AGV 小車的基礎(chǔ)控制

HMS Industrial Networks 的 CM CANopen 模塊與 Siemens 的 S7-1200 PLC 的 TIA Portal 配置示例。在此示例中，使用了 1214C 類型的 CPU，但該示例也可以應(yīng)用于所有其他 PLC 類型。要運(yùn)行此示例，必須已安裝可從 https://www.ixxat.com/technical-support/resources/downloads-and-documentation?ordercode=021620-B下載的 HSP 文件。

CANopen網(wǎng)絡(luò)連接：

分別對應(yīng)連接CM模塊和LXM28A伺服的CAN_H、CAN_L和SHLD引腳，在CM模塊CAN_H和CAN_L之間接入120歐姆電阻，并且在CANopen網(wǎng)絡(luò)中最后一臺設(shè)備CAN_H和CAN_L之間接入120歐姆電阻。

打開 TIA Portal 程序并通過單擊屏幕左側(cè)的“創(chuàng)建新項(xiàng)目”開始一個新項(xiàng)目。

2. 輸入項(xiàng)目名稱和項(xiàng)目存儲路徑，可選擇包含作者和描述性注釋等信息。按“創(chuàng)建”。

3. 選擇左側(cè)的“設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)”，然后按“添加新設(shè)備”。

4. 選擇配置中使用的 PLC 類型。選擇正確的軟件版本并可選擇輸入 PLC 的名稱（默認(rèn) PLC_1）。按“添加”。

5. 如圖所示，在列表中選擇CM CANopen模塊。將模塊的一個實(shí)例拖放到 PLC 模塊的左側(cè)。

6. 雙擊 PLC 上的以太網(wǎng)連接器并為 PLC 輸入正確的 IP 地址。

7. 雙擊CM CANopen模塊的連接器，選擇模塊參數(shù)選項(xiàng)卡。在參數(shù)列表中輸入值。請注意，這些參數(shù)對 CANopen 網(wǎng)絡(luò)上的模塊有效。

在本例中，用于 S7-1200 的 CM CANopen 模塊被配置為 CANopen 管理器。

CANopen 網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)號為 1。CANopen 波特率設(shè)置為 500 kbit/s，輸入數(shù)據(jù)大小和輸出數(shù)據(jù)大小均設(shè)置為 32 字節(jié)。

8. 配置現(xiàn)已完成，可以下載到 S7-1200 設(shè)備。要下載軟件配置，請選擇右側(cè)的 PLC_1，然后選擇“在線”>“下載到設(shè)備”。要下載硬件配置，請右鍵單擊樹中的設(shè)備并選擇“下載到設(shè)備”>“全部”。

9. 選擇您正在使用的 PG/PC 接口（在此示例中為 PN/IE）和您 PC 上的以太網(wǎng)接口（在此示例中為 Intel 82577...）。如果在網(wǎng)絡(luò)上找到之前輸入的 IP 地址，請按“加載”下載到您的設(shè)備。如果沒有，請從“目標(biāo)子網(wǎng)中的可訪問設(shè)備”窗口中的可用列表中選擇正確的設(shè)備。如果設(shè)備在另一個子網(wǎng)上，并且在此窗口中不可用，則必須選中“顯示所有可訪問的設(shè)備”復(fù)選框。

10.如果下載成功，將出現(xiàn)以下屏幕詢問PLC是否應(yīng)該啟動。按完成，PLC 將開始運(yùn)行下載的空程序。

11.模塊配置完成，可以開始PLC編程了。

創(chuàng)建用于進(jìn)行PDO數(shù)據(jù)讀寫的FC功能塊：①在“程序塊”中添加FC100功能塊并命名為“PDO讀寫”；② 在“擴(kuò)展指令”下展開“分布式IO”找到RDREC和WRREC指令；③分別將RDREC和WRREC指令拖入程序段1和程序段2中。

RDREC參數(shù)說明：讀取PDO數(shù)據(jù)

