PLC的虚拟轴是什么看一个PLC是几轴的意思?

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PLC中DI是数字量输入,DO是数字量输出需要满足的条件输入,满足条件的动作输出如果动作器件工作电压是直流24V直接接,如果动作器件是其他工作电壓等级要加中间继电器

您好,能否举个例子画个图我参考一下谢谢

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本发明涉及一种基于软PLC和EtherCAT总线的DELTA2機器人控制系统适用于机械领域。

目前国内外大部分运动控制器均采用基于DSP和FPGA的多轴运动控制卡方式其一般带有PCI接口,集成于PC的PCI插槽但其系统布线复杂、可靠性差,可以控制的轴数有限且技术封闭、拓展性差、价格昂贵,不易和工厂其他设备集成在一个控制系统中

软PLC是集控制、人机界面、数据处理、通讯功能等集成于一台PC的解决方案。随着PC机性能的不断提升数值计算、程序运行和逻辑处理能力夶幅度提高。目前各大厂商都不断致力于把传统的硬PLC移植到PC平台上通过不断的实践这种软PLC技术已经日趋成熟。例如西门子公司的WinAC、亚控嘚KinACT, 3S公司的Codesys、然而这些公司的软PLC控制方案应用范围还不太广泛,应用案例不多实时性和稳定性得不到保证。德国的倍福公司在基于实时鉯太网EtherCAT的基础上开发了一系列的软PLC集成方案,其应用结构简单、实时性高、开发调试方便因此,本文作者选用了倍福的的TwinCAT控制平台进荇了相关研究该平台将修改了Windows的内核结构,结合倍福公司的EtherCAT技术能够实现多达256轴的实时运动控制。

EtherCAT技术是德国倍福公司提出的一种新型实时工业以太网总线其网络拓扑结构简单灵活,具有分布时钟的精确校准100 Mb/s的传输速率,是目前最安全、可靠、高效的总线之一特別适合那些快速而高性能的机械控制系统。EtherCAT技术的使用保证了软PLC的控制指令有效快速地传递到下位机执行同时下位机接收的反馈信息也鈳以及时地传送到上位机进行处理。

本发明提出了一种基于软PLC和EtherCAT总线的DELTA2机器人控制系统通讯总线采用分布式时钟技术,使用标准以太网協议无需专用网卡,便能够实现多轴精确同步控制适合高速机器人的高精度伺服控制。

本发明所采用的技术方案是

所述软PLC可以分为開发系统和运行系统两部分。开发系统和运行系统是客户/服务模式上下间通过C-OM/DCOM模式通讯,运行环境作为服务器提供了标准通信接口开發环境作为C-OM客户端应用,可以访存问这些接口后进行操作

所述运行系统是软PLC的核心部分,是连接开发系统和具体硬件的枢纽它通常包括虚拟机、I/O驱动程序、OPC服务程序等模块。虚拟机解释执行由开发系统生成的目标代码调取命令区的控制指令,代码区执行目标代码通过I/O驅动模块进行数据的输入输出处理通过状态描述区可查看虚拟机运行状态。I/O口采用标准的OPC接口OPC包括了一套接口、属性和方法的标准集,过程中无论是什么看一个PLC是几轴的软件或设备OPC都可以为控制设备间通信提供公共接口。例如通过OPC接口与SCADA相连实现监控功能

所述整个控制系统采用一台普通的工控机作为上位机硬件平台,使用倍福的TwinCAT作为软件控制平台该平台主要完成系统管理、插补运算、运动学与动仂学计算、机器人逻辑控制等任务。TwinCAT开发环境分为两部分System Manager主要完成整个系统设置和I/O硬件的配置,而逻辑程序的编写和调试都在PLC Conltrol中进行。此外运用PTP的电子凸轮功能控制机器人机械手臂提高了机械手臂的速度和柔性。

所述上位机与下位机下位机内部之间采用级连方式连接,物理连接介质使用普通网线或光纤即可DELTA2机器人采用2台倍福EtherCAT伺服电机经蜗轮蜗杆减速器减速后驱动机械臂运动。在两台伺服电机轴上咹装有12位的绝对式编码器通过倍福EtherCAT端子模块EL5001直接连接增量式编码器SSI接口。SSI接口电路产生一个脉冲信号来读取数据并将数据流提供给控淛器。这样整个系统构成一个半闭环的控制系统由于整个控制系统采用了EtherCAT的通讯方式,一跟网线一网到底简化了布线和调试工作,节渻很多空间降低了系统成本。

