PLC画圆很难吗?其实,只要有方法,这都是浮云
用PLC怎么画圆?相信很多朋友都思考过这个问题,PLC200 smart并没有开发这个功能,需要自己写程序实现,本文和喜欢工控和开发的朋友们交流一下这个有趣的问题,笔者在调试成功的基础上附上视频和程序介绍一种画圆的方法,此方法通用性强,可以根据这个原理方法绘制其它不同的曲线。
以上图的抛物线y=x^2为例分析,我们知道一个方向上走匀速,一个方向上以恒定的加速度运动,轨迹就是抛物线。同样我们可以想到,X轴匀速运动,Y轴变速运动,运动轨迹就会走出曲线。匀速运动时用路程除以时间就可以得到速度,而变速度就需要从微分的角度来计算,即:
所以从原点开始,X方向上以2mm/s的速度匀速向右,Y方向上以Vy=4X的变速度向上运动就能得到上图抛物线。
有了前面的分析,我们可以试试分析这个以50mm为半径的圆形:X^2+Y^2=50^2
可以看到(-50,50)区间内每一个X对应两个Y值,两个Y值一正一负且绝对值相等,对应位置的导数值也是一正一负且绝对值相等,那么当X轴方向上以2mm/s的速度向右运动,要得到这个圆弧的轨迹,在任意一个X位置对应的Y的速度是:
这里都取了X方向的速度为2mm/s,是一个比较慢的速度,再根据Vy的公式(编写入中断程序进行运算),可以编写程序绘制圆形了,只需要注意在在绘制途中X方向和Y方向改变的位置要做一些处理,下面用程序与注释来说明整段程序的过程。(下图是程序建立坐标原点即参考点后实际走出来的轨迹)
首先画圆形需要的是一个两轴控制台(包括步进电机和画图的平台等),两个驱动器,一台200PLC,笔者视频里用的是一个三轴的平台,驱动器细分调至3200,写程序之前使用运动向导,设置两个轴,测量系统选择工程单位,方便我们计算,也更直观,细分3200,我的步进电机每转一圈前进5mm,如下图所示:
方向控制选项如下图,X轴选择单相2输出,因为画圆过程中X方向上有正有负;Y轴选择单相1输出,因为Y轴运动靠的是点动RUN控制,笔者在调试过程中发现使用单相2输出时,使用点动的Director或者Q0.7来控制方向会有时候不受控制,这是因为手动子程序里包含了方向控制导致程序冲突,所以这里Y轴使用单相1输出,调试结果很稳定。其余对电机速度,JOG选项进行一些常规设置即可。(笔者尝试了为实现Y轴变速运动,使用组态中的相对运动和绝对运动子程序,为其提供变速度且实时改变终点位置,结果是Y轴没有动作,因此用相对和绝对不能控制一个速度和位置的数值实时变化的运动,因此最后选择了点动来实现这个变速的功能)
然后开始写主程序:
这是笔者原创的程序,200smart并没有开发相应的功能,三菱plc有圆弧插补功能,笔者没有接触过三菱plc,通过查阅PLC圆弧插补的资料和原理,对两种方法进行了对比:圆弧插补功能的原理是将圆分解成N段折线来画,其误差在某范围内可控,而以上介绍的方法从纯数学的角度来讲是相当完美的,但是也有缺点,它的完美程度取决于中断运算的时间和X方向上的速度,如果运算时间设计较长,Y轴加速情况下会丢步较多,减速情况下会过冲较多,运算时间短对CPU要求较高,X方向速度过快会导致丢步较多,另外由于是浮点数运算,每一步本身就存在极少量丢步。
尽管有这么多理论上的缺陷,但是由于10ms运算间隙时间极短且X轴方向上走的较慢,实际走的圆非常的光滑接近完美的圆。
大家看完此文应该可以完成很多曲线的编程画自己想画的图形了,但是根据函数的复杂性和求导的难度使得编程有难易程度的区别.
如何用西门子PLC和上位机实现自动画圆?
