中達電通股份有限公司PLC產品處                 趙越錦

                                                                    Zao Jinyue

 

摘  要：本文簡述台達DVP20PM運動控製型PLC的硬件及軟件結構，並介紹在應用中的方法及特點。

關鍵詞：PLC  運動控製  邏輯控製  數控係統  CAM  插補運算

 

    隨著自動化設備對控製的高精度、高響應性需求的不斷增加
，自動化控製技術不斷提高，精確的高速定位控製得到廣泛應用，PLC這一工業控製產品也從早期的邏輯控製領域不斷擴展到運動控製領域，實現了以往PLC無法完成的運動控製功能。

    在(zai)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)中(zhong)大(da)多(duo)數(shu)采(cai)用(yong)我(wo)們(men)熟(shu)悉(xi)的(de)數(shu)控(kong)係(xi)統(tong)或(huo)者(zhe)是(shi)計(ji)算(suan)機(ji)運(yun)動(dong)板(ban)卡(ka)來(lai)完(wan)成(cheng)，雖(sui)然(ran)作(zuo)為(wei)專(zhuan)門(men)的(de)產(chan)品(pin)能(neng)夠(gou)實(shi)現(xian)複(fu)雜(za)的(de)運(yun)動(dong)軌(gui)跡(ji)控(kong)製(zhi)
，但(dan)同(tong)時(shi)要(yao)完(wan)成(cheng)一(yi)些(xie)邏(luo)輯(ji)動(dong)作(zuo)的(de)控(kong)製(zhi)就(jiu)不(bu)如(ru)PLC靈活方便。台達DVP20PM係列PLC高速定位、雙軸線性及圓弧插補多功能可編程控製器

，結合了PLC邏輯動作控製和數控係統運動控製的各自優點
，在功能上滿足雙軸插補的高速定位需求。

    DVP20PM是台達運動控製型PLC。DVP20PM通過前後兩個擴展口既可作為PLC主機執行也可作為EH2型主機的擴展模塊使用，具有X0-X7、Y0-Y7數字量輸入輸出各八點，並配置了手搖輪
、零點信號
、原點信號、極限信號、啟動、停止等各種信號接口滿足應用需求。

DVP20PM主機包含64K超大程序容量內存（Flash），可支持100段運動程序
，脈衝輸出最高可達500KHz，並具備電子原點返回模式
，支持PLC順序語言及定位語言(G 碼與M碼），下麵先由硬件部分簡單介紹20PM 組成。

DVP20PM電源規格參見表1。

 

表1 電源規格

 

參見圖1，DVP20PM提供的數字量輸入輸出點規格與台達通用PLC規格基本相同，輸入點支持SINK（漏極）和SOURCE（源極）兩種方式

，輸出點也有繼電器輸出和晶體管輸出可選。

              圖1

 

    需要提到的是其在運動控製中的特殊輸入輸出點

，簡述如下：

     START0、START1：啟動輸入

STOP0、STOP1：停止輸入

LSP0/LSN0、LSP1/LSN1：右極限輸入/左極限輸入

A0+、A0-、A1+、A1-：手搖輪A相脈波輸入+,-（差動信號輸入）

B0+、B0-
、B1+、B1-：手搖輪B相脈波輸入+,-（差動信號輸入）

PG0+
、PG0-
、PG1+、PG1-：零點訊號輸入+,- (差動信號輸入)

DOG0、DOG1：原點回歸的近點信號輸入或多段運動的啟動信號

CLR0+、CLR0-、CLR1+、CLR1-：清除信號（Servo驅動器內部偏差計數器清除信號）

FP0+

、FP0-、FP1+
、FP1-：脈衝輸出端口

RP0+、RP0-

、RP1+、RP1-：脈衝輸出端口

    （注：0表示第一軸，1表示第二軸，如START0表示啟動第一軸
，START1表示啟動第二軸

，其他信號依次類推）

    從端子分布可以看到，除了常用的極限和啟動停止信號外，配置了過零脈衝PG和(he)手(shou)搖(yao)輪(lun)功(gong)能(neng)輸(shu)入(ru)端(duan)，手(shou)搖(yao)輪(lun)是(shi)機(ji)床(chuang)應(ying)用(yong)中(zhong)常(chang)用(yong)而(er)必(bi)備(bei)功(gong)能(neng)
，而(er)利(li)用(yong)過(guo)零(ling)信(xin)號(hao)在(zai)精(jing)確(que)控(kong)製(zhi)場(chang)合(he)往(wang)往(wang)會(hui)用(yong)到(dao)，當(dang)然(ran)更(geng)不(bu)用(yong)說(shuo)定(ding)位(wei)控(kong)製(zhi)中(zhong)都(dou)會(hui)用(yong)到(dao)的(de)DOG原點信號。