本发明的有益效果是:该控制系统开放性好、硬件结构简单、可移植性高大大缩短了工业机器人研发的周期。

图1是本发明的软PLC体系结构

图2是本发明的基于IEC61131-3标准软件模型。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明

如图1,软PLC可以分为开發系统和运行系统两部分开发系统和运行系统是客户/服务模式,上下间通过C-OM/DCOM模式通讯运行环境作为服务器提供了标准通信接口。开发環境作为C-OM客户端应用可以访存问这些接口后进行操作。

Block)以及功能(Function)等和它们之间的关系将一个复杂的项目分成若干独立的单元,每个单え下又有单元

运行系统是软PLC的核心部分,是连接开发系统和具体硬件的枢纽它通常包括虚拟机、I/O驱动程序、OPC服务程序等模块。虚拟机解释执行由开发系统生成的目标代码调取命令区的控制指令,代码区执行目标代码通过I/O驱动模块进行数据的输入输出处理通过状态描述区可查看虚拟机运行状态。I/O口采用标准的OPC接口OPC包括了一套接口、属性和方法的标准集,过程中无论是什么看一个PLC是几轴的软件或设备OPC都可以为控制设备间通信提供公共接口。例如通过OPC接口与SCADA相连实现监控功能

软PLC将本来有DSP或者FPGA完成的功能全部集成到了计算机中处理,洇此对于信号传输的实时性要求较高所以必须运行在实时系统上。

整个控制系统采用一台普通的工控机作为上位机硬件平台使用倍福嘚TwinCAT作为软件控制平台,该平台主要完成系统管理、插补运算、运动学与动力学计算、机器人逻辑控制等任务TwinCAT开发环境分为两部分,System Manager主要唍成整个系统设置和I/O硬件的配置而逻辑程序的编写和调试,都在PLC Conltrol中进行此外运用PTP的电子凸轮功能控制机器人机械手臂,提高了机械手臂的速度和柔性

上位机与下位机,下位机内部之间采用级连方式连接物理连接介质使用普通网线或光纤即可。DELTA2机器人采用2台倍福EtherCAT伺服電机经蜗轮蜗杆减速器减速后驱动机械臂运动在两台伺服电机轴上安装有12位的绝对式编码器,通过倍福EtherCAT端子模块EL5001直接连接增量式编码器SSI接口SSI接口电路产生一个脉冲信号来读取数据,并将数据流提供给控制器这样整个系统构成一个半闭环的控制系统。由于整个控制系统采用了EtherCAT的通讯方式一跟网线一网到底,简化了布线和调试工作节省很多空间,降低了系统成本

在整个系统的设计当中,轨迹规划和運动插补计算都在上位机的软PLC中进行计算结果在上位机转换为数字信号通过太网EtherCAT总线实时传输到下位机的伺服驱动器从而控制两个伺服電机联动,上位机控制单元每次根据编码器反馈的信息调整插补指令控制机械臂运动。

DELTA2机器人的上位机控制程序主要分为三部分:(1)在TwinCAT System Manager里配置各个伺服轴的参数、虚拟一根时间轴作为主轴和两根NC轴作为从轴、绘制凸轮曲线表、加载PLC程序;(2)在TwinCAT PLC Control里编写控制程序包括主从轴的启動、使能、停止、点动,以及调用凸轮表、凸轮的祸合与解祸5} } (3 )基于ADS通讯通过TwinCAT提供的通讯连接库文件,在Visual Studio软件中用C#编写机器人的控制界面

凸轮表有关键点模式和描点模式,前者可以指定关键点的主从轴位置并且可以自己定义相邻两点的差值方式而后者仅仅指定每个点的主从位置,两相邻点之间为直线插值因此选用描点方式的凸轮表,位置点必须很密集这里使用关键点模式绘制凸轮表,在DELTA2的工作空间Φ选取8个关键点经过运动学逆解得到相应的关节空间点后插人表格中。

TwinCAT PLC Control主要完成逻辑程序的编写和调试PLC程序主要分为三部分,PLC轴配置模块、PLC轴控制模块和参数读取模块其中配置模块主要实现各轴的使能和凸轮表的祸合功能。控制模块有匀速运动、主从轴的点动、绝对運动、相对运动及急停等功能参数读取模块主要是读取运行轴的主要参数及系统运行信息。

ADS通信是BECKHOFF公司定义的一种协议用于TwinCAT设备间的非周期性的通讯。在VisualStudi通过编写C#程序调用twincat.ads库对PLC中的变量进行连接和修改,在Winform上设计一个控制界面

意思就是可以有500个定位数据块鈳以做500段不同的定位功能,包括速度、位置及M代码

有点听不懂啊。什么看一个PLC是几轴的叫500段不同的定位功能?

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一走一停算一段,可以有500个数据

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