PLCopen技术规范mcpart1v20中1到3章翻译Word文件下载.docx
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这是向前迈进的重要的一步,并且越来越多的被用户及供应商接受。
随着part1的发布,大家认识到需要增加额外的功能。
Part1为一套相互依存的说明书提供了基础:
Part1-PLCopen运动控制功能块
Part2-PLCopen运动控制-扩展,新发布的融合了Part1的2.0
Part3-PLCopen运动控制-用户指南
Part4-PLCopen运动控制-调整运动
Part5-PLCopen运动控制-制导扩展
Part6-PLCopen运动控制-流体动力扩展
随着底层文档Part1的发布—PLCopen运动控制功能块2.0版,Part2—PLCopen运动控制扩展已经被整合到这个基础文档中。
PLCopen运动控制用户指南,Part3,是附加在PLCopen运动控制功能块中的,不能被看做一份单独的文档。
1.1.目标(Objectives)
运动控制功能块适用IEC61131-3语言是因为以下几点考虑:
1.简易—使用方便,面向应用程序的建立者、安装和维修
2.效率—功能块的数量,设计效率(和理解)
3.一致性—遵守IEC61131-3标准
4.普遍性—硬件独立
5.灵活性—软件未来的升级/适用范围
6.完备性—非强制但完备
1.1.1.languagecontextgoals
●关注功能块接口和行为的定义和符合IEC61131-3规格的数据的类型
●这些功能块和数据类型可以在所有的IEC61131-3语言中使用
●这份文档中的例子以文本和图解的IEC61131-3语言的方式给出信息
●功能块中的内容可用任意一种编程语言(例如IEC61131-3ST,C)或者甚至采用固件或硬件来实现。
因此内容不应预计被跨平台移植(固件块不能移植)。
●采用这些功能块和数据类型组成的可重复使用的应用程序简单的使用PLCopen交换标准
●这份说明书应该被看成一份开放的无关硬件的框架。
它基于不同的平台,如完全集成,集中或分布式系统在实现上提供了开放性。
实际功能块的实现其本身已经超出这个标准的范围。
1.1.2.一套功能块的定义
一个基本问题涉及到标准功能块的粒度和模块性。
TheextremesareoneFunctionBlockperaxisversusacommandlevelfunctionality.上述的目标可以很方便的由模块化设计的功能块实现。
模块化创建了一个更高水平的可扩展性,灵活性和可重构性。
可以由此创建大型块(派生功能块),例如:
易于应用程序的构建和浏览的整个轴。
如果可行的话,这里指定的功能块可以以函数的方式实现(例如MC_ReadParameter).
1.1.3.综述定义了的功能块
下面的表格给出了定义了的功能块的概览,分为管理(不是驱动运动)和运动相关的集和。
Administrative
Motion
SingleAxis
MultipleAxis
MultipleAxis
MC_Power
MC_HaltSuperimposed
MC_Home
MC_CamIn
MC_ReadStatus
MC_Stop
MC_CamOut
MC_ReadAxisError
MC_Halt
MC_GearIn
MC_ReadParameter
MC_MoveAbsolute
MC_GearOut
MC_ReadBoolParameter
MC_MoveRelative
MC_GearInPos
MC_WriteParameter
MC_MoveAdditive
MC_PhasingAbsolute
MC_WriteBoolParameter
MC_MoveSuperimposed
MC_PhasingRelative
MC_ReadDigitalInput
MC_MoveVelocity
MC_CombineAxis
MC_ReadDigitalOutput
MC_MoveContinuousAbsolute
MC_WriteDigitalOutput
MC_MoveContinuousRelative
MC_ReadActualPosition
MC_TorqueControl
MC_ReadActualVelocity
MC_PositionProfile
MC_ReadActualTorque
MC_VelocityProfile
MC_ReadAxisInfo
MC_AccelerationProfile
MC_ReadMotionState
MC_SetPosition
MC_SetOverride
MC_TouchProbe
MC_DigitalCamSwitch
MC_Reset
MC_AbortTrigger
表1
1.1.4.Compliance和可移植性
这个工作的目的就是实现按单轴工作的运动控制功能块级的可移植,并且为用户提供这份文档描述的相同的功能,尊重用户的接口,输入/输出变量,参数和使用单位。
在一个应用程序中将不同供应商的MC库相结合的可能性留给系统集成商和最终用户解决。
一个声称符合PLCopen规范的实现应该提供一套(即一个或多个)至少有基本输入和输出变量的运动控制功能块,在本文档的功能块定义中的定义表中以“B”标记。
对于更高级别的系统和未来的扩展,扩展的输入和输出变量的任意子集,在表中以“E”标记的可以被实现。
供应商特定的增加都标记为“V”
为了获取更多符合和使用PLCopen运动控制标志的信息,请参阅附录B:
-Basic输入/输出变量是强制的在表中以字母“B”表示
-Extended输入/输出变量是可选的在表中以字母“E”表示
-VendorSpecificadditions在供应商的遵循文档以“V”表示
允许任何厂商增加厂商特定的参数到文档指定的功能块中任意一个中。
提示:
根据IEC61131-3规则,输入变量可能unconnectedornotparameterizedbytheuser。
在这种情况下,功能块会使用功能块实例先前调用的值或避免使用第一次调用的初始值。
每个功能块的输入都有一个明确的初始值,通常是0.
