工艺对象轴优化为：轴作为工艺对象的分析

2025-09-29 历史故事版权反馈

【摘要】：工艺对象从用户程序中收到运动控制命令，在运行时执行并监视执行状态。驱动是由CPU产生脉冲对“轴”工艺对象操作先进控制的。进行参数组态前，需要添加工艺对象。添加完成后，可以在项目树中看到添加好的工艺对象，双击“组态”项进行参数组态，如图9-29所示。工艺对象报故障，在故障被确认以后，轴可以恢复在工作范围内的运动。图9-35 调试控制面板“命令”项可选择如何驱动电动机，包括点动控制、位置控制、寻找参考点等。

“轴”表示驱动的工艺对象。“轴”工艺对象是用户程序与驱动的接口。工艺对象从用户程序中收到运动控制命令，在运行时执行并监视执行状态。“驱动”表示步进电动机加电源部分或伺服驱动加脉冲接口转换器的机电单元。驱动是由CPU产生脉冲对“轴”工艺对象操作先进控制的。运动控制中必须要对工艺对象进行组态才能应用控制指令块。工艺对象的组态包含三部分，分别如下：

1.参数组态

参数组态主要定义了轴的工程单位（如脉冲数/秒，转/分钟）、软硬件限位、启动/停止速度、参考点定义等。进行参数组态前，需要添加工艺对象。

双击项目树PLC设备下工艺对象的“添加新对象”项，在打开的对话框中点击“轴”按钮，输入数据块编号，定义名称，即可新建一个工艺对象数据块。添加完成后，可以在项目树中看到添加好的工艺对象，双击“组态”项进行参数组态，如图9-29所示。“硬件接口”项中为轴控制选择PTO输出：Pulse1或Pulse2作为脉冲输出；分配的HSC要设置相应的高速计数器的计数类型为“运动轴”。“用户单位”项为系统选择长度单位，包括mm（毫米）、m（米）、in（英寸）、ft（英尺）、Pulse（脉冲数）、°（角度）。

图9-29 设置轴的基本参数

点击图9-29中的“扩展参数”可以来设置驱动器接口、机械、位置限制、动态、紧急斜坡、回原点等扩展参数，如图9-30所示。在“驱动器接口”项中，选择“启用”输出用来设置使能驱动器的输出点；选择“就绪”输入用来设置驱动系统状态正常输入点，当驱动设备正常时会给出一个开关量输出，此信号可接入到CPU中，告知运动控制器驱动器正常。如果驱动不提供这种接口，可将此参数设为“TRUE”。

“机械”组态如图9-30所示，“电机每转的脉冲数”输入电动机旋转一周所需脉冲个数；“电机每转的运载距离”项设置电动机旋转一周生产机械所产生的位移，这里的单位与图9-29中的单位对应；勾选“取反方向信号”可颠倒整个驱动系统的运行方向。

图9-30 设置轴的扩展参数

图9-31 位置限制组态

“位置限制”组态如图9-31所示。其中，勾选“启用硬件限位开关”项使能机械系统的硬件限位功能，在轴到达硬件限位开关时，它将使用急停减速斜坡停车。勾选“启用软件限位开关”项使能机械系统的软件限位功能，此功能通过程序或组态定义系统的极限位置。在轴到达软件限位位置时，激活的运动停止。工艺对象报故障，在故障被确认以后，轴可以恢复在工作范围内的运动。

动态参数组态如图9-32所示。其中，“速度限值的单位”项选择速度限制值单位，包括（转/分钟）和（脉冲/秒）两种；可以定义系统的最大运行速度，系统自动运算以mm（位移单位）/s为单位的最大速度；“启动/停止速度”项定义系统的启动/停止速度，考虑到电机的扭矩等机械特性，其启动/停止速度不能为0，系统自动运算以mm（位移单位）/s为单位的启动/停止速度；可以设置加、减速度和加、减速时间。

图9-32 动态特性组态

紧急斜坡即急停的组态如图9-33所示。其中，“急停减速度”定义从最大速度急停减速到启动/停止速度的减速度；“急停减速时间”定义从最大速度急停减速到启动/停止速度的减速时间。

回参考点组态如图9-34所示。其中，“输入参考点开关”项定义参考点，一般使用数字量输入作为参考点开关。“达到硬件限位开关后允许自动反向运行”项可使能在寻找参考点过程中碰到硬件限位点自动反向，在激活回参考点功能后，轴在碰到参考点之前碰到了硬件限位点。此时系统认为参考点在反方向，会按组态好的斜坡减速曲线停车并反转。若该功能没有被激活并且轴达到硬件限位，则回参考点过程会因为错误被取消，并紧急停止。“逼近方向”项定义在执行寻找参考点的过程中的初始方向，包括正向逼近和负向逼近两种方式。“参考点开关”项定义使用参考点（左边沿）或（右边沿）。“逼近速度”项定义在进入参考点区域时的速度。“减小的速度”项定义进入参考点区域后，到达参考点位置时的速度。“原点位置偏移量”项当参考点开关位置和参考点位置有差别时，在此输入距离参考点的偏移量。轴以到达速度接近零位。在MC_Home语句的“位置”参数指定绝对参考点坐标。“原点位置坐标”项定义参考点坐标，参考点坐标由MC_Home指令块的Position参数确定。

图9-33 紧急斜坡组态

图9-34 回原点组态

2.控制面板

编程软件提供了控制面板以调试驱动设备、测试轴和驱动功能，控制面板允许用户在手动方式下实现参考点定位、绝对位置、相对位置、点动等功能。(https://www.chuimin.cn)

在项目视图中打开已添加的工艺对象，双击“调试”项打开调试控制面板，如图9-35所示，可以选择手动控制或自动控制。手动控制时需要将指令块MC_POWER的使能端复位，否则无法切换到手动调试模式。在“手动控制”模式中，控制面板有控制轴和驱动功能的优先权，用户程序对轴不起作用。单击“自动模式”结束“手动模式”模式。控制优先权再一次传给控制器。通过运动控制指令块MC_Power的输入参数Enable端上升沿重新使能轴。通过“启用”和“禁用”按钮能够选择是否激活电动机，选择手动模式后，需要单击“启用”按钮激活电动机才能进行后续操作。

图9-35 调试控制面板

“命令”项可选择如何驱动电动机，包括点动控制、位置控制、寻找参考点等。点动控制操作设置点动速度、点动时的加速度/减速度以及向后点动、向前点动、停止等。定位操作设置目标位置/距离、运行速度、加速度/减速度、绝对位移、相对位移和停止等。回原点操作设置原点坐标、回原点时的加速度/减速度，将Home Position中的数值设为原点坐标，执行回原点功能以及停止回原点功能等。

轴状态显示轴已启用、已回原点、驱动器准备就绪等信息。此参数需要在前面的组态中定义才会显示实际状态。实际值包括当前位置和当前速度两个数值。出现故障后，单击“确认”按钮进行确认。

在手动模式下，错误显示信息栏会显示最近发生的错误。若要清除错误，单击状态显示栏中的确认按钮进行复位。

3.诊断面板

无论在“手动控制”模式或“自动控制”模式中都可通过在线方式查看诊断面板，诊断面板用于显示轴的关键位置和错误信息。

在项目树视图中打开已添加的“轴”工艺对象，双击“诊断”项可以打开图9-36所示的诊断面板，它包括了状态显示、驱动状态、运动状态、运动类型以及错误状态位等。