6ES7521-1BH50-0AA0
工作速度是指PLC的CPU執(zhí)行指令的速度及對(duì)急需處理的輸入信號(hào)的響應(yīng)速度。工作速度是PLC工作的基礎(chǔ)。速度高了,才可能通過(guò)運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)控制,才可能不斷擴(kuò)大控制規(guī)模,才可能發(fā)揮PLC的多種多樣的作用。
PLC的指令是很多的。不同的PLC。指令的條數(shù)也不同。少的幾十條,多的幾百條。指令不同,執(zhí)行的時(shí)間也不同。但各種PLC總有一些基本指令,而且各種的PLC都有這些基本指令,故常以執(zhí)行一條基本指令的時(shí)間來(lái)衡量這個(gè)速度。這個(gè)時(shí)間當(dāng)然越短越好,已從微秒級(jí)縮短到零點(diǎn)微秒級(jí)。并隨著微處理器技術(shù)的進(jìn)步,這個(gè)時(shí)間還在縮短。
執(zhí)行時(shí)間短可加快PLC對(duì)一般輸入信號(hào)的響應(yīng)速度。從討論P(yáng)LC的工作原理知,從對(duì)PLC加入輸入信號(hào),到PLC產(chǎn)生輸號(hào)的響應(yīng)。不理想時(shí),還要多延長(zhǎng)一個(gè)周期。當(dāng)輸入信號(hào)送入PLC時(shí),PLC的輸入刷新正好結(jié)束,就是這種情況。這時(shí),要多等待一個(gè)周期,PLC的輸入映射區(qū)才能接受到這個(gè)新的輸入信號(hào)。對(duì)一般的輸入信號(hào),這個(gè)延遲雖可以接受,但對(duì)急需響應(yīng)的輸入信號(hào),就不能接受了。對(duì)急需處理的輸人信號(hào)延遲多長(zhǎng)時(shí)間PLC能予以響應(yīng),要另作要求。
為了處理急需響應(yīng)的輸入信號(hào),PLC有種種措施。不同的PLC措施也不完全相同,提高響應(yīng)速度的效果也不同。一般的作法是采用輸入中斷,然后再輸出即時(shí)刷新,即中斷程序運(yùn)行后,有關(guān)的輸出點(diǎn)立即刷新,而不等到整個(gè)程序運(yùn)行結(jié)束后再刷新。
這個(gè)效果可從兩個(gè)方面來(lái)衡量：一是能否對(duì)幾個(gè)輸入信號(hào)作快速響應(yīng)；二是快速響應(yīng)的速度有多快。多數(shù)PLC都可對(duì)一個(gè)或多個(gè)輸入點(diǎn)作快速響應(yīng),快速響應(yīng)時(shí)間僅幾個(gè)毫秒。性能高的,大型的PLC響應(yīng)點(diǎn)數(shù)更多。
工作速度關(guān)系到PLC對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)速度,是PLC對(duì)系統(tǒng)控制是否及時(shí)的前提?？刂撇患皶r(shí),就不可能準(zhǔn)確與可靠,特別是對(duì)一些需作快速響應(yīng)的系統(tǒng)。這就是把工作速度作為PLC指標(biāo)的原因。
下面來(lái)介紹IM153的指示燈狀態(tài)信息和它的讀取方法：
1. 指示燈狀態(tài)
西門(mén)子PLC的分布式I/O接口模塊IM153的指示燈通常有以下幾種：
（1）SF表示組錯(cuò)誤，即通訊過(guò)程中存在系統(tǒng)硬件問(wèn)題；
（2）BF1/BF2表示PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)通訊故障；
（3）ACT表示當(dāng)前IM153模塊處于激活狀態(tài)；
2. 信息讀取方法
如果用戶(hù)需要在控制系統(tǒng)中獲取IM153模塊的指示燈信息，需要使用編程軟件進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。例如：如果用戶(hù)的控制系統(tǒng)使用西門(mén)子PLC S7-300系列，則通過(guò)編程軟件STEP7調(diào)用系統(tǒng)功能塊SFC13-“DPNRM_DG”來(lái)實(shí)現(xiàn)。在調(diào)用的功能塊中用戶(hù)需要填寫(xiě)IM153的診斷地址，就可以查詢(xún)到返回IM153的完整診斷信息。用戶(hù)在調(diào)用功能塊時(shí)，需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)度大于97個(gè)字節(jié)的DB塊，用來(lái)保存狀態(tài)信息。