如果不遵从标准,列在功能块和参数(例如:
velocity。
Accleration,distance等等)中的REAL类型数据在不被看见的情况下被转换成SINT,INT,DINT或者LREAL类型,直到它和整套功能块和参数一致。
实现允许保存和基本数据类型一样长的扩展数据类型。
例如:
WORD会被改为DWORD,而不是REAL。
在本规范新的版本中不再指定的FB和输入可以存放在供应商的系统以保持兼容性,避免现有的FB的不兼容的改变。
1.1.5.名称的长度和缩短它们的方式
有些系统只支持名字中有有限数量的显著特征。
因为这些规则,下面提供了更短的名称。
尽管必须在认证文档中被提及,这些名称仍然被视为标准,
缩短名称的规则表
Command
Cmd
Position
Pos
Velocity
Vel
Acceleration
Acc
Deceleration
Decel
Absolute
Abs
Relative
Rel
Actual
Act
Superimposed
SupImp
Additive
Add
Parameter
Par
Continuous
Cont
GearRatioDenominatorM1
RatioDenM1
GearRatioNumeratorM1
RatioNumM1
生成标准名称例子:
CommandAborted
CmdAborted
MC_MoveContRel
MC_ReadPar
1.1.6.历史
第一份官方发布的Part1产生于2001年11月。
此后从用户和制定者收到了反馈。
在2004年决定发布一份新版本,Part1版本1.1,其中包括规范纳入反馈后造成变化。
这份更新在2005年4月发行。
在2005年9月,第一份官方发布的Part2-Extension发行。
此后,更正和附录被保存为两个部分。
在2008年这个提议被接受以合并part1和part2成为一个新的part1,发布成为版本2.0,就是你现在看到的文档。
基本上这两套功能块已经合并。
此外,一些整体变化已经完成。
这些变化包括(但不仅限于);
●简化的状态图表示和移动过渡指令AO。
●新的输入“ContinuousUpdate”扩展了相关运动有关的功能块的behaviour
●Adopteddescriptionresultinginachangedbehaviouroftheoutput‘Active’
●AbortingmodedeletedinsomeFBs
●ChangesinthemcAbortingenum
●将MC_Phasing和MC_MoveContinuousFB分割为相对和绝对两个版本。
●新的FBMC_ReadMotionState,MC_ReadAxisInfo,MC_CombineAxes和MC_HaltSuperimposed
●对凸轮的描述
●MC_CamTableSelect采用输入“ExecutionMode”扩展了功能。
描述为“Periodic”定义更精确。
●MC_CamIn采用输入“MasterStartDistance”和“MasterSyncPosition”扩展了功能。
●新的输入“MasterValueSource”和MC_CamIn,MC_GearIn,MC_GearInPos,MC_ReadMotionState和MC_CombineAxes中匹配的数据类型
●MC_SetPosotion的输入“模式”现在叫做“相对”(在第四章)
●所有PLCopen运动控制规范的功能块、枚举元素、数据类型、结构、输入和输出都采用统一的命名
●达到相应的设置值后,“InVelocity”,“‘InGear”,“InTorque”和“InSync”的输出会发生改变。
●FBMC_ReadAxisInfo,MC_PhasingRelative和MC_PhasingAbsolute被加到了功能块中,但没有列在状态图中。
●改变了输入“Axis”,“Master”和“Slave”的描述
●改变了输出“Busy”,“Error”和“ErrorID”的描述。
2.模型
以下功能块库是为了控制轴而设计的,采用了IEC61131-3标准定义的语言元素。
根据专家组的决定,它并不是将一个轴的所有方面都封装到一个功能块中。
保留的解决方案是提供一组有一个参考轴的命令导向功能块,例如:
