问题:
Easy Motion Control V2.0 如何使用 CPU 314C 的“板载”I/O?n
解答:
Easy Motion Control 的 V2.0 中提供有两个新的驱动块:n
- 输入驱动 EncoderCPU314C (FB28)n
- 输出驱动 OutputCPU314C (FB34)。
两个块都是专门为使用 CPU 314C 的“板载”I/O 而设计的。它们可以用于 CPU 314C 的下列版本以及更高版本:n
- CPU 314C-2 PtP:6ES7314-6BF01-0AB0,
E 版本:01,固件版本:V2.0.0 - CPU 314C-2 DP:6ES7314-6CF01-0AB0,
E 版本:01,固件版本:V2.0.0
这些版本允许您将 CPU 314C 的 4 个计数器和 2 个模拟输出端与 Easy Motion Control 同时使用。n
通过使用带有相关驱动程序的两个外部模拟输出端,您还可以使用计数器 2 和 3 并通过 Easy Motion Control 最多定位 4 个轴。n
请注意:
- CPU STOP / HALT
输入驱动仅使用 CPU 314C 的工艺功能“Counter”用于捕获编码器值。CPU 被复位至 CPU 操作状态 STOP (例如通过开关) 和 HALT (例如通过在测试模式到达一个停止点)。转换到 RUN 后,必须重新激活计数功能,并且重新从数值 0 开始计数。
这意味着从 Easy Motion Control 的角度看,每次从 HALT/STOP 转换到 RUN 后,必须初始化这些块,并且随后必须参考相关的轴。 - 最大速度
可以捕获的轴的最大速度取决于编码器的分辨率和所用 CPU 314C 的输入端可以捕获的最大频率。可根据下列公式计算:
umax = 60000 * fmax / Inc
fmax : 计数器的最大频率 kHzInc: 编码器每转的增量数
umax: 可捕获的最大速度 rpm
60000: 转换因子
例子:
例如编码器直接连接到电机上,每个输入有 2500 个增量,每转将捕获 2500 个脉冲。按照上面给出的公式,当输入限制频率为 60 kHz 时,可以得到的最大速度为 24 rps 或 1440 rpm。 n采取必要的措施确保不超过该速度,否则可能会出现脉冲丢失和闭环位置控制问题。n
输入端的最大计数频率取决于 CPU。更多关于 Compact CPU 工艺功能的信息可参阅手册“S7-300 Automation System CPU 31xC Technological Functions”(S7-300 自动化系统 CPU 31xC 工艺功能),条目号为 12429336。
选择硬件时需注意哪些事项?
- 编码器:
24V 增量编码器有两个 90°度轨迹相位偏移量 (旋转位置变送器),用于捕获实际位置值 (没有零标记)。n - 驱动器:
可以连接一个带有“-/+ 10V”输入接口的驱动器。n - 接线:
下列参数描述和样例程序的基础是,通过 CPU 的计数器 0 连接一个编码器,通过 CPU 的模拟输出 0 连接一台驱动器。
欲了解如何将编码器和驱动器连接到 CPU 的信息,请参考编码器和 CPU314C 的文档:“S7-300 Automation System, CPU data, CPUs 312C to 314C-2DP/PtP”(S7-300 自动化系统,CPU 数据,CPU 312C 至 314C-2DP/PtP) 和/或“CPU 31xC Technological Functions”(CPU 31xC 工艺功能)。
操作步骤:
硬件组态
在硬件组态中组态 CPU 314C。图 1 显示了用于分配 CPU 参数及其 I/O 的对话窗。n
图 1:硬件组态 ( 155 KB ) n
通过双击 Count 打开其属性对话框,输入 Counter 的参数 (槽 2.4)。
选择“Chael 0”并将工作模式从“Not configured”变更为“Count continuously”(图 2)。n
图 2: 属性对话框n
显示一个附加的“Count”选项卡。该选项卡用于分配计数功能的参数 (图 3)。
按照您的编码器设置“Input - Signal evaluation”(例如“Rotary encoder quadruple”),否则就接受缺省值。n
图 3:分配计数功能的参数n
点击“OK”保存您的输入,并返硬件组态中的 CPU 参数设置 (见上面内容)。n
要分配 analog output (模拟输出) 的参数 (图 4),双击 AI5/AO2 (槽 2.3)。
激活 analog output 0 并通过选择下面的选项进行参数设置:n
- 输出类型“V voltage”和
- 输出范围“+/- 10 V”n
图 4:分配模拟输出的参数n
点击“OK”返回 CPU 参数设置。n
保存和编译硬件组态。然后将硬件组态装载到 CPU 中。n
用户程序:
Easy Motion Control 的数据库是您使用 Easy Motion Control 的参数设置软件为每个轴创建并填写的轴数据块“DB_Axis”。您用于定位一个轴的所有 Easy Motion Control 块通过“Axis”参数准确地与那个轴块相连接。n
Easy Motion Control 的闭环位置控制器基于一个固定的闭环位置控制周期,要求尽可能以该周期的节奏读取输入数据 (实际位置值)。在 CPU 314C 上,在时间中断 OB 35 中调用运动控制用户程序, 通过调用时间给定闭环位置控制的周期 (推荐取值 >= 10 ms)。
关于程序结构的更多详情位于 Easy Motion Control 文档中,条目号:8253632。
运动控制:
如文档中所述,在输入和输出驱动“之间”调用 Easy Motion Control 中用于定位轴的块。
程序扩展:
如果另外需要定位一个其它的轴,则必须激活合适的硬件资源 (例如 Counter 1 和 Analog output 1)、 为其分配参数以及进行连接。相应地在 OB35 中调用另外的输入和输出驱动。使用 Easy Motion Control 的参数分配工具创建另一个轴数据块并设置参数。
应当在时间中断块 (闭环位置控制周期) 的开头调用两个轴的输入驱动。在 OB 的末尾调用输出驱动。
样例程序:
下列程序的 I/O 地址符合上述硬件组态,并参考 CPU 314C 的 Counter 0 和 Analog output chael 0。
在块调用中,只列出那些业已激活的参数。您可以连接所有其它参数以便适应需求。
样例程序 (12 KB)
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