GE-PLC-课件DSM324i-1

GEPAC运动控制系统1.PAC典型运动控制系统结构2.运动控制常见术语3.对DSM324i系列运动控制模块基本功能的认识4.DSM324i基本工作原理5.DSM324i运动控制程序6.DSM324i模块参数的设置7.通过试验进一步巩固模块配置和运动组态内容：复习：模块式PLC的组成运动控制模块DSM324i操作界面编程器PLC控制器放大器轴1轴2放大器编码器编码器DSM1、典型运动控制系统结构TypicalMotionControlSystemDiagram人机界面HMI主控制机HostController反馈装置Feedback放大器Amplifier运动控制器MotionController执行器Actuator操作界面编程器PLC控制器放大器轴1轴2放大器编码器编码器DSM1.1运动控制系统的组成部分—反馈装置反馈装置是将当前闭环控制对象的位置、速度等参数传回主控单元的设备。人机界面HMI主控制机HostController反馈装置Feedback放大器Amplifier运动控制器MotionController执行器ActuatorAB编码器信号AquadBMarker脉冲个数的累加值=位移单位时间内的脉冲数=速度1.2运动控制系统的组成部分—执行器人机界面HMI主控制机HostController反馈装置Feedback放大器Amplifier运动控制器MotionController执行器Actuator执行器就是将其他形式能量转换为机械能的设备，它们可以产生旋转或线性运动。例子：电机，泵等1.3运动控制系统的组成部分—放大器人机界面HMI主控制机HostController反馈装置Feedback放大器Amplifier运动控制器MotionController执行器Actuator放大器就是将低能量的速度和扭矩命令信号转换为高能量控制信号来驱动执行器。PWM信号三相交流电源1.4运动控制系统的组成部分—运动控制器人机界面HMI主控制机HostController反馈装置Feedback放大器Amplifier运动控制器MotionController执行器Actuator运动控制器就是通过电子芯片来计算运动曲线以达到运动控制的目地。例如：DSM324iPLC的梯形图程序及运动程序全部下载给CPU，运动程序再由CPU转发给DSM324i，梯形图程序在CPU中处执行，运动程序在DSM324i中被CPU触发执行。CPU与DSM在每个PLC扫描周期都要进行数据交换。数据交换自动进行，不需任何用户程序。交换数据地址在编程软件的硬件配置中指定如果DSM控制一根轴，交换数据如下：1.输入状态数据(从DSM传送到CPU)2.输出控制数据(从CPU传送到DSM)1.5CPU与DSM数据通信CPUDSM％I,％AI％Q,％AQ底板通讯2、运动控制中常见术语加速时间减速时间总运动时间最高速度t移动距离(曲线下的区域)停留时间重新开始Time扭矩Nm速度TpkSlewDecelAccelDwellSlewTorque(Ts)DecelTorque(Td)AccelTorque(Ta)DwelltstdtattTRMS=Ta2ta+Ts2ts+Td2tdtt（1）力，扭矩，负载，功率——决定电机功率（2）惯量，弹性，间隙，时间常数——决定系统的精度和稳定性（3）位移，速度，加速度，时间——决定运动分析和运动编程（4）运动轮廓图MotionProfile(速度－时间图).运动轮廓图描述了整个运动过程(包括停留)，它既对运动分析，也对编制程序都是很重要的。通过运动轮廓图还可以知道最大加速度，最大速度和力矩有效值RMS计算，这些是选择电机所需要的。功率P＝扭矩×角速度ωJerk是加速度和减速度对时间的变化率—加加速度。Jerk限制运动曲线经常使用S-曲线。（5）Jerk限制加加速度(加速度的时间变化率)速度加速度Jerk线性100%Jerk限制21–减少机器磨损，延长机器寿命–增加运动的平稳性，不会产生系统共振–减少弹性变形，提高定位精度和产品质量采用曲线移动的特点S曲线加速（6）Jerk限制线性加速和S曲线加速•绝对－移动参考位置是一个固定原点或零位置ABSOLUTEmovesreferencepositionfromafixedhomeorzeroposition•增量－移动参考位置是一个当前位置INCREMENTALmovesreferencepositionfromthecurrentposition举例:移动命令＝1.5位置单位MoveCommand=1.5positionunits移动距离=1.0绝对移动AbsoluteMove移动距离=1.5增量移动IncrementalMove1.02.00.0当前马达位置=0.5原点位置HomePosition（7）增量移动和绝对移动•命令速度CommandedVelocity:由DSM产生的一个瞬时速度值。•命令位置CommandedPosition:由DSM产生的一个瞬时位置值。•实际速度ActualVelocity:由反馈装置测到的轴的速度值•实际位置ActualPosition:由反馈装置测到的轴的位置值•位置误差PositionError:命令位置和实际位置之间的差值•位置环时间常数PositionLoopTimeConstant:由配置数值决定的位置闭环的响应时间CommandedPositionPositionFeedbackError*KPCommandedVelocity*FF%VelocityCommand（7）其它常用术语3、对运动控制模块DSM324i基本功能的认识ß电机及放大器(PWM接口)3.1运动控制模块DSM324性能•DSM324可以控制如下运动轴：“4个数字轴”•DSM324可插在RX3i或S90-30CPU主机架或扩展机架上，一个PLC最多可含有20个DSM324模块。