运动控制是PLC重要的应用领域,本文以一个简化版的跑步机为例,介绍一下在AWPLC中使用运动控制块的基本方法。
背景
AWTK全称ToolkitAnyWhere,是ZLG开发的开源GUI引擎,旨在为嵌入式系统、WEB、各种小程序、手机和PC打造的通用GUI引擎,为用户提供一个功能强大、高效可靠、简单易用、可轻松做出炫酷效果的GUI引擎。
AWPLC是ZLG自主研发的PLC系统(兼容IEC-3),其中AWPLC的运行时库(Runtime)基于ZLGTKC开发,可以移植到到任何主流RTOS和嵌入式系统。AWPLC的集成开发环境(IDE)基于AWTK开发,可以运行在Windows、MacOS和Linux系统之上。AWPLC的主要目标之一是把PLC中低代码开发方法引入到嵌入式软件,从而提高嵌入式软件的开发效率和可靠性。
简介
运动控制是PLC重要的应用领域,本文以一个简化版的跑步机为例,介绍一下在AWPLC中,使用运动控制块的基本方法。
对于单轴运动控制,从控制的方法来说,可以分为3类:
位置控制。让轴转动指定的位置;
速度控制。让轴以指定的速度转动;
力矩控制。让轴以指定的力矩转动。
在PLCOpen的运动控制功能块中,对以上控制方法都有支持。跑步机是一个典型的速度控制类应用,常见速度类控制应用也很多,比如抽油烟机、洗衣机、扶手电梯和传送带等。速度控制是最简单的控制方式,使用MC_MoveVelocity这个功能块就可以了,它让轴以指定的速度转动,其图形表示如下:
*这是一个标准的功能块,具体用法可以参考PLCOpen的文档,网上也有很多文章介绍。
1.系统组成
该系统包括:
6个按钮。●启动按钮。●停止按钮。●增加速度按钮。●减小速度按钮。●1档按钮。●2档按钮。数码管。用来显示当前的速度。伺服电机。因为没有真实硬件,找了一个二手伺服电机,看起来比较Low,反正能转起来吧,下一步会支持ZLG专业的运动控制器。运动控制算法用的一个开源的库(实现不太完整),以后会集成ZLG算法专家提供的运动控制库(也可以集成第三方商业运动控制算法)。
程序界面如下所示(为了方便理解,我们把功能块图也放到了界面上):
2.软件模拟
按钮和数码管都用软件模拟。
PLC程序
运动控制的功能块,参数通常比较多,占地比较大,一个屏幕放不下几个。在这个例子中,我们把它放到两个程序中:
主程序程序负责运动控制和开关机。
速度调节和档位切换。
*注意:实际速度与硬件选型有关,需要对电机控制器的参数进行配置,这里为了简化,把速度设置到0-之间。
1.主程序程序
开机过程:
点击START按钮。将状态RUNNING设置为TRUE。RUNNING为TRUE会激活功能块MC_Power启动电机。电机启动完成,MC_Power的Status输出TRUE,MC_MoveVelocity开始执行,设置初始速度。
关机过程:
点击STOP按钮,MC_Stop开始执行。停机完成,MC_Stop的Done输出TRUE,此时将状态RUNNING设置为FALSE,并将速度清零。
注意事项:
MC_Power的参数Enable_Negative设置为false,禁止反转。
MC_MoveVelocity的ContinouseUpdate设置为true,否则速度调节无效。2.速度调节和档位切换
增加速度:
点击INC按钮。将速度增加5,如果速度大于,取,设置到速度变量VELOCITY。
减小速度:
点击DEC按钮。将速度减小5,如果速度小于0,取0,设置到速度变量VELOCITY。
切换到1档:
将40设置到速度变量VELOCITY。
切换到2档:
将80设置到速度变量VELOCITY。
用户界面
应用程序不需要编程,用AWTKDesigner设计好界面,将控件与模型进行绑定即可。下面介绍一下控件与模型的绑定方法。这里用的是AWTK-MVVM,数据绑定规则与AWTK-MVVM是完全一样的。
模型可以用io、plc或者io+plc。io可以用来绑定IO变量,plc可以用来绑定程序PLC内部变量。
示例:
windowv-model="io+plc"tr_text="AWPLCdemo"
由于符号%在程序里具有特殊功能,所以在绑定IO变量时,把%换成_。比如:将%QX0.0写作_QX0.0。
速度VELOCITY是全局变量,可以加global.前缀访问。
示例:
buttonv-data:pressed="{_IX0.0,mode=TwoWay}"text="Start"/
buttonv-data:pressed="{_IX0.1,mode=TwoWay}"text="Stop"/
buttonv-data:pressed="{_IX0.2,mode=TwoWay}"text="Inc"/
image_valuev-data:value="{global.VELOCITY,mode=OneWay}"format="%02d"image="num_"/
buttonv-data:pressed="{_IX0.3,mode=TwoWay}"text="Dec"/
buttonv-data:pressed="{_IX0.4,mode=TwoWay}"text="Level1"/
buttonv-data:pressed="{_IX0.5,mode=TwoWay}"text="Level2"/
运行效果:启动电机后,在界面上修改速度或切换档位,可以观察到电机速度相应变化。
*由此可见,在AWPLC功能块图的帮助下,我们不要写C代码或脚本,即可完成应用程序的开发。AWPLC用低代码降低了开发的门槛,提高了开发的效率。AWPLC等您来玩!
AWPLC目前还处于开发阶段的早期,写这个系列文章的目的,除了用来验证目前所做的工作外,还希望得到大家的指点和反馈。如果您有任何疑问和建议,请在评论区留言。
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