PLCopen定义的利用IEC61131-3标准的运动控制功能块

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PLCopen定义的利用IEC61131-3标准的运动控制功能块 [复制链接]

PLCopen运动控制功能块提供的标准以IEC61131-3功能块概念为基础。随着功能性和接口的标准化及在多个平台上执行，建立了编程标准，并在工业领域被广泛支持。由于封装隐藏了数据，此标准可用于不同结构，适用的控制从集中型到分散型或从集成型到网络型。它不是为某个应用程序特别设计的，而是可以作为在不同领域中正进行定义的基础层。正因为如此，它对现有和将来的技术都是开放的。
任务工作小组定义了运动控制功能块概念有以下几个目标： 
1.简单性 — 容易编写应用程序、安装和维护 
2.效率性 — 体现在功能块的数量和设计效率上 
3.一致性 — 符合IEC61131-3标准 
4.通用性 — 独立于硬件 
5.灵活性 — 将来的扩展/应用范围 
6.完全性 — 不是强制性的但很充分 

对于轴定义了七种状态 ：
　　1.保持静止 2.回原位 3.离散运动 4.持续运动 5.同步运动 6.停止 7.故障停止 

　　正常过程都从静止开始。在此状态下，每个轴都可连通电源（通过供电命令）。而且可以访问回原位状态（通过对每个轴发布回原位命令），正常完成后返回静止状态。从这里可以将轴转成离散运动或持续运动。通过停止状态可以返回到静止。发生故障时轴将转换为故障停止状态。通过重启命令（人工操作）可以返回到静止，接下来机器可以再次进入运行状态。请注意这些状态都定义了功能块的功能性。 


功能块集的定义 
　　功能块的粒度是基本问题。对应于低层次命令的功能性而言，每个轴至少有一个功能块。一个中间层更好地实现了以上的要求，减轻处理器的负载并创建了更高水准的可伸缩性。运行就是在此层次的基础上进行。而且，为了将来的扩展定义两个功能块输入和输出集：一个必须遵守的基本集和一个扩展集。 

轴的数据类型及实例 
　　导出数据类型AXIS_REF提供轴的索引。所有制造商都提供这种数据类型。它还为电机/驱动器提供接口。实接口的技术性隐藏在结构和功能块中。这样，当用户访问所有相关参数时，不同的结构看起来是一样的。这种结构包括集成于控制器的运动、集成于驱动器的控制、分布型和网络型系统。 

AxisRef作为Var_In_Out 
　　Axis_Ref作为Var_In_Out使用，表示在功能块图形中的水平线连接的一个输入和一个输出。输入/输出变量值存储于FB的外部。Axis_Ref使用的变量表现为输入和输出参数，可以在功能块内修改，以及从外部变量接收数值。 
举例说明如何进行这个操作：设想一个程序包括很多功能块，所有的功能块都彼此相连（从左至右），都通过Axis_Ref参照到同一个轴。此程序是在一个循环任务模式中，比如每一个毫秒。第一个FB读取Axis_Ref中的最新值，并在完成执行前可能更新其中一些值。紧接着下一个FB开始运行，读取Axis_Ref中已更新的值，也就是使用最新值。这些值耦合到电机。系统间的控制结构完全不同。 

单轴运动控制定义的功能块：
MC_MoveAbsolute 

在一个指定的绝对位置命令被控运动。 
MC_MoveRelative 
在执行时，命令指定距离的被控运动，此距离与实际位置有关。 

MC_MoveAdditive 
除了在离散运动状态下原始命令的位置，命令一个指定相关距离的被控运动。如果FB在持续模式下启动，在执行时指定的相关距离被加入到实际位置。 

MC_MoveSuperimposed 
除了已有的运动，命令指定相关距离的被控运动。已有的运动不被中断，而是叠加运动。 

MC_MoveVelocity 
命令在特殊速率下的不停止的被控运动。 

MC_Home 
命令轴执行“回原位搜索”顺序。此顺序的细节由制造商决定，并由轴的参数设置。当检测到参照信号时，位置输入用于设置绝对位置。在静止时完成此操作。 

MC_Stop 
命令被控运动停止，将轴转换为“停止”状态。它会中止任何进行中的功能块的执行。使用“Done”输出，可转换为静止状态。当轴处于“停止”状态时，其他的FB不可以在这个轴上执行任何运动。 

MC_Power 
控制电源（开或关）。 

MC_ReadStatus 
返回到相应于当前正在进行运动的轴的详细状况。 

MC_ReadAxisError 
显示与功能块无关的故障。 

MC_Reset 
通过复位所有内部与轴有关的故障和清除悬挂的命令，实现从故障停止状态到静止状态的转换。它不作用于FB实例的输出。 

MC_ReadParameter& MC_ReadBoolParameter 
返回到供应商的专用参数值。如果有必要的话，返回值必需转换为实数。若不能的话，供应商需提供一个由其规定的独立的FB。 

MC_WriteParameter& MC_WriteBoolParameter 
修改供应商专用的参数值。 

MC_ReadActualPosition 
返回到实际位置。 

MC_PositionProfile 
命令一个时钟位置以锁定运动的轮廓图。 
MC_VelocityProfile 
命令一个时间速率以锁定运动的轮廓图。 

MC_AccelerationProfile 
命令一个时间加速度以锁定运动的轮廓图。 

多轴功能块的通用设备 
针对多轴协同运动定义了一个小型的功能块集。附加的应用特定的资料库扩展了该功能块集。目前已定义的功能块有： 

CamTableSelect 
通过在相关表格上设置指针来选择CAM（凸轮）表格。 

Camln 
啮合CAM。 

CamOut 
立即脱离对主轴的啮合。 

GearIn 
命令从轴和主轴间的速度比。 

GearOut 
从轴脱离对主轴的从属。 

MC_Phasing.
用于在同步运动附加相位偏移。