【精选】AM600用户程序编写与调试过程 |
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【精选】AM600用户程序编写与调试过程
一个基本的伺服控制程序，是由 CPU 模块、IS620N 伺服系统、RTU-ETC 及 0016ERN 扩展模块组成：
要求编写一个简单的程序，让 AM600CPU 控制器实现如下功能：
①让伺服马达 1 能够点动运行；
②每触发一次命令标志，伺服马达 2 运转 2 圈后停止，用于测试系统是否运行正常；
③让扩展机架上的 IO 输出端口，进行跑马灯输出，每 0.5 秒由低向高移动 1 位，在 16bit 范围内循环移动。
例程的编程方法与步骤如下：
伺服的运动控制，需要放在高实时 EtherCAT 任务周期中处理；跑马灯的控制实时性要求不高，放在 20ms 的任务循环中处理；
一、新建工程
运行 AM600 编程软件 InoProShop，新建一个用户工程，在如下图的画面中，双击左侧 Network
Configuration，添加 EtherCAT 网络总线：
根据实际系统的设备接线顺序，在网络中依次添加 2 个 IS620N 伺服、1 个 RTU-ETC 远程模块（扩展机架）， 如下图：
双击上图中的 RTU-ECT 模块，进入扩展机架的配置画面，在该画面中，按实际接线顺序，依次添加扩展 IO 模块， 如下图：
至此，在用户工程中与 AM600 实际应用的接线相同的硬件配置完成。 二、编程功能处理的POU 先看一下 InoProShop 编程环境中的默认任务配置，默认有一个 MainTask 任务，点击查看其包含 EHERCAT. EtherCAT_Task 项目，因此这是一个 EtherCAT 任务，该任务下还有一个名称为 PLC_PRG 的 POU，在新建 工程的同时创建了，我们希望的伺服控制程序代码就可以在 PLC_PRG 中来编写。
双击上图左侧的 PLC_PRG，进入该 POU 的编辑画面，输入如下图的内容，为了简练，MC 功能块实例中没有用到的变量没有显示：
上面的就是要编写的 2 个伺服试运行代码，可令伺服 1 点动运行，每次置位 RUNF1 标志，可令伺服 2 旋转 2 圈。 为了达到这个目标，还需根据伺服驱动器作相应的配置，对 EtherCAT 主站通信 PDO 进行配置，如下图中被 勾选的配置项，将来是每次 EtherCAT 通信中，都要进行交互的数据内容；
还有一些只需要 AM600 对伺服功能码进行改写操作的内容，就放在 SDO 配置中，如电子齿轮比、原点回归 模式等，这些通信操作的是伺服的功能码，且只在上电后进行一次改写操作：
上图中，是将伺服的运行模式设置为“周期同步位置模式”，简单的讲，就是 AM600 控制器，在每次 EtherCAT 任务执行中，计算下一个周期点要求到达的位置（TargetPosition），发送给伺服驱动器，而伺服 将根据这个距离 / 时间命令，完成到达下一个到达目标点的运动。
三、电机参数设置
为了精确地控制运动位置，控制器必需准确计算伺服电机的位置，根据应用系统的运转特性、行程特点，选择“轴 类型与限制”，以便控制器内部对读电机编码器反馈信息进行计算，得到准确位置，避免编码器脉冲数累积溢出造成的错误，如下图：
对于丝杆类型的往复运行机构，其行程是有限的，我们往往需要知道其在丝杆行程范围内的绝对位置，此时 选择“线性模式”比较好；
若是单方向运转类型的转轴，采用线性模式容易出现位置计数溢出，导致位置计算错误，则选择“周期模式” 比较好；
电机的编码器参数（如分辨率），应用系统的机械减速比可能各不相同，在编程时也需要根据实际情况进行设定， 如下图：
IS620N 伺服配套的电机有两种典型分辨率，普通增量式编码器为 20bit 分辨率，即每圈有 1048576 个脉冲数；