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同步運(yùn)動(dòng)
當(dāng)同步軸同步為主值后，“同步”狀態(tài)通過(guò)參數(shù)“"MC_GearIn.InGear" =
TRUE”顯示，還會(huì)顯示在 <TO>.StatusWord.X22 (Synchronous) 工藝對(duì)象的變量中。
跟隨軸按照傳動(dòng)比跟隨引導(dǎo)軸的動(dòng)態(tài)值。
在跟隨軸上組態(tài)的動(dòng)態(tài)限值將不會(huì)再在“同步”狀態(tài)下生效。
輸出到驅(qū)動(dòng)器的速度設(shè)定值為驅(qū)動(dòng)器的已組態(tài)速度
(<TO>.Actor.DriveParameter.MaxSpeed)。
如果跟隨軸無(wú)法跟隨主值，則跟隨誤差會(huì)到跟隨誤差。
齒輪傳動(dòng)的響應(yīng)特性表示為主值和從值之間的線(xiàn)性關(guān)系。
g 傳動(dòng)比（變換比）
φ 同步操作中主值和從值之間的位置偏移
同步過(guò)產(chǎn)生位置偏移，此后該值保持恒定。
可根據(jù)以下公式計(jì)算從值：
從值 = g × 主值 + φ
基本知識(shí)
3.19 同步操作
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超馳同步操作
同步操作會(huì)被跟隨軸上的運(yùn)動(dòng)控制作業(yè)超馳。
方向
傳動(dòng)比的分子為正數(shù)或負(fù)數(shù)。 這會(huì)如下響應(yīng)：
● 正傳動(dòng)比：
引導(dǎo)軸和跟隨軸同向運(yùn)動(dòng)。
● 負(fù)傳動(dòng)比：
跟隨軸沿與引導(dǎo)軸相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
同步操作回原點(diǎn)
在相對(duì)齒輪傳動(dòng)下不會(huì)補(bǔ)償跟隨軸的位置偏移。
這意味著跟隨軸在同步操作期間回原點(diǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生新的偏移。
跟隨軸回原點(diǎn)的作業(yè)會(huì)超馳同步操作。
注意
驅(qū)動(dòng)器損壞
引導(dǎo)軸在回原點(diǎn)時(shí)，其位置可能會(huì)突然變化。
這種主值跳變會(huì)使跟隨軸的設(shè)定值也發(fā)生跳變。
在考慮傳動(dòng)比的情況下，跟隨軸會(huì)行進(jìn)設(shè)定值的跳變量。
這會(huì)跟隨軸出現(xiàn)急動(dòng)補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)并使驅(qū)動(dòng)器損壞。
如果引導(dǎo)軸需要在同步操作期間回原點(diǎn)，應(yīng)將主值跳變及其對(duì)跟隨軸的影響降至
。
基本知識(shí)
3.19 同步操作
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3.19.3 主值耦合
同步操作的主值由引導(dǎo)軸提供。 主值始終為引導(dǎo)軸的位置設(shè)定值（設(shè)定值耦合）。
跟隨軸可與不同的主值耦合。 任何時(shí)候都只能評(píng)估一個(gè)主值。
可通過(guò)定位軸或同步軸主值。
在用戶(hù)程序中調(diào)用運(yùn)動(dòng)控制指令“MC_GearIn”來(lái)主值。
再次調(diào)用“MC_GearIn”其它引導(dǎo)軸時(shí)，主值會(huì)切換。
下圖顯示了帶有多個(gè)主值的同步軸示例：
