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| 發(fā)布時(shí)間： | 2023-11-25 01:41 |
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西門子擴(kuò)展模塊6ES7234-4HE32-0XB0西門子擴(kuò)展模塊代理商
 | SIMATIC S7-1200，模擬輸入/輸出 SM 1234，4 個(gè)模擬輸入/2 個(gè)模擬輸出， +/-10V，14 位分辨率 或者 0(4)-20mA， 13 位分辨率 |
| SIPLUS S7-1200 SM 1234 4AI/2AQ 基于 6ES7234-4HE32-0XB0 帶防腐蝕涂層， -20 - +60°C， 模擬輸入/輸出 +/-10V：14 位分辨率 或 0-20mA：13 位分辨率 |
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一、實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹
(1) 西門子S7-200SMART系列PLC，CPU型號為ST20。
(2) XYZ軸平臺一套，該平臺有三個(gè)步進(jìn)驅(qū)動器，三套電機(jī)配合絲桿，在本例子因ST20型號的CPU只支持2軸高速脈沖輸出，所以只驅(qū)動X軸和Y軸。實(shí)驗(yàn)平臺如下圖所示：
注：定義往電機(jī)方向移動為正方向，絲桿的邏輯為4mm，步進(jìn)驅(qū)動的細(xì)分設(shè)置為3200個(gè)脈沖一轉(zhuǎn)。
CPU輸出端Q0.0和Q0.2分半為X軸的脈沖和方向信號，Q0.1和Q0.7位Y軸的脈沖和放信號，步進(jìn)驅(qū)動器有PLC的接線圖如下所示：
二、走圓軌跡算法說明
西門子S7-200SMART系列PLC不支持圓弧插補(bǔ)功能，所以需要自己根據(jù)算法進(jìn)行計(jì)算后分別驅(qū)動X軸和Y軸的移動從而來實(shí)現(xiàn)畫圓功能
要驅(qū)動XY軸畫圓，可采用極限逼近法，把畫圓弧變成畫線段，如下圖所示左側(cè)為六等分，角度a=30°，右側(cè)為十二等分，角度a=15°。
從上圖中可以看出，當(dāng)?shù)冗叾噙呅蔚倪呍蕉鄷r(shí)，則多邊形的軌跡就越和圓相近，所以當(dāng)角度a足夠小時(shí)，則得到的多邊形軌跡就越與圓接近。
根據(jù)以上分析需要完成畫圓功能，我們需要知道“圓心坐標(biāo)值”、“圓的半徑”、“畫圓的速度”，然后根據(jù)分為三部分來實(shí)現(xiàn)：
(1)畫筆移動到圓上
把XY軸分別回原點(diǎn)，回原點(diǎn)后的位置默認(rèn)為XY平面坐標(biāo)的原點(diǎn)，然后由原點(diǎn)移動到圓心坐標(biāo)，如下圖所示1#點(diǎn)為圓心，2#點(diǎn)為圓上點(diǎn)。
假設(shè)1#點(diǎn)的坐標(biāo)為(X1，Y1)，速度為V，則X軸移動的距離為X1，Y軸移動的距離為Y1。根據(jù)勾股定理可計(jì)算出原點(diǎn)到圓心的距離“Y(0→1)”、X軸移動速度“VXaxis”和Y軸移動速度“VYaxis” ，計(jì)算公式如下所示：
當(dāng)畫筆到達(dá)1#點(diǎn)后，然后Y軸不動，X軸以V的速度移動半徑R的距離到達(dá)圓上2#點(diǎn)位置，假2#點(diǎn)的坐標(biāo)為(X2，Y2)
(2)畫筆開始畫圓
畫筆從2#點(diǎn)位置開始移動畫圓，假設(shè)下個(gè)圓上的點(diǎn)為3#點(diǎn)，坐標(biāo)為(X3,Y3)，從圓心到3#點(diǎn)和從圓心到2#點(diǎn)的角度為a，如下圖所示：
根據(jù)三角函數(shù)可計(jì)算出3#點(diǎn)的坐標(biāo)(X3，Y3)的值分別為：
X3=Cos(a)*R X1，Y3=Sin(a)*R Y1
根據(jù)勾股定理可計(jì)算出XY軸要移動的距離 “Y(2→3)”的值。X軸移動速度“VXaxis”和Y軸移動速度“VYaxis” ，計(jì)算公式如下所示：
注：此時(shí)X2和Y2為X軸和Y軸的當(dāng)前位置，X3和Y3為X軸和Y軸要移動的目標(biāo)位置,速度需要取juedui值。
同理：當(dāng)畫筆到達(dá)3#點(diǎn)后，角度變?yōu)?a，則對應(yīng)的圓上點(diǎn)為4#點(diǎn)，坐標(biāo)為(X4，Y4)，如下圖所示：
根據(jù)三角函數(shù)可計(jì)算出4#點(diǎn)的坐標(biāo)(X4，Y4)的值分別為：
X4=Cos(2a)*R X1，Y4=Sin(2a)*R Y1
根據(jù)勾股定理可計(jì)算出XY軸要移動的距離 “Y(3→4)”的值。X軸移動速度“VXaxis”和Y軸移動速度“VYaxis” ，計(jì)算公式如下所示：
注：此時(shí)X3和Y3為X軸和Y軸的當(dāng)前位置，X4和Y4為X軸和Y軸要移動的目標(biāo)位置，速度需要取juedui值。
依次下去，每走完一次后，角度自加一次，當(dāng)角度值大于360°時(shí)，則認(rèn)為畫圓完成。
三、PLC程序設(shè)計(jì)
根據(jù)分析，對于S7-200SMART系列PLC的程序設(shè)計(jì)主要分為“運(yùn)動向?qū)У慕M態(tài)配置”、“初始與會原點(diǎn)程序”、“速度計(jì)算程序”、“開始畫圓程序”
(1)初始化和回原點(diǎn)
| 6ES7511-1AK02-0AB0 | CPU 1511-1 PN，150 KB 程序，1 MB 數(shù)據(jù)；60 ns；集成 2x PN 接口 |
| 6ES7512-1CK01-0AB0 | CPU 1512C-1 PN, 250 KB程序，1 MB數(shù)據(jù)；48 ns；集成2x PN接口；集成 32 DI/32 DO, 5 AI/2 AO, 6 HSC@100kHz |
| 6ES7511-1CK01-0AB0 | CPU 1511C-1 PN, 175 KB程序，1 MB數(shù)據(jù)；60 ns；集成2x PN接口；集成 16 DI/16 DO, 5 AI/2 AO, 6 HSC@100kHz |
| 6ES7516-2PN00-0AB0 | CPU 1516PRO-2 PN，1MB 程序，5 MB 數(shù)據(jù)；10 ns；集成 X1: 3x PN接口 ,X2: 1x PN接口 |
| 6ES7512-1DK01-0AB0 | CPU 1512SP-1 PN，200KB 程序，1 MB 數(shù)據(jù)；48 ns；集成 1x PN 接口 (可用ET 200SP總線適配器再拓展2個(gè)PN 接口) |
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