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1、总线型总线型PLCPLC和图块编程和图块编程1;.主要内容主要内容工业背景工业背景1总线运动控制总线运动控制2触摸屏端图块编程触摸屏端图块编程34PC端图块编程简介端图块编程简介2;.工业背景工业发展趋势信息化集成化智能化柔性制造将数据通过网络进行传输和控制，简化控制布线，延长传输距离，增加可控制点数，更易于维护系统。通过结构化的综合布线系统和计算机网络技术，使资源达到充分共享，实现集中、高效、便利的管理。能对市场需求变化作出快速响应，消除冗余无用的损耗，力求获得更大的效益。智能工业的实现是基于物联网技术的渗透和应用，并与未来先进制造技术相结合，形成新的智能化的制造体系。3;.工业背景运动控制
2、发展趋势伺服性能提升功能模块化轴密度提升运运动动控控制制就就是是对对机机械械运运动动部部件件的的位位置置、速速度度等等进进行行实实时时的的控控制制管管理理，使使其其按按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。4;.总线运动控制自主总线协议采用总线型运动控制方式的PLC，替代了传统的脉冲发送方式，采用总线通讯，系统速度更快，同时，接线简单，配线共享。采用公司自主的工业总线通信协议，支持公司自己的总线产品。5;.总线运动控制产品类型 支持运动总线的机型有：支持运动总线的机型有： XDC型型PLC运运用用总总线线通通讯讯，支支持持全全新新的的运运动动控控制
3、制指指令令，强强大大的的运运动动控控制制功功能能及示教功能。及示教功能。机器人专用控制器机器人专用控制器运运用用总总线线通通讯讯，支支持持机机器器人人专专用用控控制制指指令令，支支持持多多轴轴运运动动控控制制及示教功能。及示教功能。6;.总线运动控制特点 S曲线加减速曲线加减速 具有快速的定位速度，在运动的加减速段，采用具有快速的定位速度，在运动的加减速段，采用S曲线加减速，加减速过程无曲线加减速，加减速过程无柔性冲击，曲线更柔和。柔性冲击，曲线更柔和。 发脉冲方式：加速度有突变总线运动方式：加速度无突变7;.运动位置、速度等在数据包运动位置、速度等在数据包内，内，PLCPLC发送数据包给伺服
4、驱动发送数据包给伺服驱动器，器，有干扰时，数据包发送错误，有干扰时，数据包发送错误，系统会重发，系统会重发，不会有累计误不会有累计误差。差。总线运动方式总线运动方式发脉冲方式发脉冲方式PLC发脉冲指令，发脉冲指令，伺服驱动器接收，伺服驱动器接收， 有干扰时，会丢失脉冲，有干扰时，会丢失脉冲，有累计误差。有累计误差。优优劣劣总线运动控制特点无脉冲累计误差无脉冲累计误差8;.总线运动控制特点总总线线型型PLCPLC与与伺伺服服驱驱动动器器之之间间采采用用总总线线技技术术通通讯讯，通通讯讯、数数据据发发送送以以及及标标志志位位都都是是通通过过总总线发送的。线发送的。PLCPLC和和伺伺服服是是双双向
5、向数数据据传传递递，PLCPLC可可以以实实时时发发送送伺伺服服的的位位置置、速速度度等等信信息息，还还可可以以实实时时读读取取伺伺服服的的位位置置反反馈馈等信息。等信息。高速情况下，精度更高高速情况下，精度更高9;.总线运动控制特点 总线接线简单总线接线简单发脉冲接线方式：发脉冲接线方式：1路脉冲就需脉冲、方向、输入输出信号线端口，伺服报警、伺服使能、编码器反馈等端口，接线复杂。总线运动接线方式：总线运动接线方式：1路总线支持10个轴，外加2路脉冲，节省配线（配线共享）。10;.主主要要应应用用在在需需要要有有电电子子齿齿轮轮箱箱和和电电子子凸凸轮轮功功能能的的系系统统控控制制中中。工工业业