REQ 功能塊使能位 VALID TRUE代表新的數(shù)據(jù)記錄已接收且有效

ID CM模塊硬件標(biāo)識符 BUSY TRUE代表讀取數(shù)據(jù)的過程還未完成

INDEX 16#0090 ERROR TRUE代表在讀取數(shù)據(jù)的過程中產(chǎn)生錯誤

MLEN CANopen輸入數(shù)據(jù)大小(bytes) STATUS 功能塊狀態(tài)和錯誤信息

RECORD 讀取的數(shù)據(jù)存放的地址域 LEN 讀取數(shù)據(jù)的長度

WRREC參數(shù)說明：寫入PDO數(shù)據(jù)

REQ 功能塊使能位 DONE TRUE代表數(shù)據(jù)已寫入CM模塊

ID CM模塊硬件標(biāo)識符 BUSY TRUE代表寫入數(shù)據(jù)的過程還未完成

INDEX 16#0091 ERROR TRUE代表在讀取數(shù)據(jù)的過程中產(chǎn)生錯誤

LEN CANopen輸出數(shù)據(jù)大小(bytes) STATUS 功能塊狀態(tài)和錯誤信息

RECORD 寫入的數(shù)據(jù)來源的地址域

2. 創(chuàng)建PDO讀寫指令塊變量：打開“PLC變量”下的“默認(rèn)變量表”，分別添加PDO讀寫指令塊需要用到的參數(shù)變量:

3. PDO讀取數(shù)據(jù)指令塊的參數(shù)具體分配如下圖所示：

1) 讀取的數(shù)據(jù)存放于M區(qū)中起始地址為100，長度為100Bytes（需大于或者等于MLEN）的地址區(qū)間。MLEN表明了該區(qū)間的有效數(shù)據(jù)長度，即CANopen輸入數(shù)據(jù)大小。

2) 可以創(chuàng)建DB數(shù)據(jù)塊（例如DB3），RECORD定義為P#DB3.DBX100.0 BYTE 100，讀取的數(shù)據(jù)存入DB3塊中起始地址100，長度100Bytes 的地址區(qū)間。注意DB塊屬性中的“優(yōu)化的塊訪問”不要勾選。

4. PDO寫入數(shù)據(jù)指令塊的參數(shù)具體分配如下圖所示:

1) 寫入的數(shù)據(jù)來源于M區(qū)中起始地址為200，長度為100Bytes（需大于或者等于LEN）的地址區(qū)間。LEN表明了該區(qū)間中的有效數(shù)據(jù)長度，即CANopen輸出數(shù)據(jù)大小。

2) 可以創(chuàng)建DB數(shù)據(jù)塊（例如DB3），RECORD定義為P#DB3.DBX200.0 BYTE 100，寫入的數(shù)據(jù)來源于DB3塊中起始地址200，長度100Bytes 的地址區(qū)間。注意DB塊屬性中的“優(yōu)化的塊訪問”不要勾選。

5. 根據(jù)以上配置可以確認(rèn)PDO傳輸參數(shù)的地址映射如下表所示：

6. 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：由于CANopen和PLC分別使用的不同的數(shù)據(jù)格式，所以需要將PDO傳輸?shù)脑紨?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可以直接進(jìn)行讀取和設(shè)定的用戶數(shù)據(jù)：

1) 創(chuàng)建用戶數(shù)據(jù)塊：創(chuàng)建全局?jǐn)?shù)據(jù)塊DB100，并在DB100中分別添加需要對伺服進(jìn)行讀取的反饋參數(shù)和需要對伺服進(jìn)行寫入的設(shè)定參數(shù)。

2) 創(chuàng)建PDO讀取數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能塊FC101：①在“程序塊”中添加FC101功能塊并命名為“PDO讀_Swap”；② 利用Swap指令和Move指令將PDO讀取的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為用戶數(shù)據(jù)。

3) 創(chuàng)建PDO寫入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能塊FC102：①在“程序塊”中添加FC102功能塊并命名為“PDO寫_Swap”；② 利用Swap指令和Move指令將用戶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為PDO寫入的數(shù)據(jù)。