【导读】用S7-200SMART和博途WinCC实现自动画圆。
设计一个画圆程序,即求圆周上的点的坐标值,根据求得的坐标值绘制圆形,并在上位机上动态显示绘制过程。
功能设计
根据以上需求进行如下设计:
1.启动Start按钮按下,开始绘制,利用定时中断,每隔100ms计算一次坐标值。
2.把坐标值保存为历史记录,并作为f(x)趋势视图的数据源,在趋势视图中动态显示画圆过程。
3.清除Clear按钮按下,清除趋势视图中已经绘制的图形。
4.再次按下启动Start按钮,将重新绘制圆形。
开发环境
硬件:SR20,6ES7 288-1SR20-0AA0。
软件:STEP 7-Micro/WIN SMART,V2.5,WinCC Professional V16。
程序设计
编写代码(LAD)。
1.编写计算坐标子程序。
由于COS和SIN指令的输入参数接受弧度值,所以需要先进行角度到弧度的转换。
2.编写定时中断子程序。
调用计算坐标子程序,角度从0°开始,每隔100ms增加1°,到达360°时(一周),则复位为0°,重新计算。
3.编写主程序。
启动按钮M0.0按下,启动100ms定时中断,调用定时中断子程序,并初始化坐标值。清除按钮M0.1按下,停止定时中断程序。
人机交互HMI设计
在WinCC Professional中设计一个人机交互画面,通过该画面进行操作和动态绘制圆形,从而得到直观的测试结果。
1.添加HMI硬件,TP700 Comfort面板。
2.建立连接。
通信驱动程序选择SIMATIC S7 200,接口选择以太网,HMI的IP地址设置为电脑的IP地址,PLC设备的IP地址设置为在线的PLC的IP地址。如果连接失败,请检查PG/PC接口设置。
3.添加变量,和PLC变量地址相对应。
4.建立数据记录。
5.设计画面。
按照上图设计,不再赘述。
6.为启动Start按钮添加事件属性。
7.为清除Clear按钮添加事件属性。
7.为f(x)趋势视图添加数据源。
关闭f(x)趋势图控件中的工具栏、状态栏和网格线等。
系统测试
在TIA Portal WinCC Professional中启动运行系统。
按下启动Start按钮,开始圆形绘制,按下清除Clear按钮,清除趋势视图中已经绘制的图形。
相关问答
西门子plc怎么让伺服电机进行圆形运动?
西门子PLC可以通过以下步骤来让伺服电机进行圆形运动:1.首先,确保PLC与伺服电机之间的通信连接正常,确保PLC能够控制伺服电机。2.在PLC的编程软件中,使用相...
三菱系统PLC控制2步进电机走一个圆,梯形图怎么画呀是不是用plsy指令,大神?
2N的话,用PLSY;3U的话,就用位置控制指令比较。这里边要用圆弧插补,得注意细节问题2N的话,用PLSY;3U的话,就用位置控制指令比较。这里边要用圆弧插补,得注意细...
plc启动按钮是什么?
PLC(可编程逻辑控制器)启动按钮是一种用于启动PLC系统的按钮,通常被称为“PLC启动按钮”或“PLC运行按钮”。PLC启动按钮通常具有以下几个特点:1.外观:PL...
在PLC的编程中怎样用两个定时器实现振荡电路?
要通过步进或伺服电机实现。这里面用到插补的知识。宏观上画的是圆,微观上画的是折线。一个至少有两路脉冲输出的plc控制x,y方向上的两台伺服电机。一会儿控制...
plc圆头8针接口叫什么?
三菱PLC通信口圆8针的都是RS422的,可以使用SC09通讯电缆进行通讯。如果使用RS232通讯扩展板和通讯扩展模块可以与电脑进行RS232通讯。并且可以使用DB9插头座制...
信捷plc能用usb-sc-09通讯吗?
尽管信捷PLC通信口也是圆8针,但是它的通信格式是RS232.三菱PLC通信格式是RS422.所以三菱PLC编程电缆USB-SC-09是不能用于信捷PLC编程通信的.尽管信捷PLC通信...
请问三菱PLC与电脑232接口怎么接线?
三菱PLC通信口圆8针的都是RS422的,可以使用SC09通讯电缆进行通讯。如果使用RS232通讯扩展板和通讯扩展模块可以与电脑进行RS232通讯。并且可以使用DB9插头座制...
三菱PLC通信口是不是用232的?
三菱PLC通信口圆8针的都是RS422的,可以使用SC09通讯电缆进行通讯。如果使用RS232通讯扩展板和通讯扩展模块可以与电脑进行RS232通讯。并且可以使用DB9插头座制...
plc运动控制中什么叫圆弧插补?
在PLC运动控制中,圆弧插补是一种控制方法,用于实现多轴机床等设备上的圆弧运动控制。圆弧插补控制是通过对多个运动轴的位置、速度和加速度进行协调控制,使得...
电工图纸上空心小圆圈代表什么?
电工图纸都是使用专用符号表示相关内容的。空心圆圈通常表示外接电路端,用于连接外部其他功能区块或负载。出现一组小圆圈则可能是PLC的接线端子排,一侧是信号...