6、上上有有印印染染、印印刷刷、造造纸纸、轧轧钢钢、同同步步剪剪切切等等行业。行业。应用场合是是指指多多个个轴轴之之间间的的运运动动协协调调控控制制，可可以以是是多多个个轴轴在在运运动动全全程程中中进进行行同同步步，也也可可以以是是与与高高速速计计数器的同步运动。数器的同步运动。同步运动总线运动控制特点 同步运动控制同步运动控制11;.XCXC系列系列PLSFPLSF：支持定量、可变频、带方向。支持定量、可变频、带方向。XCXC系列系列PLSRPLSR：多段、定量、单方多段、定量、单方向。向。XCXC系列系列STOPSTOP：立即停止脉冲输出。立即停止脉冲输出。XCXC系列系列ZRNZRN：原点信
7、号和原点信号和Z Z信号必信号必须是外部中断点。须是外部中断点。PKPKPKPKXDXDC C系列系列MOTOMOTO、MOTOAMOTOA、MOTOSMOTOS：支持单段、多：支持单段、多段增量、绝对位置运段增量、绝对位置运动动XDXDC C系列：通过修改寄系列：通过修改寄存器值，可在线修改存器值，可在线修改目标位置、速度等信目标位置、速度等信息息XDXDC C系列系列MOMOSTOPSTOP：可选择急停还是缓可选择急停还是缓停两种模式，还可停两种模式，还可设定减速距离。设定减速距离。XDXDC C系列：通过回零系列：通过回零位实现回零，多种位实现回零，多种输出模式可选。输出模式可选。总线运
8、动控制特点12;.无无需需编编程程，只只需需在在线线修修改改寄寄存存器器值值，即即可可实实现现目目标标运运动动，在在运运动动过过程程中中，还还可可实实时时修修改改目目标标位位置置、速速度度及及同同步步速速度比值等。度比值等。2通通过过现现场场示示教教，无无需需编编程程，即即可可实实现现伺伺服服使使能能、点点动动、回原点等操作。回原点等操作。1总线运动控制示教功能 在线示教在线示教13;.各各参参数数给给定定与与状状态态反反馈馈是是通通过过PLCPLC内内部部计计算算得得出出，与与连连接接伺伺服服系系统统的的计计算算过程一致。过程一致。2PLCPLC通通讯讯口口4 4安安装装BDBD板板 的的
9、后后 将将 SM2018+20*NSM2018+20*N（N N是是轴轴号号）置置ONON，实实现现在在不不接接伺伺服服系系统统的的情情况况下下的的PLCPLC模拟运行。模拟运行。1总线运动控制仿真功能 在线仿真14;.总线运动控制系统构成名称型号备注可编程控制器XDC-32T-E BD板XD-NE-BD 伺服驱动器DS3E系列 伺服BD板JA-NE-L 标准线X-NET标准线3m、20m、50m、100m、500m可选滤波器FT110-6原理图系统清单15;.PLC接线步骤如下：接线步骤如下：1）PLC的的L、N端子接端子接220V的的AC电源，外接电源时，可单独接入滤波器降低电源，外接电源
10、时，可单独接入滤波器降低电源干扰。电源干扰。2）在位于）在位于XDC的的PLC正面的正面的BD板卡槽内插入板卡槽内插入RS485扩展扩展BD板板XD-NE-BD3）将）将BD板的通讯端口板的通讯端口A、B接至接至DS3E系列伺服驱动器系列伺服驱动器JA-NE-L模块的模块的A1，B1端子上，端子上，SG信号地接至信号地接至JA-NE-L模块的模块的SG端子。端子。4）将）将JA-NE-L模块的九针母头插至伺服驱动器的模块的九针母头插至伺服驱动器的CN1口的九针公头上。口的九针公头上。注：BD板与JA-NE-L板互连时，连接线采用配套的专用电缆线，接线长度根据驱动器间位置关系决定，接线头处需用户
11、自行裁剪连接，线缆接口处示意图如下图所示。总线运动控制接线16;.一台一台PLC控制多台伺服，总线接线方式如下：控制多台伺服，总线接线方式如下：注意：1.默认最多同时控制10轴伺服。 2.在PLC和伺服都上电的情况下不能单独给伺服断电。总线运动控制接线17;.伺服接线步骤如下：伺服接线步骤如下：1）伺服驱动器的）伺服驱动器的L1、L3接接220V的的AC供电电源，外接电源时，可单独接入供电电源，外接电源时，可单独接入滤波器降低电源干扰；滤波器降低电源干扰；2）伺服驱动器的）伺服驱动器的U、V、W端子分别与电机连接端子端子分别与电机连接端子U、V、W连接。连接。3）如需使用）如需使用PLC的发脉