4) 在PDO讀寫功能塊中調(diào)用FC101和FC102: 打開FC100功能塊，在程序段1（RDREC）和程序段2（WRREC）之間插入新的程序段，在新的程序段中分別調(diào)用FC101和FC102如圖所示：

7. 在OB1中調(diào)用PDO讀寫功能塊FC100，保存配置并進(jìn)行編譯下載：

8. 創(chuàng)建監(jiān)控表：①在“監(jiān)控與強(qiáng)制表”中添加新的監(jiān)控表；②添加PDO讀取數(shù)據(jù)指令塊的對應(yīng)變量和用戶數(shù)據(jù)塊中的伺服狀態(tài)參數(shù)；③添加PDO寫入數(shù)據(jù)指令塊的對應(yīng)變量和用戶數(shù)據(jù)塊中的伺服控制參數(shù)。

9. 在線進(jìn)行監(jiān)控：①點(diǎn)擊“監(jiān)控”圖標(biāo)進(jìn)入在線狀態(tài)；②將R_Req的修改值置為TRUE；③點(diǎn)擊“立即修改”圖標(biāo)將修改值寫入對應(yīng)變量；④ 伺服狀態(tài)參數(shù)的對應(yīng)數(shù)據(jù)已經(jīng)被成功讀取，查看伺服通訊手冊可知狀態(tài)字16#4231代表伺服處于“Ready to Switch On”狀態(tài)。

10. 絕對位置運(yùn)動控制測試：① 將W_Req修改值置為TRUE；② 分別對伺服控制參數(shù)進(jìn)行賦值；③依次向控制字中寫入0x0006?0x0007?0x000F?0x001F，每次賦值后點(diǎn)擊“立即修改”圖標(biāo)；④ 電機(jī)轉(zhuǎn)動一段時間后停止，此時讀取實(shí)際位置數(shù)據(jù)與目標(biāo)位置數(shù)據(jù)一致。

-----伺服運(yùn)動控制例程 -------

該部分以位置模式下的“絕對位置，立刻更新”控制方式為例，編寫對伺服進(jìn)行運(yùn)動控制的簡單例程，供用戶在實(shí)際編程應(yīng)用中作參考。

創(chuàng)建功能塊FB110并進(jìn)行變量聲明：①在“程序塊”中添加FB110 功能塊并命名為“位置模式控制”；② 在“變量聲明表”中添加以下變量：

2. 在程序段1中編寫程序用于控制伺服上電后自動進(jìn)入“運(yùn)行使能”狀態(tài)：

3. 在程序段2中編寫程序用于自動觸發(fā)“絕對位置，立即更新”方式下的位移指令：

4. 在OB1組織塊的程序段3中編寫程序用于控制PLC自動使能PDO讀寫和網(wǎng)絡(luò)診斷：

5. 在OB1組織塊的程序段4中調(diào)用FB110并賦予實(shí)參如圖所示：

6. 在OB1組織塊的程序段5中編寫程序用于控制伺服上電后自動回零：

7. 在OB1組織塊的程序段6中編寫程序用于控制伺服自動進(jìn)行連續(xù)的正反轉(zhuǎn)位移指令：

8. 點(diǎn)擊“保存項(xiàng)目”并重新進(jìn)行編譯和下載。下載完成后對PLC和伺服重新上電，此時可以看到電機(jī)緩慢轉(zhuǎn)動一段時間后停止，此時通過PLC監(jiān)控表或者伺服HMI可以看到實(shí)際位置顯示為0：

9. 在監(jiān)控表中添加“自動運(yùn)行控制”和“目標(biāo)到達(dá)”變量，向“自動運(yùn)行控制”中寫入修 改值TRUE，此時可以看到電機(jī)先以較慢的速度正向移動到8000000位置（第一段位移指令），然后以較快速度正向移動到15000000位置（第二段位移指令），最后以較慢的速度反向移動到6000000位置（第三段位移指令），此時“目標(biāo)到達(dá)”為TRUE。

提示：“目標(biāo)到達(dá)”為TRUE后再次向“自動運(yùn)行控制”中寫入修 改值TRUE，電機(jī)會再次自動執(zhí)行以上三段位移指令。