時,生成一個50%占空比脈沖串用于步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的速度
和位置的開環(huán)控制。內(nèi)置PTO功能僅提供了脈沖串輸出。您的應(yīng)用程序必須通過PLC內(nèi)置I/O
或擴(kuò)展模塊提供方向和限位控制。
 
 
 
PTO按照給定的脈沖個數(shù)和周期輸出一串方波(占空比50%),如圖1。PTO可以產(chǎn)生單段
脈沖串或者多段脈沖串(使用脈沖包絡(luò))??梢灾付}沖數(shù)和周期(以微秒或毫秒為增加
量):
·  脈沖個數(shù): 1到4,294,967,295
·  周期: 10μs(100K)到65535μs或者2ms到65535ms。
 
 
 
 
 
 
 
 
圖 1
200系列的PLC   的最大脈沖輸出頻率除 CPU224XP 以外均為20kHz。CPU224XP可達(dá)
100kHz。如表1所示:
 
表1
2 MAP庫的應(yīng)用
2.1 MAP 庫的基本描述
現(xiàn)在,200系列 PLC 本體 PTO 提供了應(yīng)用庫MAP SERV Q0.0 和 MAP SERV Q0.1,分別
用于 Q0.0 和 Q0.1 的脈沖串輸出。如圖2所示:
 
 
                                                        圖 2
注: 這兩個庫可同時應(yīng)用于同一項目。
 
  各個塊的功能如表2所示:
 

Q0_x_CTRL  Q0_x_MoveRelative  Q0_x_MoveAbsolute Q0_x_MoveVelocity Q0_x_Home  Q0_x_Stop  Q0_x_LoadPos  Scale_EU_Pulse  Scale_Pulse_EU 

功能
參數(shù)定義和控制
執(zhí)行一次相對位移運(yùn)動
執(zhí)行一次絕對位移運(yùn)動
按預(yù)設(shè)的速度運(yùn)動
尋找參考點(diǎn)位置
停止運(yùn)動
重新裝載當(dāng)前位置
將距離值轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù)
將脈沖數(shù)轉(zhuǎn)化為距離值
表2

總體描述
該功能塊可驅(qū)動線性軸。
為了很好的應(yīng)用該庫,需要在運(yùn)動軌跡上添加三個限位開關(guān),如圖3:
·  一個參考點(diǎn)接近開關(guān)(home),用于定義絕對位置 C_Pos 的零點(diǎn)。
·  兩個邊界限位開關(guān),一個是正向限位開關(guān)(Fwd_Limit),一個是反向限位開關(guān)
(Rev_Limit)。
·  絕對位置? C_Pos  的計數(shù)值格式為 DINT ,所以其計數(shù)范圍為(-2.147.483.648 to +2.147.483.647). ?
·  如果一個限位開關(guān)被運(yùn)動物件觸碰,則該運(yùn)動物件會減速停止,因此,限位開關(guān)的安
置位置應(yīng)當(dāng)留出足夠的裕量??Smin 以避免物件滑出軌道盡頭。
  
圖 3


  2.2 輸入輸出點(diǎn)定義
應(yīng)用MAP庫時,一些輸入輸出點(diǎn)的功能被預(yù)先定義,如表3所示:

名稱
脈沖輸出
方向輸出
參考點(diǎn)輸入
所用的高速計數(shù)器
高速計數(shù)器預(yù)置值
手動速度

MAP SERV Q0.0 Q0.0
Q0.2 I0.0 HC0 SMD 42 SMD 172
表3

MAP SERV Q0.1 Q0.1
Q0.3 I0.1 HC3 SMD 142 SMD 182

2.3 MAP 庫的背景數(shù)據(jù)塊
為了可以使用該庫,必須為該庫分配 68 BYTE(每個庫)的全局變量,如圖4所示:
 
                                                                        圖 4
 
 下表是使用該庫時所用到的最重要的一些變量(以相對地址表示),如表4:

符號名

相對地址

注釋
默認(rèn)值=0 意味著當(dāng)運(yùn)動物件已經(jīng)到達(dá)預(yù)設(shè)地點(diǎn)
時,即使尚未減速到  Velocity_SS,依然停止
Homing_Fast_Spd  +VD23                         Velocity_Max/2)

 

 

 

 

 

 

Fwd_Limit
+V27.1
正向限位開關(guān)
 
Rev_Limit
+V27.2
反向限位開關(guān)
 
Homing_Active
+V27.3
尋找參考點(diǎn)激活
 
C_Dir
+V27.4
當(dāng)前方向
 
Homing_Limit_Chk  +V27.5
限位開關(guān)標(biāo)志
Dec_Stop_Flag            +V27.6
開始減速
 
使用Q0_x_LoadPos時的故障信息(16#00 =
PTO0_LDPOS_Error +VB28              無故障, 16#FF = 故障)

 

Velocity_SS           IN         DINT        Pulse/sec.
啟動/停止頻率


C_Pos

OUT  DINT

Pulse
表5

當(dāng)前絕對位置

Velocity_SS 是最小脈沖頻率,是加速過程的起點(diǎn)和減速過程的終點(diǎn)。
Velocity_Max 是最大小脈沖頻率,受限于電機(jī)最大頻率和PLC的最大輸出頻率。
在程序中若輸入超出(Velocity_SS,Velocity_Max)范圍的脈沖頻率,將會被Velocity_SS
或  Velocity_Max 所取代。
accel_dec_time 是由 Velocity_SS 加速到 Velocity_Max 所用的時間(或由Velocity_Max 減
速到 Velocity_SS 所用的時間,兩者相等),范圍被規(guī)定為   0.02 ~ 32.0 秒,但最好不要小
于 0.5秒。
 
 
 
警告:超出 accel_dec_time 范圍的值還是可以被寫入塊中,但是會導(dǎo)致定位過程出錯! 
 