12、冲功能，则连接的发脉冲功能，则连接CN0口的脉冲、方向、输入输出信口的脉冲、方向、输入输出信号线。号线。4）CN1口是口是9针口，连接针口，连接JA-NE-L板，各轴的板，各轴的JA-NE-L板是串联的关系，信板是串联的关系，信号统一从号统一从A1、B1、SG1口进，从口进，从A2、B2、SG2口出口出。5）CN2口接电机编码器线；口接电机编码器线；总线运动控制接线18;.PLC串口配置串口配置PLC面板上有面板上有COM0和和COM1两个通讯口可供选择，若采用总线通讯，则选择两个通讯口可供选择，若采用总线通讯，则选择COM0口。口。连接及配置步骤：连接及配置步骤：1）打开）打开PLC软件，点
13、击软件串口设置，出现如下图所示窗口。软件，点击软件串口设置，出现如下图所示窗口。总线运动控制接线19;.PLC串口配置串口配置2）点击）点击“XNet通讯通讯”，出现，出现“设置软件通讯设置软件通讯”的界面的界面3）显示服务正在运行，点击显示服务正在运行，点击“确定确定”，PLC状态栏显示状态栏显示“运行运行”或或“停止停止”则连接成功。则连接成功。总线运动控制配置20;.PLC串口配置串口配置2）连接不成功则在配置服务界面，将服务重启。）连接不成功则在配置服务界面，将服务重启。3）PLC和和PC连接后，默认机型若不是连接后，默认机型若不是XDC-32，则通过点击文件，则通过点击文件更改更改P
14、LC机型，选择所连接的机型。机型，选择所连接的机型。 总线运动控制配置21;.伺服参数配置伺服参数配置PLC与伺服参数设置如下表所示与伺服参数设置如下表所示注意：伺服设置参数后要重新上电，对应参数才可生效，伺服的硬件版本号注意：伺服设置参数后要重新上电，对应参数才可生效，伺服的硬件版本号从伺服面板从伺服面板P2-07中读取，电机的代码通过中读取，电机的代码通过P0-33设置，详见伺服手册。设置，详见伺服手册。总线运动控制配置寄存器号 功能说明连接10轴时（包含10轴以下）连接20轴时（包含10轴以上）总线型PLCSFD2990指令刷新周期（单位：us）3000（默认）6000SFD2991从站
15、个数10（默认）20SFD2992错误重试次数3（默认）3 伺服驱动器P0-01通讯位置模式1010P0-03使能模式：3是总线使能33P7-00对应站号110(根据实际轴号设定)120(根据实际轴号设定)P7-01RS485串口参数22132213P7-02RS485协议 1：Modbus，2：简化版XNet22P7-05从站个数1020P7-07指令刷新周期（单位：us）3000600022;.通讯状态检查通讯状态检查1）使伺服系统正常上电，此时伺服各面板显示）使伺服系统正常上电，此时伺服各面板显示“bb”状态。置位各轴使能信号状态。置位各轴使能信号SM2010+20*（N-1）（）（N对
16、应各轴站号），若对应轴面板显示对应各轴站号），若对应轴面板显示“run”状态，状态，说明系统通讯成功。说明系统通讯成功。2）各轴的总线通讯错误次数通过）各轴的总线通讯错误次数通过SD2004+60*（N-1）读取。）读取。总线运动控制配置23;.常用参数介绍常用参数介绍总线运动控制常用参数地址定义备注控制位参数（控制位参数（N=110N=110）SM2010+20*(N-1)伺服使能ON:伺服使能；OFF：伺服不使能SM2011+20*(N-1)正向点动使能后，系统会自动复位SM2012+20*(N-1)反向点动使能后，系统会自动复位SM2018+20*(N-1)在线仿真运行在没有连接伺服驱动
17、器时（PLC必须加BD板），模拟运行设定值参数（设定值参数（N=110N=110）SD2030+60*(N-1)位置设定坐标位置，由目标位置给定脉冲数换算。在线实时修改位置设定值，会向设定目标按设定速度运动。SD2032+60*(N-1)速度设定 SD2040+60*(N-1)点动步长 SD2042+60*(N-1)点动速度 状态量参数（状态量参数（N=110N=110）SD2008+60*(N-1)当前位置坐标位置，由目标位置反馈脉冲数换算SD2010+60*(N-1)当前速度由反馈值计算24;.报警信息报警信息总线运动控制报警信息地址地址报警报警代码代码错误信息错误信息各轴详细报警信息SD