一般I/O點配線就不再贅言了，可以關注一下PLC比較少用到的差分輸入輸出方式
，在信號中有一部分是這樣的

，一定要注意否則將不能正確完成，參見圖2
、圖3。

 

 

由於20PM主機結合了PLC順序邏輯控製及雙軸插補定位控製的功能
，因此在程序架構上主要分為O100主程序
、Ox運動子程序及Pn子程序等三大類
，結合了基本指令、應用指令、運動指令及G Code指令，使程序設計更多元化，結構更清晰；程序采用PMSOFT軟件進行編輯，參見圖4。

                    圖4 程序設計界麵

 

    （1）主程序。主程序以O100作為起始標記

，M102作為結束標記，是PLC順序控製程序

，主要為控製主機動作執行
，在O100主程序區域中，可以使用基本指令及應用指令
，或在程序中啟動Ox0~Ox99運動子程序及調用Pn子程序。主要提供主控製程序的建立，以及運動子程序的設定及啟動控製。

    （3）運動子程序。Ox0～Ox99運動子程序為運動控製程序，主要為控製20PM係列主機進行X-Y軸雙軸運動之子程序，於Ox0～Ox99運動子程序區段中，有支持基本指令、應用指令、運動指令及G碼指令
，並在程序中可規劃呼叫Pn指針子程序，通過PLC提供的內部特D特M進行子程序的控製。主要提供運動子程序的建立，以及運動子程序的運動控製，在架構上可算是20PM的運動指令及G碼指令規劃區域。

（4）       子程序。這裏所說的子程序是指以Pn開頭的一般用子程序
，主要是被O100主程序及Ox運動子程序調用的子程序。如在O100主程序調用Pn指針
，則Pn指針子程序支持基本指令及應用指令
；若在Ox0 ~ Ox99運動子程序中調用Pn指針時

，則Pn指針子程序區段可支持基本指令、應用指令、運動指令及G碼指令。

    與台達PLC的WPLSoft軟件相似，DVP20PM的編程軟件PMSOFT按照IEC61131標準設計，具有梯形圖和語句表兩種編程方式，且具有G碼彙入
、錯誤提示、區段注釋、裝置注釋、標尺
、完善的監控窗口、運(yun)動(dong)指(zhi)令(ling)追(zhui)蹤(zong)等(deng)便(bian)利(li)工(gong)具(ju)提(ti)供(gong)給(gei)用(yong)戶(hu)，特(te)別(bie)值(zhi)得(de)一(yi)提(ti)的(de)是(shi)該(gai)軟(ruan)件(jian)具(ju)有(you)運(yun)動(dong)軌(gui)跡(ji)仿(fang)真(zhen)功(gong)能(neng)，當(dang)您(nin)編(bian)輯(ji)好(hao)程(cheng)序(xu)後(hou)可(ke)利(li)用(yong)此(ci)功(gong)能(neng)對(dui)加(jia)工(gong)軌(gui)跡(ji)進(jin)行(xing)模(mo)擬(ni)演(yan)示(shi)
，參(can)見(jian)圖(tu)5。

    為方便切換階梯窗口，隻要點選係統信息列中的樹枝狀對應的程序編號
，自動切換對應的程序編輯窗口，在PMSoft編輯環境中同時隻能有一個階梯圖窗口
，這是為了在龐大複雜程序中找尋程序方便，同時將主程序、運動子程序
、一般子程序這三種程序模塊化處理，O100主程序隻有一個編輯窗口，Oxn運動程序有100個編輯窗口，Pm子程序有256個編輯窗口，總共有357個窗口，每個窗口未編輯都有10 network。程cheng序xu編bian輯ji由you網wang絡luo區qu段duan組zu成cheng，每mei個ge網wang絡luo區qu段duan是shi由you輸shu入ru與yu輸shu出chu編bian輯ji區qu域yu所suo組zu成cheng，在zai編bian輯ji過guo程cheng中zhong，自zi動dong產chan生sheng邏luo輯ji結jie構gou正zheng確que的de階jie梯ti圖tu
，使shi用yong者zhe無wu須xu再zai做zuo額e外wai補bu線xian的de動dong作zuo
，網wang絡luo區qu段duan編bian輯ji並bing具ju有you錯cuo誤wu提ti示shi功gong能neng。

                       圖5 梯形圖編程界麵