  2.4.2 Scale_EU_Pulse 該塊用于將一個位置量轉(zhuǎn)化為一個脈沖量,因此它可用于將一段位移轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù),或?qū)⒁?/div>
個速度轉(zhuǎn)化為脈沖頻率。功能塊如圖6,功能描述見表6。
  
                                                                                                      圖 6
 
 

參數(shù)

類型    格式

單位

意義
Output

OUT  DINT

Pulse or pulse/s   轉(zhuǎn)換后的脈沖數(shù)或脈沖頻率
表6

下面是該功能塊的計算公式:
2.4.3 Scale_ Pulse_EU
該塊用于將一個脈沖量轉(zhuǎn)化為一個位置量,因此它可用于將一段脈沖數(shù)轉(zhuǎn)化為位移,或?qū)⒁?/div>
個脈沖頻率轉(zhuǎn)化為速度。功能塊如圖7,功能描述見表7。
                                                                                                        圖 7
參數(shù)

類型    格式

單位

意義
E_Units
IN
REAL  mm /revol.

電機(jī)轉(zhuǎn)一圈所產(chǎn)生的位移

Output

OUT  DINT

mm or mm/s
2.4.4 Q0_x_Home
功能塊如圖8,功能描述見表8。
圖 8
 
 
 
 
 該功能塊用于尋找參考點(diǎn),在尋找過程的起始,電機(jī)首先以 Start_Dir 的方向,
Homing_Fast_Spd 的速度開始尋找;在碰到limit switch (_Fwd_Limit?or _Rev_Limi    后,減
速至停止,然后開始相反方向的尋找;當(dāng)碰到參考點(diǎn)開關(guān)(input I0.0 with
Q0_1_Home: I0.1)的上升沿時,開始減速到 _Homing_Slow_ pd  。如果此時的方向與
_Final_Di ?   相同,則在碰到參考點(diǎn)開關(guān)下降沿時停止運(yùn)動,并且將計數(shù)器HC0的計數(shù)值設(shè)為
_Position 中所定義的值。
 
 
 
如果當(dāng)前方向與 _Final_Dir    不同,則必然要改變運(yùn)動方向,這樣就可以保證參考點(diǎn)始終在參
考點(diǎn)開關(guān)的同一側(cè)(具體是那一側(cè)取決于 _Final_Dir )。
 
 
 
尋找參考點(diǎn)的狀態(tài)可以通過全局變量 _Homing State?   來監(jiān)測,如表9:

Homing_State 的值
0
2
 
 
4
6
 
 
7 10

意義
參考點(diǎn)已找到
開始尋找
在相反方向,以 速度 Homing_Fast_Spd 繼續(xù)尋找過程(在碰到限位
開關(guān)或參考點(diǎn)開關(guān)之后)
發(fā)現(xiàn)參考點(diǎn),開始減速過程
在方向 Final_Dir ,以速度 Homing_Slow_Spd 繼續(xù)尋找過程(在參
考點(diǎn)已經(jīng)在 Homing_Fast_Spd 的速度下被發(fā)現(xiàn)之后)
故障(在兩個限位開關(guān)之間并未發(fā)現(xiàn)參考點(diǎn)) 
2.4.5 Q0_x_MoveRelative
該功能塊用于讓軸按照指定的方向,以指定的速度,運(yùn)動指定的相對位移。功能塊如圖9,
圖 9
Direction

IN

BOOL   

( 0=反向,1=正向)

Done

OUT  BOOL   
表10

完成位(1=完成)

2.4.6 Q0_x_MoveAbsolute
該功能塊用于讓軸以指定的速度,運(yùn)動到指定的絕對位置。功能塊如圖10,功能描述見表
11。
圖 10

Done

OUT  BOOL   
表11

完成位(1=完成)

2.4.7 Q0_x_MoveVelocity 該功能塊用于讓軸按照指定的方向和頻率運(yùn)動,在運(yùn)動過程中可對頻率進(jìn)行更改。功能塊如圖 11,
 
 
圖 11
 
 
 
Velocity

IN

DINT

Pulse/sec.

Velocity_Max)
預(yù)置方向

 

 

accel_dec_time  IN
REAL  sec.
最大加減速時間
Fwd_Limit              IN
BOOL   
正向限位開關(guān)
Rev_Limit              IN
BOOL   
反向限位開關(guān)

Direction                IN         BOOL   
(0=反向,1=正向)
 
故障標(biāo)識
(0=無故障,1=立即停止,3=執(zhí)行錯

Error                      OUT  BYTE                      誤)

 

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