18、2002+60*（N-1）20001最大软限位超程20002最小软限位超程20003最大电气限位超程20004最大电气限位超程20005超速报警20006转角偏差报警20010伺服报警20011与伺服通信错误20020轨迹规划点超程报警20021速度设置超限20022轨迹段数超限20023位置类型不匹配20024被绑定轴ID超限20025原点端子配置无效20030状态错误，当前状态无法执行运动指令20031被绑定轴状态错误25;.在未连接伺服驱动器的情况下在线仿真模拟，实现轴在未连接伺服驱动器的情况下在线仿真模拟，实现轴1的加减点动和实时运动。的加减点动和实时运动。提示：提示：SM2018(仿
19、真仿真) SM2010(使能使能) SM2011(加点的加点的) SM2012（减点动）（减点动） SD2030（目标位置）（目标位置） SD2032(速度速度) SD2008(当前位置当前位置) SD2010(当前速度当前速度) SD2032(速度速度) SD2040(点动步长点动步长) SD2042(点动速度点动速度)操作时间26;.总线运动控制指令增量位置运动绝对位置运动多段速运动开始同步运动停止同步运动27;.总线运动控制指令停止运动继续运动写入当前位置读取当前位置28;.总线运动控制指令增量位置运动指令说明指令说明当M0由OFFON时，S3轴以S2的加速度加速至S1，增量运动至S0位
20、置停止。S0：为增量位置值，可设为正值或负值，若为正值则电机正转，若为负值则电机反转。S1：设为正值，若设为负值，则按绝对值的大小运动。S2：0加速到指定运动速度的时间，单位：ms。 S3：轴编号N，N的范围为110。29;.总线运动控制指令绝对位置运动指令说明指令说明当M0由OFFON时，S3轴以S2的加速度加速至S1，绝对运动至S0位置停止。S0：为绝对位置值，可设为正值或负值，若设的值等于当前位置值则电机不转；若设的值大于当前位置值则电机正转；若设的值小于当前位置值相等则电机反转。S1：设为正值，若设为负值，则按绝对值的大小运动。S2：0加速到指定运动速度的时间，单位：ms。S3：轴编号
21、N，N的范围为110。30;.总线运动控制指令练习练习电机当前位置为电机当前位置为2000，要求分别用，要求分别用MOTO指令和指令和MOTOA指令以指令以5000Hz的速度运行到的速度运行到10000个脉冲的目标位置。中个脉冲的目标位置。中途将速度改变为途将速度改变为6000Hz，并且让电机运行到绝对目标位置，并且让电机运行到绝对目标位置为为20000个脉冲的位置。加减速时间为个脉冲的位置。加减速时间为50ms。提示：运动过程中，可以通过修改（SD2030+60*(N-1)）和SD2032+60*(N-1)）寄存器值来实时修改绝对目标位置及运动速度。31;.总线运动控制指令练习练习PLC开始
22、运行，初始正向脉冲线圈SM2将脉冲数、速度和加减速时间送入相应寄存器。伺服使能ON，M0由OFFON，开始执行增量位置运动MOTO指令。M1由OFFON，将绝对目标位置送入相应寄存器。M2由OFFON，将新速度送入相应寄存器。当脉冲发送完，正在运行标志位SM2001复位，将相应线圈复位。32;.总线运动控制指令练习练习PLC开始运行，初始正向脉冲线圈SM2将脉冲数、速度和加减速时间送入相应寄存器。伺服使能ON，M0由OFFON，开始执行绝对位置运动MOTOA指令。M1由OFFON，将绝对目标位置送入相应寄存器。M2由OFFON，将新速度送入相应寄存器。当脉冲发送完，正在运行标志位SM2001复
