作者：北京 奚子洋
一、測(cè)試背景
為某項(xiàng)目驗(yàn)證絲杠長(zhǎng)時(shí)間工作后的精度和重復(fù)性，利用海為N型PLC給步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器連續(xù)發(fā)送脈沖從而控制步進(jìn)電機(jī)使絲杠做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。持續(xù)工作一周后，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)精度和重復(fù)性數(shù)據(jù)比較。當(dāng)然N系列的PLC還可以做簡(jiǎn)單地直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)和圓弧插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，在這里沒有應(yīng)用，以后有機(jī)會(huì)可進(jìn)行測(cè)試。
二、硬件配置
控制器采用海為N系列運(yùn)動(dòng)型CPU型號(hào)為N16S2T，該CPU提供4路200KHz的高速脈沖輸入和4路200KHz的高速脈沖輸出，CPU為步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器提供脈沖控制輸出。24V電源為步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和CPU輸出提供電源，CPU的輸入點(diǎn)可用CPU自身提供的24V電源提供工作電源。另外，為簡(jiǎn)單的測(cè)試任務(wù)配置三個(gè)自復(fù)位式按鈕，分別用于系統(tǒng)啟動(dòng)，系統(tǒng)停止，系統(tǒng)回零功能。
具體的控制要求如下：
1、當(dāng)系統(tǒng)在電氣零點(diǎn)的情況下，按下系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕方可運(yùn)行該系統(tǒng)，運(yùn)行系統(tǒng)后絲杠上的滑塊會(huì)按照絲杠的形成做持續(xù)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
2、當(dāng)系統(tǒng)在運(yùn)行狀態(tài)下，或者回零狀態(tài)下，按下系統(tǒng)停止按鈕，CPU都將停止脈沖輸出，電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。
3、當(dāng)系統(tǒng)上電時(shí)，必須首先進(jìn)行系統(tǒng)回零，系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕無效。
三、程序設(shè)計(jì)
1、利用海為編程軟件，首先為工程進(jìn)行硬件配置如圖，設(shè)置PLS0通道為1。
2、點(diǎn)擊主程序塊建立主程序，由于程序量小因此直接在主程序中進(jìn)行編程。該測(cè)試任務(wù)中，利用到的功能塊主要是D.PLSR（加減速脈沖輸出功能塊），PSTOP（脈沖停止輸出功能塊），ZRN（原點(diǎn)回歸功能塊）和SETZ（設(shè)置電氣零點(diǎn)功能塊）。部分程序如下圖：
四、系統(tǒng)調(diào)試和運(yùn)行
1、離線調(diào)試，利用HaiweiHappy軟件自帶的離線調(diào)試功能進(jìn)行離線程序測(cè)試，檢查邏輯控制關(guān)系。
2、聯(lián)機(jī)調(diào)試，將通訊電纜將CPU模塊和計(jì)算機(jī)通過串口相連，進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，觀察設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，進(jìn)一步檢查邏輯控制功能，以及調(diào)整脈沖輸出的脈沖數(shù)和脈沖頻率和加減速時(shí)間等參數(shù)。
3、系統(tǒng)運(yùn)行。
五、測(cè)試結(jié)論
通過對(duì)絲杠的運(yùn)動(dòng)距離的重復(fù)多次測(cè)量。可以證明海為N系列N16S2T這款CPU在常規(guī)環(huán)境下，長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)設(shè)備的穩(wěn)定性和重復(fù)性是有保證的。
六、使用心得
第一次使用海為PLC，感謝海為工作人員為我申請(qǐng)了一個(gè)N型的PLC，首先拿到產(chǎn)品的時(shí)候包裝外觀還是很規(guī)矩的。硬件方面不管是接線還是接口配置，在國產(chǎn)品牌中算是中規(guī)中矩。但是個(gè)人感覺海為的編程軟件還是有很多亮點(diǎn)：
1、軟件上手很快，雙擊打開后只需要新建項(xiàng)目，系統(tǒng)就會(huì)提示你下一步需要做哪些工作而且都是即時(shí)顯示，讓你的工程IO點(diǎn)，存儲(chǔ)區(qū)等配置一目了然。
2、在寫程序時(shí)，調(diào)用功能塊時(shí)，比如在調(diào)用D.PLSR時(shí)，會(huì)自動(dòng)填寫相應(yīng)功能的系統(tǒng)寄存器，如下圖。不需要再去查手冊(cè)然后手動(dòng)填寫。
3、調(diào)試功能分為脫機(jī)調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試不用再安裝其他軟件，操作一目了然基本不用看手冊(cè)，直接就知道怎么操作非常簡(jiǎn)便。
總體來說，Haiwell PLC初次使用的總體感覺是，上手快，查找資料效率高，所有的關(guān)鍵點(diǎn)都在幫助文檔的目錄中一目了然，功能塊功能豐富，串口的自由口通訊成為基本配置，可提高設(shè)備集成性，如一些廠家自己協(xié)議的設(shè)備可以不用第三方設(shè)備進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。最后對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制有一點(diǎn)看法，在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制編程時(shí)，如果在編程界面中有一個(gè)是設(shè)置運(yùn)動(dòng)參數(shù)的界面，比如設(shè)置參數(shù)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈的脈沖數(shù)，電機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈實(shí)際物體前進(jìn)多少mm，啟動(dòng)速度、加減速速度設(shè)定，加加減速度等參數(shù)的設(shè)置。然后通過這些設(shè)置的數(shù)據(jù)，在主程序編程時(shí)，直接調(diào)用真正的運(yùn)動(dòng)控制功能塊，這些功能塊只需要填寫需要走的距離，運(yùn)動(dòng)速度，在狀態(tài)側(cè)直接顯示當(dāng)前的位置，而不是輸入脈沖數(shù)，脈沖頻率等參數(shù)。這個(gè)功能有點(diǎn)類似西門子的200smart的CPU，當(dāng)然也可以將這個(gè)思路運(yùn)用到PID控制。一點(diǎn)拙見說的不對(duì)的地方多見諒。
