芯耀
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上期我們介紹了HMI開發(fā)過程，這期將介紹PLC運(yùn)動邏輯開發(fā)。致遠(yuǎn)電子的ZMC600E和AWStudio提供了ST語言和AWBlock 積木式中文編程環(huán)境，可快速開發(fā)插針機(jī)或其他設(shè)備的PLC邏輯。
AWStudio介紹
AWStudio是工業(yè)自動化All In One可視化集成開發(fā)環(huán)境，可以用于開發(fā)HMI和PLC程序。針對PLC開發(fā)目前提供了多種解決方案：一種是符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的ST開發(fā)環(huán)境，另一種是AWBlock積木式中文編程環(huán)境，未來還將提供梯形圖和功能塊圖編程。用AWBlock寫PLC邏輯像搭積木一樣直觀容易上手，不需要敲代碼也避免了出錯，AWBlock提供了運(yùn)動控制塊，特別適合做機(jī)器人和運(yùn)動控制等應(yīng)用，所以本次PLC使用AWBlock編程方案。
插針機(jī)系統(tǒng)介紹
本次使用 ZMC600E 作為插針機(jī)的PLC設(shè)備，中間使用Modbus協(xié)議與HMI通信，使用EtherCAT協(xié)議與電機(jī)伺服器通信。ZMC600E中內(nèi)置的AWPLC（含AWBlock）運(yùn)行時引擎，可以運(yùn)行用戶編寫的運(yùn)動邏輯，實現(xiàn)插針機(jī)的多軸協(xié)同運(yùn)動控制。
圖1??插針機(jī)系統(tǒng)介紹
? 插針機(jī)PLC開發(fā)流程
只需要四步：一、配置EtherCAT總線；二、配置Modbus從機(jī)；三、編寫AWBlock控制電機(jī)運(yùn)動邏輯；四、最后把工程下載到ZMC600E運(yùn)行。
1. 創(chuàng)建AWBlock解決方案
在AWStudio創(chuàng)建一個新AWBlock編程解決方案工程，如下圖：
圖2??創(chuàng)建解決方案
2. EtherCAT總線配置
插針機(jī)系統(tǒng)中，PLC作為EtherCAT主站，電機(jī)伺服器作為EtherCAT從站，所以要在PLC總線協(xié)議中添加EtherCAT主站功能。在總線協(xié)議節(jié)點上面添加總線，選擇EtherCAT主站，如下圖：
圖3??添加EtherCAT主站協(xié)議
在EtherCAT主站節(jié)點上添加所有軸的電機(jī)伺服器，分別是托盤X軸、托盤Y軸、主軸Z軸。再配置EtherCAT的分布時鐘，如下圖：
圖4??配置參考時鐘
配置參考時鐘有利于運(yùn)動控制的時候所有電機(jī)的同步移動，AWStudio也提供了完整的EtherCAT的配置參數(shù)，用戶可以根據(jù)實際情況來配置自己的EtherCAT通信。
3. Modbus從機(jī)配置
插針機(jī)系統(tǒng)中，PLC作為Modbus從站，HMI作為Modbus主站，所以要在PLC總線協(xié)議中添加Modbus從站功能。然后根據(jù)主從機(jī)約定好的Modbus寄存器點表來配置寄存器地址和個數(shù)，PLC運(yùn)行過程中實時更新這些寄存器供HMI訪問，如下圖：
圖5??配置Modbus從機(jī)寄存器
4. AWBlock運(yùn)動邏輯開發(fā)
插針機(jī)最基礎(chǔ)的功能是控制托盤和主軸（Z軸）移動，所以要創(chuàng)建move_plane和move_main_axis兩個函數(shù)。編輯move_main_axis函數(shù)文件，分別拖入MC_Power和MC_MoveAbsolute功能塊來控制電機(jī)運(yùn)動，如下圖：
圖6??拖入運(yùn)動控制塊
上面已經(jīng)在EtherCAT主站下添加了電機(jī)了，這里會自動識別出電機(jī)并且會自動給每一個電機(jī)生成一個軸對象，因此軸參數(shù)便可以選擇需要控制的電機(jī)，如下圖：
圖7??選擇控制軸
圖8??設(shè)置參數(shù)
接著基于上面寫好的基礎(chǔ)運(yùn)動功能塊，編寫控制托盤和主軸運(yùn)動順序和邏輯（主軸歸0--移動托盤--主軸插針--主軸歸0），比如控制自動插針的auto_move函數(shù)，如下圖：
圖9??用AWBlock寫運(yùn)動邏輯
最后把PLC的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)對接到Modbus從站寄存器，例如：MainAxisSpeed是主軸速度變量，對應(yīng)到PLC的地址是%IW52，%IW52映射到Modbus從站地址為40005，如下圖。這樣，就可以讓HMI通過Modbus控制和獲取PLC運(yùn)行狀態(tài)。
圖10??關(guān)系映射表
圖11??變量綁定地址
5. AWBlock工程下載運(yùn)行
上面的工程開發(fā)完成后，在設(shè)備列表中選擇目標(biāo)設(shè)備ZMC600E，點擊啟動（調(diào)試）按鈕，就會進(jìn)入調(diào)試模式，可以進(jìn)行單步調(diào)試程序；點擊下載即可發(fā)布固件，ZMC600E重啟后就會自動運(yùn)行該工程。如下圖：
圖12??設(shè)備選擇界面
??ZMC600E產(chǎn)品介紹
圖13?ZMC600E?EtherCAT主站控制器
ZMC600E?是ZLG致遠(yuǎn)電子開發(fā)的最新一代智能總線型運(yùn)動控制器，是面向工廠智能化時代的機(jī)器控制器。其采用工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)先進(jìn)的嵌入式 ARM 方案，集實時操作系統(tǒng)、智能算法于一身，配套工業(yè)圖形化編程軟件開發(fā)環(huán)境。
ZMC600E采用TI的雙核64位Arm-Corte-A53，四核Cortex-R5F的AM6442應(yīng)用處理器為核心，主頻1GHz，內(nèi)置1GB DDR4、4GB eMMC以及32KB FRAM，預(yù)留有多路以太網(wǎng)、CAN、IO、USB等硬件接口。同時ZMC600E支持點位運(yùn)動、連續(xù)軌跡、直線圓弧插補(bǔ)、連續(xù)插補(bǔ)、螺旋線等運(yùn)動功能，可以自由設(shè)定運(yùn)行速度、停止速度、加、減速時間可以獨立設(shè)置，S型曲線平滑等參數(shù)，支持在線改變速度和在線改變位置，用戶可以輕松構(gòu)智能化控制系統(tǒng)，快速實現(xiàn)和部署現(xiàn)場各種工藝的應(yīng)用。