23、位，将相应线圈复位。33;.总线运动控制指令多段速运动指令说明指令说明当M0由OFFON时，S2运动轴在设定了S1参数后以S0指定的目标及速度进行多段速增量位置或绝对位置运动。S0：数据起始地址。可设置脉冲各段的位置及速度。 S1：参数起始地址。可设置运动模式、运动段数和运动加减速时间。S2：轴编号N，N的范围为110。34;.总线运动控制指令多段速运动参数起始地址说明参数起始地址说明数据起始地址说明数据起始地址说明1235;.总线运动控制指令练习练习用用MOTOS指令发送四段脉冲，在运行到第二段的过程中将指令发送四段脉冲，在运行到第二段的过程中将速度改为速度改为6000Hz，每段的设定值和加
24、减速时间如下表：，每段的设定值和加减速时间如下表：名称频率设定值(Hz)脉冲个数设定值第1段脉冲500010000第2段脉冲100026000第3段脉冲7500-20000第4段脉冲400025000加减速时间50ms36;.总线运动控制指令PLC开始运行，初始正向脉冲线圈SM2将脉冲数、速度、运动模式、运行总段数和加减速时间送入相应寄存器。伺服使能ON，M0由OFFON，开始执行多段速运动MOTOS指令。M1由OFFON，将新速度送入相应寄存器。当脉冲发送完，正在运行标志位SM2001复位，将相应线圈复位。37;.总线运动控制指令PLC开始运行，初始正向脉冲线圈SM2将脉冲数、速度、运动模式
25、、运行总段数和加减速时间送入相应寄存器。伺服使能ON，M0由OFFON，开始执行多段速运动MOTOS指令。M1由OFFON，将新速度送入相应寄存器。当脉冲发送完，正在运行标志位SM2001复位，将相应线圈复位。38;.触摸屏端图块编程构成及接线简单构成包含触摸屏TG865-ET/UT/MT、可编程控制器XDC-32T-E、BD板XD-NE-BD 构成构成39;.触摸屏端图块编程构成及接线将BD板装入PLC的面板上，如下图所示。PLC的L、N端子接220V的AC电源。PLC端的0V、24V端子接触摸屏的电源端0V、24V。PLC的串口2（COM1口）和触摸屏的串口2（PLC口）用DVP线连接通讯
26、。接线接线40;.触摸屏端图块编程配置1）PC通过DVP线与XDC-32T-E控制器的COM0口连接，如图1所示：2）连接成功后，运行已安装的XINJEConfig配置工具，界面如图2所示。PLC串口串口2配置配置图1图241;.触摸屏端图块编程配置3）点击“配置”-“查找设备”，跳出界面如图3所示：4）择设备类型为PLC，点击“确定”，立即跳出图2界面，则表明连接成功，点击“配置”-“单机设备”-“串口”进行串口配置，选择串口2，参数设置如图4所示，参数设置后点击“写入配置”，PLC重新上电后参数配置生效。PLC串口串口2配置配置图3图4电脑上COM口必须是242;.触摸屏端图块编程配置1）
27、PC通过OP线与示教器的串口1（Download口）连接，如图5下：2）连接成功后运行XINJEConfig配置工具，界面如图6所示。触摸屏串口配置触摸屏串口配置图5图643;.触摸屏端图块编程配置3）点击“配置”-“查找设备”，界面如图7所示4）选择设备类型为触摸屏，点击“确定”，立即跳出图8界面，则表明连接成功，点击“配置”-“单机设备”-“串口”进行串口配置，选择串口2，参数设置如图11所示，参数设置后点击“写入配置”，示教器重新上电后参数配置生效。触摸屏串口配置触摸屏串口配置图7图8必须是244;.触摸屏端图块编程配置5）由于网络种类选择为X-NET，所以在串口设置成功后必须进行路由器
28、配置，点击“配置”-“单机设备”-“路由表”，界面如图8所示，点击“读取”，若读取出的子网号、通讯口号、网关地址分别为2,2,0则路由表信息配置成功，其中子网号与串口设置的网络号对应，通讯口号与串口号对应，若不跨网网关地址则为0；若读取不到信息可点击“添加表项”进行配置。触摸屏串口配置触摸屏串口配置图845;.触摸屏端图块编程配置1）打开图块编程软件，将图块工程（后缀.xgp）下载到PLC中，如图9所示。2）打开XDPPro将梯形图程序（后缀.xdp）下载到PLC中，如图10所示。内部程序下载内部程序下载图9图1046;.触摸屏端图块编程配置3）打开TouchWin将编辑好的触摸屏程序（后缀.