而绝对编码器为 23bit 分辨率，每圈 8388608 个脉冲数。实际运行时，控制器以 EtherCAT 通信方式向伺服 驱动器发送所需要运行的脉冲数，来控制伺服运行，因此编码器分辨率，需要根据实际情况准确设定，如上图。
例如上图中为 20bit 编码器，没有减速机的情况，当命令伺服运行 1 个单位时，伺服将会选择 1 圈（轴运动 360°）。
如果将上图中圆圈内“应用的单元”参数输入栏填写为 360，当命令伺服运行 1 个单位时，伺服将会选择 1/360 圈（轴运动 1°）。依此类推，按照实际机械结构的设定对应参数（俗称电子齿轮比）之后，就可以按 照应用系统的运动距离物理单位输入 distance 命令了，使控制参数直观易懂。
另外还需注意，上图中圆圈内的参数输入栏中只能输入整形数，因左右两边对应行中的参数之比为有效比例值，可以通过在左右两边对应行输入合适的整数值。例如伺服电机经过变比为 4:1 机械减速机构后，驱动导程为5.6mm 的丝杆（即丝杆转动 1 圈，丝杆滑块运动 5.6mm）运动，设定如下图：
图中圆圈栏中参数的量纲，后续就可以作为 MC 控制命令中 distance 的参数量纲了。
上面说明的伺服驱动器、电机设置内容，在 Axis、Axis_1 两个轴的对应项中均需设置和核实，否则不会按所希望的特性运转。
四、跑马灯逻辑流程编写
相对于伺服轴的运动控制，跑马灯的逻辑控制程序执行需要的实时性就可以低许多，只要按每秒 2 次的 DO 端口变化即可，可以另外设置一个普通任务，每 20ms 执行一次对应的 POU，来进行移位刷新处理。先增加一个 POU，如下：
在 POU 中编写一个如下的程序，另外再增加一个任务：
然后将跑马灯 POU 分配给新任务 Task 中，同时配置 Task 的任务执行，将其优先级设为普通优先级，比如15；执行时间间隔设为 20ms：
若有编写错误，上图中会列出错误类型与原因，双击其中的错误描述，光标会跳转到对应的程序编辑窗口，便于修订；逐一处理后，再进行编译，直到所有编译问题排除。 最后将用户程序下载到 AM600CPU 模块中
七、监控用户程序的运行
至此，编程所需的伺服点动、触发运行 2 圈的功能都已实现，一个简单的编程过程就完成了。 八、典型步骤总结 从上面的举例来看，编写具有 MC 运动控制功能的用户程序，一般需要有如下的内容处理， 应用系统硬件配置：根据所使用的主控制器、扩展模块、网络类型、伺服从站等，进行网络配置； 用户程序编写：根据所需实现的控制功能，将运动控制用一个 POU 编写（如 POU1），将普通逻辑控制用 POU 编写（如 POU2）； 伺服驱动器参数配置：根据硬件配置中的伺服名称，伺服的运行模式，来配置 SDO、PDO 的对象，保证用户 程序的 MC 功能块与伺服之间所需的通讯对象都填在配置表中； 伺服电机参数配置：要准确填写伺服电机的编码器分辨率、机械结构的传动比、轴运动范围特点等，使得控 制对象的位移指令与实际位移的准确对应； 任务安排：按控制的实时性要求，将运动控制功能 POU1 放在 EtherCAT 任务中执行，周期可设为 2ms，优 先级为 0；将普通逻辑控制 POU2 放在普通任务下，周期可设为 20ms，优先级为 16； 在线调试：将 AM600 控制器通过 LAN 网络与 PC 相连接，接线无误后上电，下载调试用户程序，排除用户程 序 Bug；若有条件，可将伺服驱动系统接入 AM600 控制器，再进行调试。若手头没有伺服系统，可以将伺服 设为虚轴；若手头没有 AM600 控制器，还可以在 PC 上仿真调试用户程序，先排除用户程序中可能的错误， 直达满意为止。 |
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