提供能灵活性,易于使用和可复用性的抽象数据类型“Axis”。
基于IEC61131-3(比如通过功能块和SFC)的实现主要集中于功能块的接口(外观和感觉/代理)。
本规范没有定义功能块的内部运作。
这导致本章所描述的一些后果。
2.1.状态关系图
下面的图表规范的在一个较高的水平定义了当多运动控制功能块“同时”激活时轴的行为。
这种运动框架的组合有助于组建更为复杂的框架或在同一个程序中处理异常状况(Inrealimplementationstheremaybeadditionalstatesatalowerleveldefined)。
基本规则是,运动控制总是采取顺序控制,即使PLC有能力进行真正的并行处理。
这些命令作用于轴的状态图。
轴始终处在定义的状态之一(见下图)。
任何会引起转变的动作指令都会改变轴的状态,并且会因此修改当前运动的计算方式。
状态图是轴的实际状态的一个抽象层,类似于在一个循环程序(PLC)中的I/O点的图像。
当发出相应的动作指令时,立即反应状态的变化。
(注:
响应时间“立即”是依赖与系统的,和轴的状态耦合或者是软件中的一个抽象层。
)
这个图表专注于单轴控制。
多轴功能块,MC_CamIn,MC_GearIn和MC_Phasing,从状态关系图的观点来看,可以看成多个单轴都处于特殊的状态。
CAM_masterke可以处于“ContinuousMotion”状态,相应的从动装置处于“SynchronizedMotion”状态。
将从动装置的轴连接到主轴上对主轴没有影响。
在状态图中的箭头显示了在状态之间可能的状态转换。
由发出命令引起的状态转换以全箭头显示。
虚线箭头用于发生在轴的命令终止或系统相关的转变(如有关错误)时的状态装换。
将轴转换为相应运动状态的动作指令被列在状态之上。
Thesemotioncommandsmayalsobeissuedwhentheaxisisalreadyintheaccordingmotionstate。
Remarksonstates
Disabled
状态“Disabled”描述了轴的最初状态。
在这个状态轴的运动是不受FB影响的,电源关闭,轴也没有错误。
当处于“Disabled”时,如果MC_PowerFB的输入“Enable”=TRUE,那轴的状态就变为“停止”。
在进入“停止”状态之前可以进行轴的反馈。
在除了“ErrorStop”以外的任一状态下以“Enabled”=FALSE来启用MC_Power可以使轴变为“Disabled”状态,无论是直接或是通过其它状态。
轴上任何正在运行的动作指令都会中止(CommandAborted)。
Errorstop
“ErrorStop”作为最高优先级,适用于错误的情况下。
轴可以电源启用或禁用,并且可以通过MC_Power改变状态。
然而,只要错误一直存在,状态就保持为“ErrorStop”。
“ErrorStop”状态的意图是如果可能的话就让轴停止。
在“ErrorStop”状态一个重置完成之前,不接受进一步的动作指令。
转变到“ErrorStop”指的是从轴和轴控制的错误,而不是从功能块实例。
这些轴的错误也可能会反映在功能块的输出“FB实例错误”。
Standstill
接通电源,轴没有错误,并且没有动作指令作用在轴上
Remarksoncommand:
在“Standstill”状态调用FBMC_Stop将轴的状态改变为“Stopping”,当“Execute”=FALSE时回到“Standstill”状态。
只要输入“Execute”为true,轴就保持“Stopping”状态。
当停止斜坡完成时“Done”的输出被设置。
MC_MoveSuperimposed在“Standstill”状态issued会是州的状态变为“Discrete-Motion”(离散运动)。
在其它任何状态issued轴的状态都不会受影响。
MC_GearOut,
更改从动轴的状态“SynchronizedMotion”为“ContinuousMotion”
在其它任何状态issuing这些FB中的一个会产生错误。
没有列在状态图中功能块不会影响状态图的状态,这意味着当它们被调用时,轴的状态并不会改变。
它们是:
●MC_ReadStatus
●MC_ReadAxisError
