PLCopen多轴圆弧运动控制功能块的实现

针对目前市场上运动控制器编程语言不兼容、编程方法繁琐等问题,深入研究了基于PLCopen规范的功能块模型设计及圆弧插补算法的工作原理。首先,在试验室现有的"多轴运动控制器+μC/OS-Ⅲ"平台上,选用目前工控界广泛推广的德国3S公司的Codesys软件作为开发平台,以多轴圆弧运动控制功能块作为编程对象,采用结构化文本语言和顺序功能图,设计运动控制功能块。其次,通过在嵌入式系统中移植Codesys SP内核,使硬件平台成为符合IEC编程标准的可编程逻辑控制器,实现底层功能块的接口设计。最后,将设计好的功能块下载到控制器中,在Matlab中进行速度与位移曲线的仿真。仿真结果表明,功能块可达到设计要求,能够完成多轴运动,并可被移植到其他硬件平台上,具有很好的兼容性与复用性。

基于PLCopen的数控机械控制器研究与开发

"数控一代"的发展规划将促进我国机械产品的全面创新和升级换代,因此探索研究一套方便、灵活、通用、高效的控制系统解决方案,成为亟待解决的关键问题。文章以"数控一代"为背景,结合IEC 61131-3工业控制编程语言标准和PLCopen运动控制规范,开发了完整的PLC open运动控制库,并以此为基础研究设计了几种典型的数控机械,最后对PLCopen运动控制库和数控机械功能库进行了实验验证,从而实现了一套简单、高效、通用、灵活、完整的数控机械运动控制解决方案。

基于PLCopen的运动控制系统的设计

针对运动控制编程语言,研究了PLCopen运动控制编程语言国际标准,基于PLCopen标准设计实现了一种运动控制器。采用PLCopen标准定义的功能块模块模型,实现了运动控制器的图形化编程模式。研究了PLCopen标准定义的模块间关系,设计了一种打断锁,实现了PLCopen标准定义的模块间不同模式的交互方式。在基于Berimiz开源开发平台上,以单轴模块,验证了运动控制系统的可行性。

基于PLCopen的电子凸轮功能块算法的研究

数控机床及工业机器人的核心是其运动控制系统,为了提高运动控制系统的性能,依据PLCopen定义的MC运动控制规范,结合SoftPLC和运动控制编程,设计并实现了MC运动规范Part2部分中周期性和非周期性位置协同的电子凸轮,并在非周期性电子凸轮中采用三次样条插值算法拟合非周期性曲线。首先,采用C#语言设计功能块的框架;然后,采用C/C++为编程语言给主轴进行运动规划并且在非周期条件下将离散点拟合成一条曲线,整个控制程序在ProConOSe CLR内核中运行;最后在上位平台Multiprog中调用功能块让主从轴协同运动。实验结果表明,这种电子凸轮功能块在工业控制中既可以按照预定轨迹周期性运动,也能仅仅依据关键点位置进行非周期性运动,并且速度平滑无突变,应用前景广泛。

基于PLCopen标准的剪板机数控系统设计

基于PLCopen标准与IEC61131-3标准,结合嵌入式软PLC技术和后挡料闸式剪板机工艺需求,设计出了一种剪板机数控系统。该系统由嵌入式软PLC、伺服驱动、HMI等设备构成,程序使用IEC61131-3语言编写,系统符合剪板机的过程控制与运动控制要求,运动控制功能块遵循了PLCopen定义的运动控制功能块函数模型。该系统可移植性强,开放性、可维护性好,成本低。最后,在江苏扬力集团MS8型机床本体上验证了该系统的可行性。

基于PLCopen的轴组协调运动功能块的设计与实现

针对目前运动控制领域编程方式种类繁多,依据PLCopen组织定义的MC运动控制规范,设计并实现了轴组运动功能块,完成了轴组协调运动控制。首先采用C#语言定义功能块的输入输出接口以及功能块类型;然后,采用C++语言分别将直线插补算法与圆弧插补算法分别封装进对应的功能块内,并且提出在插补过程中将数据分割的方法保证有效数据的不丢失,保证控制精度。最后在上位平台Multiprog中调用功能块让两种插补方式协同工作,整个控制程序执行在ARM-Cortex A9开发板内。实验结果表明,所设计的轴组协调运动功能块不仅仅能够准确到达指定脉冲位置,也可以相互配合使用,应用前景广泛。

PLCopen运动控制功能块的研究与开发

针对不同运动控制器平台的编程语言不兼容的问题,深入研究了IEC61131-3标准和PLCopen运动控制功能块规范。基于"VDX6353工控主板+Windows CE 6.0"架构的运动控制器,利用KWSoftware公司提供的ProConOS eCLR开发工具包实现了PLCopen规范中单轴部分的功能块。将功能块下载到控制器,并在MultiProg中对功能块进行了验证。结果表明,实现的功能块符合PLCopen功能块规范。功能块执行正确,具有良好的兼容性。

PLCopen轴组运动功能块的研究与实现

针对PLCopen单轴及主/从结构多轴功能块无法实现复杂多维运动控制的问题,对PLCopen轴组功能块的执行方式和参数保存及传递方法进行了研究,提出了结构体队列法,设计并实现了PLCopen轴组功能块,完成了多轴协调运动控制。首先采用基于信息队列的方法实现了PLCopen标准定义功能块中Buffer Mode功能,能够完成多种模式下的运动控制。然后采用建立结构体的方法实现了运动参数的保存及传递。最后,基于工控机+PMAC运动控制卡为架构的硬件平台,以调用轴组直线运动功能块为例,对轴组功能块功能进行了实验验证。实验结果表明,轴组功能块运行正确,能够完成多种模式的运动控制,实现多轴协调运动,满足对于复杂多维运动的实际需求。

