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Codesys中文运动控制手册
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Codesys中文运动控制手册
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中型 PLC
编程手册(运动控制篇)
资料编码 19010539 A04
工业自动化 智能电梯 新能源汽车 工业机器人 轨道交通
-1-
前 言
前 言
首先感谢您购买使用汇川技术开发生产的 AM600/AC700/AP700/AC800 系列可编程逻辑控制器及扩展模块,
并使用 InoProShop 编程软件!
●
面向的用户
本手册面向对 AM600/AC700/AP700/AC800 系列 PLC 进行运动控制相关功能配置、编程和调试的技术人员。
读者需要具备一定的自动化和 PLC 知识。
本文档将 AM600/AC700/AP700/AC800 系列 PLC 统称为中型 PLC
●
主要内容
第 1 章 简介 PLCopen 规范
第 2 章 简单介绍中型 PLC 运动控制应用系统组成
第 3 章 介绍中型 PLC 运动控制程序的组成
第 4 章 介绍中型 PLC 运动控制程序执行机制
第 5 章 介绍中型 PLC 用户程序的应用编程
第 6 章 详细解析中型 PLC 常用 MC 指令详解
第 7 章 介绍仿真与调试相关操作
第 8 章 附录内容,含 IS620N 支持的原点回归模式、IS620N 支持的 CiA402 常用数据对象速查表和中型 PLC
错误代码说明
在使用本软件之前,应仔细阅读本手册以及本手册,同时在充分注意安全的前提下正确操作。
●
术语和缩略语
术语 / 缩略语 说明
InoProShop 中型 PLC 的编程软件
Gateway 本手册中代表中型 PLC 的专用通讯服务
PLC Programmable Logic Controller(可编程控制器的简称)
●
版本更新记录
变更时间 版本号 变更说明
2021 年 11 月 A04 修改指令
2021 年 7 月 A03 细小勘误
2020 年 11 月 A02 细小勘误
2019 年 3 月 A01 切换 Logo
2017 年 5 月 A00 第一版发行
-2-
目录
目录
前 言 ...................................................................................................................................
1
一、PLCopen 规范简介 .....................................................................................................
7
二、运动控制应用系统组成 ...............................................................................................
9
三、运动控制程序的组成 ...................................................................................................
11
3.1 用户程序结构 ........................................................................................................................
11
3.1.1 用户程序组成 .................................................................................................................................................
11
3.1.2 任务类型 ........................................................................................................................................................
12
3.1.3 用户程序由多个 POU 组成的好处 .................................................................................................................
13
3.1.4 用户程序如何同时做到逻辑控制与运动控制 .................................................................................................
13
3.2 一个简单的用户程序的编写调试过程 ...................................................................................
14
3.2.1 新建工程 ........................................................................................................................................................
14
3.2.2 编写功能处理的 POU .....................................................................................................................................
16
3.2.3 电机参数的设置 .............................................................................................................................................
18
3.2.4 跑马灯控制逻辑的编写 ..................................................................................................................................
19
3.2.5 将变量与硬件输出端口关联 ...........................................................................................................................
20
3.2.6 用户程序编译排错 .........................................................................................................................................
21
3.2.7 监控用户程序的运行 ......................................................................................................................................
21
3.2.8 编写一个运动控制工程的典型步骤总结 ........................................................................................................
22
四、运动控制程序执行机制 ...............................................................................................
25
4.1 用户工程中的任务与配置 .....................................................................................................
25
4.2 EtherCAT 总线网络的数据流分析 ........................................................................................
27
4.3 与伺服从站的通信数据流程 .................................................................................................
30
4.3.1 控制信息流程步骤说明 ..................................................................................................................................
30
4.3.2 CiA402 数据对象字典与伺服驱动器常用对象 ...............................................................................................
33
4.3.3 伺服轴电机参数的配置 ..................................................................................................................................
47
4.3.4 EtherCAT 网络状态初始化与管理..................................................................................................................
49
4.3.5 与伺服轴及 IO 端口控制数据刷新 .................................................................................................................
51
4.4 MC 运动控制数据的传送时序 ...............................................................................................
53
4.5 执行 MC 功能块的处理机制 ..................................................................................................
53
4.5.1 对伺服的运动命令,采取周期同步位置的控制模式 ......................................................................................
53
4.5.2 伺服轴的数据结构 .........................................................................................................................................
54
4.5.3 伺服轴的状态及转移规则 ..............................................................................................................................
55
4.5.4 MC 功能块的执行逻辑:................................................................................................................................
56
4.5.5 不同优先级任务 POU 之间的数据交互 ..........................................................................................................
57
五、用户程序的应用编程 ...................................................................................................
61
5.1 单轴 MC 定位的运动控制编程 ..............................................................................................
61
5.1.1 运控应用的编程要点提醒 ..............................................................................................................................
61
5.1.2 单轴控制常用的 MC 功能块 ...........................................................................................................................
61
5.1.3 MC 指令与 PDO/SDO 配置 ............................................................................................................................
62
5.2 多轴 CAM 凸轮同步的运动控制编程 ....................................................................................
63
5.2.1 凸轮运行的主要功能块说明 ...........................................................................................................................
64
-3-
目录
5.2.2 当主轴和从轴都为相对位置模式时的运行特点 .............................................................................................
66
5.2.3 当主轴为绝对位置模式,从轴为相对位置模式 .............................................................................................
66
5.2.4 当主轴为相对对位置模式,从轴为绝对位置模式 .........................................................................................
67
5.3 凸轮表的周期模式特点 .........................................................................................................