以下規(guī)則適用于主值耦合：
● 定位軸和同步軸可以主值。 引導(dǎo)軸可以將主值輸出到多個(gè)跟隨軸。
● 同步軸可與不同的主值互連。
操作期間所需的所有互連都必須在同步軸工藝對(duì)象的組態(tài)期間設(shè)置。
● 任何時(shí)候都只能評(píng)估一個(gè)主值。
基本知識(shí)
3.19 同步操作
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● 無(wú)法進(jìn)行遞歸互連。 引導(dǎo)軸無(wú)法作為跟隨軸與自身主值互連。
以下示例顯示了不允許進(jìn)行的遞歸互連：
以下互連在 TIA Portal 中組態(tài)：
互連 軸 1 軸 2
A 軸 1 可以是軸 2 的引導(dǎo)軸 引導(dǎo)軸 → 跟隨軸
B 軸 2 可以是軸 1 的引導(dǎo)軸 跟隨軸 ← 引導(dǎo)軸
使用運(yùn)動(dòng)控制指令“MC_GearIn”啟用互連 A 或互連 B。互連 A 和互連 B
不能同時(shí)啟用，因?yàn)檫@會(huì)產(chǎn)生遞歸互連。
說(shuō)明
耦合主值和從值時(shí)，不會(huì)轉(zhuǎn)換為相關(guān)的已組態(tài)用戶(hù)單位。
例如，如果引導(dǎo)軸為直線(xiàn)軸（毫米），跟隨軸為軸（度），則在同步操作期間不會(huì)轉(zhuǎn)
換單位。 如果引導(dǎo)軸 10 mm，跟隨軸會(huì)以 1:1 的傳動(dòng)比 10°。
3.19.4 變量
以下工藝對(duì)象變量與同步操作相關(guān)：
狀態(tài)指示器
<TO>.StatusSynchronizedMotion.ActualMaster 如果“MC_GearIn”作業(yè)已啟動(dòng)，則會(huì)顯示當(dāng)前使用的引
導(dǎo)軸的工藝數(shù)據(jù)塊的編號(hào)。
“ActiveMaster”= 0 時(shí)禁用同步操作
<TO>.StatusWord.X21 (Synchronizing) 當(dāng)同步軸同步為主值后，該值設(shè)置為 TRUE。
<TO>.StatusWord.X22 (Synchronous) 當(dāng)同步軸與引導(dǎo)軸同步，并與引導(dǎo)軸同步時(shí)，該值
設(shè)置為 TRUE。
<TO>.ErrorWord.X14 (SynchronousError) 同步操作期間出錯(cuò)
運(yùn)動(dòng)控制指令“MC_GearIn”中的引導(dǎo)軸未組態(tài)為可
能的引導(dǎo)軸。
基本知識(shí)
3.20 操作順序
S7-1500 Motion Control V13 Update 3
功能手冊(cè), 07/2014, A5E03879260-AC 85
3.20 操作順序
3.20.1 用于運(yùn)動(dòng)控制的組織塊
說(shuō)明
創(chuàng)建工藝對(duì)象時(shí)，會(huì)自動(dòng)地創(chuàng)建用于執(zhí)行工藝對(duì)象的組織塊。
工藝對(duì)象的運(yùn)動(dòng)控制功能可創(chuàng)建自己的執(zhí)行級(jí)別，并根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用循環(huán)進(jìn)行調(diào)用。
創(chuàng)建下列塊：
● MC-Servo [OB91]
位置控制器的計(jì)算
● MC-Interpolator [OB92]
評(píng)估運(yùn)動(dòng)控制指令、生成設(shè)定值和監(jiān)控功能
組織塊保護(hù)（專(zhuān)有知識(shí)保護(hù)）。 無(wú)法查看或更改程序代碼。
2 個(gè)組織塊彼此之間出現(xiàn)的關(guān)系始終為 1:1。 MC-Servo [OB91] 總是在 MC?Interpolator [OB92] 之前執(zhí)行。
可以根據(jù)控制和負(fù)載的需求，設(shè)定組織塊的應(yīng)用循環(huán)和優(yōu)先級(jí)。
基本知識(shí)
