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發(fā)布時間: | 2023-11-25 01:41 |
最后更新: | 2023-11-25 01:41 |
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西門子擴展模塊6ES7234-4HE32-0XB0西門子擴展模塊代理商
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一、實驗設備介紹
(1) 西門子S7-200SMART系列PLC,CPU型號為ST20。
(2) XYZ軸平臺一套,該平臺有三個步進驅動器,三套電機配合絲桿,在本例子因ST20型號的CPU只支持2軸高速脈沖輸出,只驅動X軸和Y軸。實驗平臺如下圖所示:
注:定義往電機方向移動為正方向,絲桿的邏輯為4mm,步進驅動的細分設置為3200個脈沖一轉。
CPU輸出端Q0.0和Q0.2分半為X軸的脈沖和方向信號,Q0.1和Q0.7位Y軸的脈沖和放信號,步進驅動器有PLC的接線圖如下所示:
二、走圓軌跡算法說明
西門子S7-200SMART系列PLC不支持圓弧插補功能,需要自己根據(jù)算法進行計算后分別驅動X軸和Y軸的移動從而來實現(xiàn)畫圓功能
要驅動XY軸畫圓,可采用極限逼近法,把畫圓弧變成畫線段,如下圖所示左側為六等分,角度a=30°,右側為十二等分,角度a=15°。
從上圖中可以看出,當?shù)冗叾噙呅蔚倪呍蕉鄷r,則多邊形的軌跡就越和圓相近,當角度a足夠小時,則得到的多邊形軌跡就越與圓接近。
根據(jù)以上分析需要完成畫圓功能,我們需要知道“圓心坐標值”、“圓的半徑”、“畫圓的速度”,根據(jù)分為三部分來實現(xiàn):
(1)畫筆移動到圓上
把XY軸分別回原點,回原點后的位置默認為XY平面坐標的原點,由原點移動到圓心坐標,如下圖所示1#點為圓心,2#點為圓上點。
假設1#點的坐標為(X1,Y1),速度為V,則X軸移動的距離為X1,Y軸移動的距離為Y1。根據(jù)勾股定理可計算出原點到圓心的距離“Y(0→1)”、X軸移動速度“VXaxis”和Y軸移動速度“VYaxis” ,計算公式如下所示:
當畫筆到達1#點后,Y軸不動,X軸以V的速度移動半徑R的距離到達圓上2#點位置,假2#點的坐標為(X2,Y2)
(2)畫筆開始畫圓
畫筆從2#點位置開始移動畫圓,假設下個圓上的點為3#點,坐標為(X3,Y3),從圓心到3#點和從圓心到2#點的角度為a,如下圖所示:
根據(jù)三角函數(shù)可計算出3#點的坐標(X3,Y3)的值分別為:
X3=Cos(a)*R X1,Y3=Sin(a)*R Y1
根據(jù)勾股定理可計算出XY軸要移動的距離 “Y(2→3)”的值。X軸移動速度“VXaxis”和Y軸移動速度“VYaxis” ,計算公式如下所示:
注:此時X2和Y2為X軸和Y軸的當前位置,X3和Y3為X軸和Y軸要移動的目標位置,速度需要取juedui值。
同理:當畫筆到達3#點后,角度變?yōu)?a,則對應的圓上點為4#點,坐標為(X4,Y4),如下圖所示:
根據(jù)三角函數(shù)可計算出4#點的坐標(X4,Y4)的值分別為:
X4=Cos(2a)*R X1,Y4=Sin(2a)*R Y1
根據(jù)勾股定理可計算出XY軸要移動的距離 “Y(3→4)”的值。X軸移動速度“VXaxis”和Y軸移動速度“VYaxis” ,計算公式如下所示:
注:此時X3和Y3為X軸和Y軸的當前位置,X4和Y4為X軸和Y軸要移動的目標位置,速度需要取juedui值。
依次下去,每走完一次后,角度自加一次,當角度值大于360°時,則認為畫圓完成。
三、PLC程序設計
根據(jù)分析,對于S7-200SMART系列PLC的程序設計主要分為“運動向導的組態(tài)配置”、“初始與會原點程序”、“速度計算程序”、“開始畫圓程序”
(1)初始化和回原點
6ES7511-1AK02-0AB0 | CPU 1511-1 PN,150 KB 程序,1 MB 數(shù)據(jù);60 ns;集成 2x PN 接口 |
6ES7512-1CK01-0AB0 | CPU 1512C-1 PN, 250 KB程序,1 MB數(shù)據(jù);48 ns;集成2x PN接口;集成 32 DI/32 DO, 5 AI/2 AO, 6 HSC@100kHz |
6ES7511-1CK01-0AB0 | CPU 1511C-1 PN, 175 KB程序,1 MB數(shù)據(jù);60 ns;集成2x PN接口;集成 16 DI/16 DO, 5 AI/2 AO, 6 HSC@100kHz |
6ES7516-2PN00-0AB0 | CPU 1516PRO-2 PN,1MB 程序,5 MB 數(shù)據(jù);10 ns;集成 X1: 3x PN接口 ,X2: 1x PN接口 |
6ES7512-1DK01-0AB0 | CPU 1512SP-1 PN,200KB 程序,1 MB 數(shù)據(jù);48 ns;集成 1x PN 接口 (可用ET 200SP總線適配器再拓展2個PN 接口) |
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