[發明專利]對PLC定位系統中的各軸的獨立控制周期分配的方法

有效

• 申請號: 201610839540.8
• 申請日: 2016-09-21
• 公開（公告）號: CN106843121B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 金錫淵
• 申請（專利權）人: LS產電株式會社
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 崔炳哲

本發明涉及一種對PLC定位系統中的各軸的獨立控制周期分配的方法。該方法包括：將各軸分成具有第一控制周期的第一軸組和具有第二控制周期的第二軸組并且為不同的軸分配不同的控制周期；當在第二軸組的位置控制計算期間請求第一軸組的位置控制計算時，經由中斷通過任務切換來執行第一軸組的位置控制計算；并且，在完成第一軸組的位置控制計算之后，經由中斷通過任務切換來重啟第二軸組的位置控制計算。

技術領域

本發明涉及一種對PLC定位系統中的各軸的獨立控制周期分配的方法。更具體地，本發明涉及一種對控制多個軸的PLC定位系統中的各軸的獨立控制周期分配的方法，其中各軸被分成需要較快響應的第一軸組和需要較慢響應的第二軸組，并且在請求第一軸組的位置控制計算的時間點切換任務，以便優先于第二軸組的位置控制計算來執行第一軸組的位置控制計算。

背景技術

可編程邏輯控制器(PLC)的定位功能是通過利用輸出到PLC的晶體管輸出接觸點的快速脈沖串驅動電機來將對象移動到正確位置的功能。

隨著自動控制系統的復雜度的增加，已經開發了用于利用單個控制器來控制多個軸的各種應用。然而，現有的基于脈沖或模擬信號的直驅伺服控制具有對可控制的伺服驅動器的數量的限制，因為輸入/輸出接觸點以一對一的對應關系被連接到伺服驅動器。

然而，近年來，在上述方法之外，已經利用了使用網絡技術來將目標位置和速度實時發送到多個伺服驅動器的其他方法。

作為一個示例，EtherCAT協議可以用于每100μs將指令值和控制數據提供給100個伺服軸。然而，難以每100μs計算100個伺服軸中的每個伺服軸的移動。當然，具有高性能的MPU可以有助于減少計算時間，但是不能夠避免任何固有限制。

PLC定位系統計算要在按單位時間定義的每個控制周期輸出的脈沖。取決于制造商和產品，控制周期通常在從幾百μm到幾十ms的范圍內變化。在控制周期期間輸出的脈沖的頻率是恒定的并且要針對下一控制周期輸出的脈沖的速度(即頻率)被確定。因此，較短的控制周期促進更平滑的電機控制。

圖1和圖2是用于解釋傳統PLC定位系統的位置控制計算方法的示意圖。

參考圖1和圖2，計算要在針對每個軸的控制周期內從每個間隔的控制周期的開始移動的軸的移動量(S1)。總體上，完成從第一軸到最后一軸(取決于產品而變化)的計算。在完成計算后，任務等待對應控制周期的剩余時間或者進行控制所需要的剩余的任務(S2)。在完成計算之后的下一控制周期期間，在先前控制周期中計算的移動量被輸出到伺服驅動器，并且在對應的控制周期中，計算在每個軸的第二下一控制周期期間的移動量(S3)。在第二控制周期期間輸出在第一控制周期中計算的移動量。在此時計算的移動量被存儲在輸出緩沖器中并且在稍后被輸出。

上述方法必須在考慮所有軸的最大計算時間的情況下分配控制周期，因為各軸的控制周期是相同的。例如，如果要控制具有相同種類的10個軸(其計算時間是1ms的最大值)的系統，控制周期必須至少被分配以10ms。

圖3是用于解釋其中計算所有軸花費的時間的周期超過傳統PLC定位系統中的控制周期的情況的示意圖。

參考圖3，盡管在第一控制周期內完成對其的計算的包括第一軸和第二軸的軸的移動量在下一控制周期期間正常地被傳遞到伺服驅動器，但是未在第一控制周期(第一間隔)內完成對其的計算的軸不具有要在下一控制周期期間被輸出的移動量。

因此，第n個軸在第二間隔中不具有實際輸出。這樣的效果的累積可能導致增大的位置誤差。因此，如果所有軸要利用相同控制周期來控制，則所有軸的位置控制計算必須利用分配的控制周期來完成。

然而，該控制周期對控制系統的響應性和靈活性具有影響。較長的控制周期導致在終點處同樣程度的較慢響應，其對產品的產量具有直接影響。