29、txp）下载到触摸中，如图11所示。内部程序下载内部程序下载图1147;.触摸屏端图块编程编程1）点击程序员进入编辑界面编辑程序编辑程序48;.触摸屏端图块编程编程 2）点击编辑界面中“相对运动”，跳出指令编辑界面，编辑控制轴正转的程序。编辑程序编辑程序49;.触摸屏端图块编程编程 3）点击编辑界面中“相对运动”，跳出指令编辑界面，编写控制轴反转的程序。编辑程序编辑程序50;.触摸屏端图块编程编程 4）具体程序编辑程序编辑程序51;.触摸屏端图块编程使能点击菜单栏的“手动监控”，进入监控界面，点击使能按钮，使伺服处于使能状态。 使能使能52;.触摸屏端图块编程调试1）点击“操作区”，切换如下界
30、面， 点击“下载”，完成程序下载。 调试步骤调试步骤53;.触摸屏端图块编程调试2）下载完成后自动跳转至程序调试界面，点击“运行”后程序处于全速运行状态，在全速运行状态时单步运行按钮会隐藏，若想单步运行调试可点击“暂停”或“停止”按钮后点击“上一步”或“下一步”。 调试步骤调试步骤54;.触摸屏端图块编程调试3）点击菜单栏“手动监控”切换至监控界面。界面参数介绍：红色框为当前的实时位置，黄色框内为实时修改各轴目标位置和速度。点动模式时需暂停现有程序，设置蓝色框标出的“点动步长”和“点动速度”，点击“修改”按钮则10个轴的步长和速度都进行修改（若未点“修改”则默认修改轴1的步长和速度），设完参数
31、后按各轴加减点动按钮即可。 调试步骤调试步骤55;.触摸屏端图块编程调试4）若菜单栏“异常报警”闪烁则可点进去查看报警信息，如图右图所示，点击“清除报警”按钮即可清除报警信息。调试步骤调试步骤56;.图块编程软件简介图块编程，又称BLOC，简单易懂，有中、英文操作界面，适于PC端操作，操作方便，交互性强。57;.BLOC特点执行方式：单步运行，断点调试，支持离线编辑调试支持机型：XDM型PLCXDC型PLC数据类型：32位整数型32位浮点型顺序执行，多个任务并行执行，和梯形图执行方式不同图块编程特点58;.图块编程指令种类图块编程指令分为以下几种：（1）基础指令（2）脉冲指令（3）MODBUS
32、指令（4）运动控制指令对象对象数据长度数据长度个数个数对应对应X位20XY位20YM位1000MW32位有符号整型3000HD3000HD8999F32位浮点型3000HD9000HD14999P位置点1000HD15000HD24999SM状态位和PLC内一一对应BLOC支持的数据对象支持的数据对象图块编程数据对象59;.2143安全防护类的程序放在安全防护类的程序放在梯形图内，梯形图内，BLOC中执行中执行流程类，方便现场修改。流程类，方便现场修改。梯形图的实时性梯形图的实时性比比BLOCBLOC高。高。梯形图实时控制梯形图实时控制BLOC执执行，但行，但BLOC块不能控制块不能控制梯形图。梯形图。PLC运行时，运行时，BLOC可单独上传、下载、可单独上传、下载、调试，调试，BLOC也支持也支持离线调试。离线调试。图块编程与梯形图的交互性60;.