基于PLCopen的六轴工业机器人运动控制功能块设计

针对工业机器人控制系统的开放性要求,设计符合PLCopen规范的六轴工业机器人运动控制功能块;基于CodeSys软件开发环境,结合SMC_CNC库中数组、结构体和功能块,采用IEC61131-3编程语言开发了六轴工业机器人运动控制功能块,包含:坐标变换、正逆运动变换、直线与圆弧插补运动等;在此基础上,开发了一系列机器人运动控制指令和可视化编程界面;最后,以埃夫特ER50六轴工业机器人为实验对象,采用研制的机器人运动控制器,实施机器人编程控制实验,结果表明所开发的机器人运动控制功能块及其指令达到了设计要求。

基于PLCopen Safety的数控系统安全PLC软件系统

为了规范和简化符合功能安全标准的PLC开发流程,使用顺序功能图实现了PLCopen Safety标准规定的安全功能块,并集成到Beremiz开发环境中。针对数控机床的运行特点,基于PLCopen Safety标准设计了安全PLC的软件系统,配合相应的安全硬件可以实现对数控系统的安全监控。经过实验表明设计的安全系统可以稳定可靠实现安全功能,对开发符合功能安全的PLC软件具有一定的指导意义。

基于PLCopen标准的工业机器人运动控制器的设计与实现

为了满足当前工业机器人控制系统对开放性、实时性和控制精度的要求,在CODESYS软件开发环境下,基于PLCopen标准,设计了一种满足各类工业机器人的通用型运动控制系统软件框架,能够实现多关节工业机器人的正/逆运动学求解以及直线和圆弧插补。此外,在CODESYS软件环境下,设计了可视化界面。最后以六自由度串联工业机器人为对象搭建了实验平台,进行了实验验证。结果表明,所设计的软件框架满足设计精度和实时性等要求,并对多关节工业机器人具有很好的通用性。

基于FSM的PLCopen运动控制系统可靠性研究

针对PLCopen运动控制系统安全验证问题,对PLCopen标准运动控制功能块语言、系统运动状态关系等方面进行了研究,提出一种新的分层描述时间自动机模型。该模型将系统程序状态与系统状态分别抽象定义,通过UPPAAL验证器进行验证,以状态路径正确或错误转换作为系统可靠的分析结果,从而实现系统的逻辑安全验证。实验结果证明该方法可以完成PLCopen标准运动控制系统的逻辑安全验证,并且有效减少了模型转换的出错率。

基于PLCopen运动控制功能块的时间自动机建模与验证

PLCopen标准库描述了常见的运动控制功能块,广泛运用于运动控制系统。不过,很少有方法来验证基于这个标准的系统。以验证运动控制程序的安全性、可达性为目标,提出针对PLCopen运动控制功能块的模型转换方法。根据可编程控制器的周期扫描特性,提出可编程控制器执行模型。提出将功能块图程序(function block diagram,FBD)转换为基于Uppaal系统的时间自动机模型,从而验证运动控制程序的可靠性。

基于PLCopen标准的PLC性能测试

针对可编程逻辑控制器(PLC)的性能测试问题,本文基于工业控制编程语言标准-IEC 61131-3,着重介绍PLCopen标准性能测试程序的定义及组成部分,并以倍福BX9000和西门子PLC315-2 DP的测试过程和测试代码为例,详细介绍性能测试程序各功能模块的原理及应用方法。

基于PLCopen的PAC控制器研究与实现

针对目前控制器市场上缺少统一的编程语言的问题,在研究IEC61131-3标准和PLCopen运动控制规范的基础上,基于德国Phoenix Contact Software软件平台,开发了H5-PAC控制器(H5系列可编程自动化控制器)。实验结果表明,该PAC控制器符合PLCopen运动控制规范,具有很好的实际应用前景。

基于PLCopen的数控机械控制器开发及应用

在本次研究当中分析了基于PLCopen技术背景下的数控机械控制器设计和应用内容。在实际研究的过程中需要注重改进已有不合理的一些技术,让机械控制器的性能得到有效提升,达到创新产品的重要目标,也促进工作有效率的不断提升。

基于PLCopen标准的运动控制系统设计

基于PLCopen标准,结合PLC(可编程逻辑控制器)编程和运动控制编程,设计并实现了一种运动控制器.此运动控制器采用PLCopen标准定义的功能块模块模型,一方面达到了PLCopen标准定义的运动控制要求,另一方面实现了运动控制器的图形化编程模式.为了满足PLCopen定义的功能块模式的变换,在研究PLCopen标准定义的模块间关系基础上,设计了一种打断锁,通过对打断锁的操作,实现了PLCopen标准定义的模块间不同模式的交互方式.最后,在基于Beremiz开源开发平台上,以单轴模块验证了运动控制系统的可行性.

研究PLCopen下数控机械控制器的开发

机械工业中最重要的系统就是控制系统,而与传统的机械工业生产过程相比,现代化的工厂越来越多地使用到具有很大柔性以及易于数据编程、结构开放自动化的运动控制系统。但是在系统运动程序的编程过程中,可编程式的逻辑控制器还存在很多不足,因此,本文在"数控一代"的研究背景下,重点针对PLCopen运动控制规范与IEC61131-3工业控制编程语言标准对完整性的PLCopen运动控制库进行开发研究。