[發明專利]一種PLCopen單軸運動控制功能塊的調度執行方法

在審

• 申請號: 202211303638.3
• 申請日: 2022-10-24
• 公開（公告）號: CN115453967A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 王明昕;許志明;陳曦
• 申請（專利權）人: 傲拓科技股份有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 于瀚文

本發明提供了一種PLCopen單軸運動控制功能塊的調度執行方法，包括：建立當前運動指令執行寄存器數據結構，獲得執行權限的運動控制功能塊被放入到所述數據結構中，并且所述數據結構保存有插補執行的中間信息和控制標志；所述運動控制功能塊首次觸發后會轉化為運動指令；建立運動指令執行器，運動指令執行器周期執行，負責軸狀態機切換，并根據當前所處的合適狀態判斷當前運動指令執行寄存器是否有待運行的指令，并執行其中的運動指令；本發明將操作系統任務調度搶占機制引入到功能塊的執行方法中，建立類似機制，即可以方便實現單軸運動指令的速度過渡，也能靈活的實現運動指令的打斷。

技術領域

本發明屬于PLC(可編程邏輯控制器)領域，尤其涉及一種PLCopen單軸運動控制功能塊的調度執行方法。

背景技術

隨著可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，PLC)的大量普及及推廣，市場上品牌眾多，給用戶提供了很大的選擇機會。隨著處理器性能的大幅提高，PLC的性能也得到了大幅提高，運動控制功能已經在PLC中得到了普及。IEC61131-3標準規定了PLC編程語言的國際標準，包括LD、IL、ST、FBD、SFC、CFC五種編程語言。但是在運動控制領域，各PLC廠家所提供的指令功能大都不兼容，造成用戶更換PLC需要花大量精力去移植程序。

在運動控制領域，為了推進編程語言的兼容性，PLCopen協會從功能、接口及軸運行狀態機等方面定義了運動控制的標準功能塊。但是PLCopen標準只是定義了功能塊的功能，并未給出功能塊的內部實現機制與算法。

目前，對于最常用的單軸運動控制功能塊，其功能塊的內部實現一般包括功能塊初始化、配置參數及輸入參數獲取、軌跡速度規劃、狀態機切換、插補運算、運行中對限位、報警、打斷等的處理，運算輸出、狀態輸出等，這樣的方式造成一個功能塊內部實現太復雜，代碼量復用性差、代碼量很大，并且對開發者的要求很高。同時，這種方式對于PLCopen中常見運動控制功能塊的相互打斷功能的實現也比較困難。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種PLCopen單軸運動控制功能塊的調度執行方法，簡化了功能塊的內部代碼，同時將單軸速度規劃、插補運動及狀態機管理從運動控制功能塊中獨立出來，極大縮小了運動控制功能塊的代碼復雜度及代碼量，方便用戶快速開發運動控制功能塊，并能容易實現運動控制功能塊間的打斷功能和多運動控制功能塊間的速度過渡功能。

本發明的技術方案為：

建立當前運動指令執行寄存器數據結構，獲得執行權限的運動控制功能塊被放入到所述數據結構中，并且所述數據結構保存有插補執行的中間信息和控制標志；所述運動控制功能塊首次觸發后會轉化為運動指令；

建立運動指令執行器，運動指令執行器周期執行，負責軸狀態機切換，并根據當前所處的合適狀態判斷當前運動指令執行寄存器是否有待運行的指令，并執行其中的運動指令；

然后執行如下步驟：

步驟1：在可編程邏輯控制器PLC編程軟件中新建PLC工程，建立運動控制任務，并使用運動控制功能塊編寫運動控制程序；

步驟2：將PLC工程下載到可編程邏輯控制器PLC中執行；

步驟3：運動控制功能塊執行初始化部分進行初始執行狀態判斷，并將運動控制功能塊抽象成運動指令數據結構對象；每一個運動控制功能塊實例均對應一個運動指令數據結構對象，并且每個運動控制功能塊的實例均被分配系統唯一的Index；

步驟4：運動控制功能塊的執行部分跟隨運動指令被周期執行；周期執行部分每周期都會判斷當前指令執行寄存器數據結構中的interEndFlag標志，如果interEndFlag為1，表明當前運動指令執行完成，置位運動控制功能塊完成輸出腳，并退出運動控制功能塊的執行；

步驟5：運動控制任務最后執行運動指令執行器程序。