3.20 操作順序
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應(yīng)用循環(huán)
可以在組織塊屬性中的“常規(guī) > 循環(huán)時(shí)間”(General > Cycle Time)
下設(shè)置應(yīng)用循環(huán)，以在其中調(diào)用 MC-Servo [OB91]：
● 與總線(xiàn)同步
MC-Servo [OB91]
可通過(guò)總線(xiàn)同步調(diào)用或以按一定比例的總線(xiàn)發(fā)送時(shí)鐘調(diào)用。
可以在所選總線(xiàn)的屬性中設(shè)置發(fā)送時(shí)鐘。 在“分布式 I/O”(Distributed I/O)
下拉列表中，可選擇下列總線(xiàn)：
– 等時(shí)同步 PROFIBUS DP
– 等時(shí)同步 PROFINET IO
無(wú)法使用通過(guò)通信處理器/通信模塊 (CP/CM) 連接到 CPU 的總線(xiàn)同步調(diào)用 MC?Servo [OB91]。
● 周期性
MC-Servo [OB91] 以的應(yīng)用循環(huán)周期性調(diào)用。
所選的應(yīng)用循環(huán)時(shí)間必須足夠長(zhǎng)，才能在一個(gè)循環(huán)中處理工藝對(duì)象。
如果工藝對(duì)象的處理時(shí)間長(zhǎng)于應(yīng)用循環(huán)，則將發(fā)生溢出 (頁(yè) 88)。
可使用擴(kuò)展指令“RT_INFO”檢查 MC-Servo [OB91] 和 MC-Interpolator [OB92]
的運(yùn)行時(shí)間。
時(shí)鐘縮短（CPU V1.5 及更高版本）
根據(jù)等時(shí)同步 PROFINET IO 的發(fā)送時(shí)鐘，可縮短 MC-Servo [OB91] 的應(yīng)用循環(huán)。
可將發(fā)送時(shí)鐘的整數(shù)倍設(shè)置為系數(shù)。 應(yīng)用循環(huán)的值可以是發(fā)送時(shí)鐘（
32 ms）的 14 倍。
如果通過(guò)同一個(gè) PROFINET IO 同步調(diào)用等時(shí)中斷 OB 和 MC-Servo
[OB91]，則為兩個(gè)組織塊設(shè)置相同的應(yīng)用循環(huán)
PLC通過(guò)PROFINET與V90 PN伺服驅(qū)動(dòng)器搭配進(jìn)行位置控制，使用V90 PN的其本定位功能(EPOS)時(shí)，需要使用調(diào)試軟件V-Assistant對(duì)V90 PN進(jìn)行項(xiàng)目配置。
1. 設(shè)置控制模式為"基本位置控制(EPOS)"
2. 配置通信報(bào)文為西門(mén)子報(bào)文111
3. 點(diǎn)擊"設(shè)置PROFINET->配置網(wǎng)絡(luò)"，設(shè)置V90的IP地址及設(shè)備名稱(chēng)
注意：設(shè)置的設(shè)備名稱(chēng)一定要與S7-1500項(xiàng)目中配置的相同。
參數(shù)保存后需重啟驅(qū)動(dòng)器才能生效。
4. 設(shè)置機(jī)械結(jié)構(gòu)相關(guān)參數(shù)
需要設(shè)置正確的齒輪比，以及設(shè)置負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)一圈物體移動(dòng)距離所對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度單位(LU)。如果定義1LU對(duì)應(yīng)0.001mm，負(fù)載移動(dòng)一圈長(zhǎng)度為10mm，則此時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)一圈對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度單位為10000LU。
5. 設(shè)置基本定位功能的相關(guān)參數(shù)