68
5.3.1 CamIn 运行的 Oset 功能 .............................................................................................................................
68
5.3.2 凸轮运行中的主轴 MasterScaling 计算 ........................................................................................................
69
5.3.3 凸轮运行中的从轴 SlaveScaling 计算 ...........................................................................................................
69
5.3.4 凸轮运行中的 Oset、Scale 使用特性与注意事项 .......................................................................................
70
5.3.5 凸轮运行状态的退出 MC_CamOut 功能块 ...................................................................................................
70
5.4 凸轮主轴相位调整 MC_Phasing 功能块 ..............................................................................
70
5.5 凸轮表设计与其数据结构 .....................................................................................................
71
5.5.1 凸轮表的特点 .................................................................................................................................................
72
5.5.2 CAM 凸轮表的输入方法 ................................................................................................................................
72
5.5.3 CAM 凸轮表的内部数据结构与数组 ..............................................................................................................
73
5.5.4 CAM 凸轮表的引用与动态切换 ......................................................................................................................
74
六、常用 MC 指令详解 .......................................................................................................
77
6.1 单轴指令 ...............................................................................................................................
77
MC_AccelerationProle ........................................................................................................................................
77
MC_Halt..................................................................................................................................................................
79
MC_Home ..............................................................................................................................................................
81
MC_MoveAbsolute.................................................................................................................................................
83
MC_MoveAdditive .................................................................................................................................................
88
MC_MoveRelative ..................................................................................................................................................
91
MC_MoveSuperImposed ......................................................................................................................................
93
MC_MoveVelocity ..................................................................................................................................................
95
MC_PositionProle ...............................................................................................................................................
97
MC_Power ..............................................................................................................................................................
98
MC_ReadActualPosition .......................................................................................................................................
101
MC_ReadAxisError .................................................................................................................................................
102
MC_ReadBoolParameter ......................................................................................................................................
103
MC_ReadStatus .....................................................................................................................................................
105
MC_ReadParameter ..............................................................................................................................................
107
MC_Reset ...............................................................................................................................................................
109
MC_Stop .................................................................................................................................................................
110
MC_VelocityProle ................................................................................................................................................
112
MC_WriteBoolParameter ......................................................................................................................................
114
MC_WriteParameter ..............................................................................................................................................
116
MC_AbortTrigger ...................................................................................................................................................
117
MC_ReadActualTorque .........................................................................................................................................
118
MC_ReadActualVelocity ........................................................................................................................................
119
MC_SetPosition .....................................................................................................................................................
120
MC_TouchProbe ....................................................................................................................................................
121
SMC_MoveContinuousAbsolute ..........................................................................................................................
123
SMC_MoveContinuousRelative ............................................................................................................................
125
MC_Jog ..................................................................................................................................................................
127
-4-
目录
SMC_Inch ...............................................................................................................................................................
129
SMC3_PersistPosition ...........................................................................................................................................
131
SMC3_PersistPositionSingleturn .........................................................................................................................
133
SMC3_PersistPositionLogical ...............................................................................................................................
135
SMC_Homing .........................................................................................................................................................
138
6.2 轴组指令 ( 主 / 从轴指令 ) ....................................................................................................
142
SMC_CamRegister .................................................................................................................................................
142
SMC_GetCamSlaveSetPosition ............................................................................................................................
145
SMC_GetTappetValue ...........................................................................................................................................
147
MC_CamTableSelect .............................................................................................................................................
149
MC_Camin ..............................................................................................................................................................
151
MC_CamOut...........................................................................................................................................................
164
MC_GearIn .............................................................................................................................................................
167
MC_GearOut ..........................................................................................................................................................
169
MC_GearInPos .......................................................................................................................................................
171
MC_Phasing ...........................................................................................................................................................
177
SMC_CAMBounds ..................................................................................................................................................
180
SMC_CAMBounds_Pos ..........................................................................................................................................
181
SMC_WriteCAM ......................................................................................................................................................
182
SMC3_PersistPosition ...........................................................................................................................................
185
SMC3_PersistPositionSingleturn .........................................................................................................................
187
SMC_CheckAxisCommunication ..........................................................................................................................
189
SMC3_PersistPositionSingleturn.........................................................................................................................
192
SMC_FollowPosition .............................................................................................................................................
194
SMC_FollowPositionVelocity ................................................................................................................................
199
SMC_FollowVelocity ..............................................................................................................................................
201
SMC_FollowSetValues ..........................................................................................................................................
203
SMC_SetControllerMode ......................................................................................................................................
204
SMC_CheckLimits ..................................................................................................................................................
206
SMC_CheckAxisCommuication ............................................................................................................................
209
SMC_GetMaxSetAccDec ........................................................................................................................................
211
SMC_GetMaxSetVelocity .......................................................................................................................................
213
MC_GetTrackingError ............................................................................................................................................
215
SMC_InPosition .....................................................................................................................................................
217
SMC_ReadSetPosition ..........................................................................................................................................
220
SMC_SetTorque .....................................................................................................................................................
221
SMC_BacklashCompensation ..............................................................................................................................
222
SMC_AxisDiagnosticLog........................................................................................................................................
224
SMC_ChangeGearingRatio ...................................................................................................................................
227
SMC_ReadFBError .................................................................................................................................................
229
SMC_ClearFBError .................................................................................................................................................
232
七、仿真与调试 ..................................................................................................................
234
7.1 仿真控制器 ...........................................................................................................................
234
7.2 仿真伺服驱动器 ....................................................................................................................
235
附录 A IS620N 支持的原点回归模式 ..................................................................................
238
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