上期我們介紹了HMI開發(fā)過程,這期將介紹PLC運動邏輯開發(fā)。致遠電子的ZMC600E和AWStudio提供了ST語言和AWBlock 積木式中文編程環(huán)境,可快速開發(fā)插針機或其他設(shè)備的PLC邏輯。
?AWStudio介紹AWStudio是工業(yè)自動化All In One可視化集成開發(fā)環(huán)境,可以用于開發(fā)HMI和PLC程序。針對PLC開發(fā)目前提供了多種解決方案:一種是符合IEC61131-3標準的ST開發(fā)環(huán)境,另一種是AWBlock積木式中文編程環(huán)境,未來還將提供梯形圖和功能塊圖編程。用AWBlock寫PLC邏輯像搭積木一樣直觀容易上手,不需要敲代碼也避免了出錯,AWBlock提供了運動控制塊,特別適合做機器人和運動控制等應用,所以本次PLC使用AWBlock編程方案。
?插針機系統(tǒng)介紹
本次使用 ZMC600E 作為插針機的PLC設(shè)備,中間使用Modbus協(xié)議與HMI通信,使用EtherCAT協(xié)議與電機伺服器通信。ZMC600E中內(nèi)置的AWPLC(含AWBlock)運行時引擎,可以運行用戶編寫的運動邏輯,實現(xiàn)插針機的多軸協(xié)同運動控制。
圖1插針機系統(tǒng)介紹
?插針機PLC開發(fā)流程
只需要四步:
一、配置EtherCAT總線;二、配置Modbus從機;三、編寫AWBlock控制電機運動邏輯;四、最后把工程下載到ZMC600E運行。1. 創(chuàng)建AWBlock解決方案在AWStudio創(chuàng)建一個新AWBlock編程解決方案工程,如下圖:
圖2創(chuàng)建解決方案
2. EtherCAT總線配置
插針機系統(tǒng)中,PLC作為EtherCAT主站,電機伺服器作為EtherCAT從站,所以要在PLC總線協(xié)議中添加EtherCAT主站功能。在總線協(xié)議節(jié)點上面添加總線,選擇EtherCAT主站,如下圖:圖3 添加EtherCAT主站協(xié)議
在EtherCAT主站節(jié)點上添加所有軸的電機伺服器,分別是托盤X軸、托盤Y軸、主軸Z軸。再配置EtherCAT的分布時鐘,如下圖:
圖4 配置參考時鐘
配置參考時鐘有利于運動控制的時候所有電機的同步移動,AWStudio也提供了完整的EtherCAT的配置參數(shù),用戶可以根據(jù)實際情況來配置自己的EtherCAT通信。
3. Modbus從機配置插針機系統(tǒng)中,PLC作為Modbus從站,HMI作為Modbus主站,所以要在PLC總線協(xié)議中添加Modbus從站功能。然后根據(jù)主從機約定好的Modbus寄存器點表來配置寄存器地址和個數(shù),PLC運行過程中實時更新這些寄存器供HMI訪問,如下圖:
圖5 配置Modbus從機寄存器
4. AWBlock運動邏輯開發(fā)插針機最基礎(chǔ)的功能是控制托盤和主軸(Z軸)移動,所以要創(chuàng)建move_plane和move_main_axis兩個函數(shù)。編輯move_main_axis函數(shù)文件,分別拖入MC_Power和MC_MoveAbsolute功能塊來控制電機運動,如下圖:圖6 拖入運動控制塊上面已經(jīng)在EtherCAT主站下添加了電機了,這里會自動識別出電機并且會自動給每一個電機生成一個軸對象,因此軸參數(shù)便可以選擇需要控制的電機,如下圖:
圖7 選擇控制軸
圖8 設(shè)置參數(shù)接著基于上面寫好的基礎(chǔ)運動功能塊,編寫控制托盤和主軸運動順序和邏輯(主軸歸0--移動托盤--主軸插針--主軸歸0),比如控制自動插針的auto_move函數(shù),如下圖:
圖9 用AWBlock寫運動邏輯最后把PLC的運行參數(shù)和狀態(tài)對接到Modbus從站寄存器,例如:MainAxisSpeed是主軸速度變量,對應到PLC的地址是%IW52,%IW52映射到Modbus從站地址為40005,如下圖。這樣,就可以讓HMI通過Modbus控制和獲取PLC運行狀態(tài)。
圖10 關(guān)系映射表
圖11 變量綁定地址
5. AWBlock工程下載運行
上面的工程開發(fā)完成后,在設(shè)備列表中選擇目標設(shè)備ZMC600E,點擊啟動(調(diào)試)按鈕,就會進入調(diào)試模式,可以進行單步調(diào)試程序;點擊下載即可發(fā)布固件,ZMC600E重啟后就會自動運行該工程。如下圖:
圖12 設(shè)備選擇界面
?ZMC600E產(chǎn)品介紹
ZMC600E是ZLG致遠電子開發(fā)的最新一代智能總線型運動控制器,是面向工廠智能化時代的機器控制器。其采用工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)先進的嵌入式 ARM 方案,集實時操作系統(tǒng)、智能算法于一身,配套工業(yè)圖形化編程軟件開發(fā)環(huán)境。
ZMC600E采用TI的雙核64位Arm-Corte-A53,四核Cortex-R5F的AM6442應用處理器為核心,主頻1GHz,內(nèi)置1GB DDR4、4GB eMMC以及32KB FRAM,預留有多路以太網(wǎng)、CAN、IO、USB等硬件接口。同時ZMC600E支持點位運動、連續(xù)軌跡、直線圓弧插補、連續(xù)插補、螺旋線等運動功能,可以自由設(shè)定運行速度、停止速度、加、減速時間可以獨立設(shè)置,S型曲線平滑等參數(shù),支持在線改變速度和在線改變位置,用戶可以輕松構(gòu)智能化控制系統(tǒng),快速實現(xiàn)和部署現(xiàn)場各種工藝的應用。
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