•DSM324模块的技术指标：位置：-536,870,912...+536,870,911UserUnits速度：1...8,388,607UserUnits/sec加速度：1…1,073,741,823UserUnits/sec/sec•DSM324模块前面板上有1对光纤端口和两个高密度连接器端口，通过光纤和电缆可以连接多种用途I/O和伺服放大器PWM伺服信号或±10V速度命令模拟量输出12位＋符合模拟量输入零位和越位开关输入位置捕捉选通脉冲输入用户定义控制的(8个)和输出(4个)AQuadB编码器反馈输入(175kHzperchannel)•DSM324模块的每个轴可以设置为如下两种工作模式中的一种：标准模式——标准位置型是将高性能的点到点运动控制与PLC逻辑运算功能集成一体。随动模式——随动型提供高性能电子传动装置，适用于连续性的主从运动场合。以光纤连接为基础的灵活系统结构•放大器可位于中心或分散在距中央处理器400米的地方。•多套RX3i主控PLC可通过以太网或其他现场总线连接。Ethernet12QuickPanelView10SlotExpansionRackbiSeriesServos3.2DSM324面板布置LED指示灯在DSM324模块上共有8个LED指示灯，提供状态显示：Status－状态指示。正常时为ON.闪烁说明有错误：低速闪烁(4次/秒)：仅作错误状态指示快速闪烁(8次/秒)：错误引起伺服停止OK－DSM模块当前状态：ON：模块正常。该LED应该总是常ON.OFF：硬件或软件故障CONFIG－模块配置状态ON：从PLC收到合格的模块配置和Status一起闪烁：正在启动并下载运动程序和Status交替闪烁：发生WatchDog故障FSSB－ON：FSSB通信正常；OFF：通信故障；闪烁:正在设置。1,2,3,4－轴状态。ON：轴伺服驱动被使能3.3DSM324模块面板－LED指示灯3.4DSM324模块与伺服及I/O的连接24VI/OCable5VI/O信号接线终端盒(每个模块配置一个)D形导轨或平面安装5VI/OCable98924VI/O信号接线终端盒(每个模块配置一个)D形导轨或平面安装用于Firmware升级的串口DSM324ibi/bHi/aHi系列放大器98I/O98I/OI/O光纤伺服接口•抗干扰性好•提高系统可靠性•放大器之间最远可达100米•减少了布线的成本和劳力•可组态的I/O•12个24VDC输入(光电隔离)零位开关信号超程信号通用输入信号位置捕捉信号•10个差分5VDC输入信号(高速)位置捕捉信号辅助编码器信号通用高速输入信号模拟量输入(±10V;15位+符号位)•4个24V继电器输出信号•4个CMOS5V输出信号可组态成两个差分或4个单端信号•2个模拟量输出(±10V;12位+符号位)•5V电源输出(0.5A)4、DSM324i工作原理（数字轴）…•DSM与数字伺服连接时，位置环及速度环全部由DSM模块来处理，电流环/力矩环由伺服放大器来处理。DSM324按2ms的周期处理运动程序及本地逻辑程序•DSM内部包含两类程序：运动程序：由“ACCEL”、“VELOC”和“PMOVE”等构成的位移程序本地逻辑程序：由“IF_THEN”、“:=”、“”等构成的逻辑程序tProgram1Axis1ACCEL1000VELOC2000PMOVE6000ACCEL500VELCO1000PMOVE3000LocalLogicIFActual_Position_130000THENCTL32:=1;END_IF;Program1Axis1ACCEL1000VELOC2000PMOVE6000ACCEL500VELCO1000PMOVE3000LocalLogicIFActual_Position_130000THENCTL32:=1;END_IF;2ms2ms运动程序ACCEL1000VELOC2000PMOVE6000本地逻辑程序IFActual_Position_130000THENCTL32:=1;END_IF;•DSM可以存储10个运动程序（Program1~~Program10）和一个LocalLogic程序•DSM模块在一个时刻只能处理一个运动程序，一个运动程序（如：Program1）可以是处理单轴或多轴的运动，运动程序必须由PLC触发运行•运动程序被触发后，运动程序中的每条指令被逐条解释执行，执行完最后一条运动指令，该运动程序即结束，PLC可以再次触发该运动程序。注意：一个运动程序往往要花超过2ms的时间才能执行完，所以DSM每隔2ms会扫描当前正在运行的运动程序，并刷新正常处理的运动指令（如：PMOVE）或执行下一条运动指令。•DSM模块每隔2ms会自动触发LocalLogic中的逻辑程序，并在2ms的时间内处理完所有LocalLogic中的所有指令tProgram1Axis1ACCEL1000VELOC2000PMOVE6000ACCEL500VELCO1000PMOVE3000LocalLogicIFActual_Position_130000THENCTL32:=1;END_IF;2ms2msProgram1Axis1ACCEL1000VELOC2000PMOVE6000ACCEL500VELCO1000PMOVE3000LocalLogicIFActual_Position_130000THENCTL32:=1;END_IF;PMOV6000指令需要花费2ms以上的时间才能处理完PROGRAM2AXIS1ACCEL50000VELOC5000PMOVE10000,ABS,LINEARDWELL6000PMOVE5000,ABS,LINEARENDPROG单轴运动程序PROGRAM1MULTI-AXISACCELAXIS1500000VELOCAXIS150001:CMOVEAXIS2–100000,ABS,LINEARDWELLAXIS26000JUMPCTL3