S7-1200运动控制的超驰功能

1 S7-1200运动控制的超驰功能

1.1 超驰功能介绍

S7-1200 PLC运动控制指令之间存在相互覆盖和中止的情况，这种特性叫做“超驰”，利用超驰功能，轴不用停止，可以平滑地过渡到新的指令或是同一个指令的新参数。

1.2 超驰功能示例

下面通过示例说明超驰的特性：

（1）实验条件

（2）实验内容

通过TIA STEP7 V16软件添加新设备，选择CPU1215C，并组态工艺对象TO_PositioningAxis V7.0版本，选择驱动器为PTO，如图1所示。然后调用运动控制指令。

图1 组态工艺对象

实验一：两个绝对位移指令的超驰功能

在主程序OB1中，调用两个“MC_MoveAbsolute”指令（注：在执行“MC_MoveAbsolute”指令前，需要通过“MC_Power”指令对轴使能，并通过“MC_Home”指令对轴进行回原点操作）。第一个“MC_MoveAbsolute”指令的Position = 1000 mm，Velocity = 100 mm/s；第二个“MC_MoveAbsolute”指令的Position = 1500 mm，Velocity = 200 mm/s。程序如图2所示：

图2 超驰功能程序一

程序执行过程通过Trace曲线记录，如图3所示：

图3 超驰功能的Trace曲线一

结论：从图3中可以看出，在第一个绝对位移指令运行中，触发第二个绝对位移指令，利用超驰功能，轴不停止，直接过渡到新的指令，并按照新指令的参数执行。

实验二：绝对位移指令和回原点指令的超驰功能

对于回原点指令“MC_Home”，超驰响应取决于所选的模式：当模式Mode = 0, 1, 6, 7时，任何其它运动控制命令均无法中止“MC_Home”指令。同时“MC_Home”指令也不会中止任何激活的运动控制命令。当按照新的回原点位置（输入参数“Position”的值）进行回原点操作后，将继续执行与位置相关的运动命令。

在主程序OB1中，调用一个“MC_MoveAbsolute”指令。参数Position = 1000 mm，Velocity = 100mm/s；再调用一个“MC_Home”指令，Position = 0 mm，Mode = 0。程序如图4所示：

图4 超驰功能程序二

程序执行过程通过Trace曲线记录，如图5所示：

图5 超驰功能的Trace曲线二

结论：从图5中可以看出，执行回原点指令“MC_Home”，当模式Mode = 0时，不会中止正在执行的绝对位移指令，按照新的回原点位置进行回原点操作后，将继续执行绝对位移指令。

1.3 指令响应时间

S7-1200将一个位置移动按时间细分成若干片段，对PTO轴，执行每个时间片的时间为10ms。执行一个时间片时，下一时间片会在队列中等待执行。如果执行该轴的一个新运动任务，可能等待最大20ms（当前时间片 排队时间片）。

在TIA STEP7 Professional V16的工艺对象TO_PositioningAxis V7.0版本中，可以设置时间片的时间，参数为PTOSliceTime，如图6所示，int类型，范围是2-20（默认值为10），单位为ms。

图6 PTOSliceTime参数

下面以两个相对位移指令的超驰功能为例，说明PTOSliceTime参数的作用。

实验三：超驰功能指令的响应时间

设置PTOSliceTime = 5ms，在循环中断OB30中，调用一个“MC_MoveRelative”指令，Distance = 100000脉冲，Velocity = 10000 脉冲/s；调用一个“MC_ReadParam”指令，读取Velocity参数，并保存在MD100（变量名称：Velocity，数据类型：REAL）中。在硬件中断OB40中（通过I0.0的上升沿触发），调用第二个“MC_MoveRelative”指令，Distance = 300000脉冲，Velocity = 60000 脉冲/s。程序执行过程通过Trace曲线记录，如图7所示：

图7 超驰功能的Trace曲线三

图7的红色方框内的曲线，放大后如图8所示：

图8 超驰功能的Trace曲线四

结论：从图8中可以看出，第二个“MC_MoveRelative”指令的超驰响应时间约为7.45ms，即当前时间片加排队时间片的时间。