●MC_ReadParameter
●MC_ReadBoolParameter
●MC_WriteParameter
●MC_WriteBoolParameter
●MC_ReadDigitalInput
●MC_ReadDigitalOutput
●MC_WriteDigitalOutput
●MC_ReadActualPosition
●MC_ReadActualVelocity
●MC_ReadActualTorque
●MC_ReadMotionState
●MC_SetPosition
●MC_SetOverride
●MC_AbortTrigger
●MC_TouchProbe
●MC_DigitalCamSwitch
●MC_CamTableSelect
●MC_ReadAxisInfo
●MC_PhasingRelative
●MC_PhasingAbsolute
●MC_HaltSuperimposed
Note1:
来自任何状态。
轴的错误引起。
Note2:
MC_Power.Enable=FALSE并且轴没有错误。
Note3:
MC_Reset和MC_Power.Status=FALSE。
Note4:
MC_Reset和MC_Power.Status=TRUE并且MC_Power.Enable=TRUE。
Note5:
MC_Power.Enable=TRUE并且MC_Power.Status=TRUE
Note6:
MC_Stop.Done=TRUE并且MC_Stop.Execute=FALSE
FB状态图
2.2.错误处理
所有的驱动器/运动控制的访问都是通过功能块(从这一点可以看出对不同厂商的驱动器/运动控制,用户都可以使用具有相同接口的功能块去控制)。
在这些功能块的内部提供了基本输入数据的基本错误的检查。
究竟如何做到这一点是依赖于实现。
假如MaxVelocity设置为6000,而输入到FB的Velocity设置为10000,系统就会变慢或者产生一个错误。
Inthecase
whereanintelligentdriveiscoupledviaanetworktothesystem,theMaxVelocityparameterisprobablystoredonthedrive。
FB要小心处理驱动内部产生的错误。
采用另一种实现,MaxVelocity的值可以存储在本地。
在这种情况下,FB会产生本地错误。
2.2.1.集中式VS分散式
当使用运动控制功能块时,集中式和分散式的错误处理方法都是可行的。
集中式错误处理用于简化功能块的程序。
在错误产生的实例中,Error-reaction也一样是独立的。
(集中式的错误处理,只在结尾读取轴的状态)
分散式的错误处理使基于错误产生的功能块的不同反应成为可能。
2.2.2.缓冲命令
如果适用的轴移到“ErrorStop”状态,所有的缓冲命令都会被中止。
适用中止的FB的“Error”输出是固定的。
任何后续的命令都会被拒绝,并且“Error“输出是固定的(动作不允许-查看状态图)。
如果一个FB有一个错误(例如由于一个错误的参数集),error输出也设定好了,行为取决于应用程序。
有两个FB,第一个FB实例FB1在轴上执行任意动作指令。
在缓冲模式下于同一个轴上在第二个FB实例FB2启动一个新的命令。
这个命令处于缓冲状态并且等到FB完成。
在第一个实例FB1完成它的命令时,会让下面的情形之一发生:
1.轴变为“ErrorStop”状态(例如:
由于下面的错误或超温)。
FB1设置其“Error”输出。
FB2(和其它任何等在轴上待执行缓冲命令的FB实例一样)设置它的“Error”输出并且显示“ErrorID”的输出,它不能执行自己的工作,应为轴处在一个不允许其工作的状态。
所有的缓冲命令都被清除。
在轴的错误被MC_Reset复位以后,它就可以再次被控制。
(这种情况,FB2不能执行)
2.FB1设置其“Error”输出(例如:
由于一个无效的参数)。
FB2变为active并且随后立即执行给定的命令,应用程序会处理这个错误的情况。
2.2.3.“Enable”输入的时序例子
例1:
图片的左边显示正常运行
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