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工作速度是指PLC的CPU執(zhí)行指令的速度及對(duì)急需處理的輸入信號(hào)的響應(yīng)速度。工作速度是PLC工作的基礎(chǔ)。速度高了,才可能通過(guò)運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)控制,才可能不斷擴(kuò)大控制規(guī)模,才可能發(fā)揮PLC的多種多樣的作用。

PLC的指令是很多的。不同的PLC。指令的條數(shù)也不同。少的幾十條,多的幾百條。指令不同,執(zhí)行的時(shí)間也不同。但各種PLC總有一些基本指令,而且各種的PLC都有這些基本指令,故常以執(zhí)行一條基本指令的時(shí)間來(lái)衡量這個(gè)速度。這個(gè)時(shí)間當(dāng)然越短越好,已從微秒級(jí)縮短到零點(diǎn)微秒級(jí)。并隨著微處理器技術(shù)的進(jìn)步,這個(gè)時(shí)間還在縮短。

執(zhí)行時(shí)間短可加快PLC對(duì)一般輸入信號(hào)的響應(yīng)速度。從討論P(yáng)LC的工作原理知,從對(duì)PLC加入輸入信號(hào),到PLC產(chǎn)生輸號(hào)的響應(yīng)。不理想時(shí),還要多延長(zhǎng)一個(gè)周期。當(dāng)輸入信號(hào)送入PLC時(shí),PLC的輸入刷新正好結(jié)束,就是這種情況。這時(shí),要多等待一個(gè)周期,PLC的輸入映射區(qū)才能接受到這個(gè)新的輸入信號(hào)。對(duì)一般的輸入信號(hào),這個(gè)延遲雖可以接受,但對(duì)急需響應(yīng)的輸入信號(hào),就不能接受了。對(duì)急需處理的輸人信號(hào)延遲多長(zhǎng)時(shí)間PLC能予以響應(yīng),要另作要求。

為了處理急需響應(yīng)的輸入信號(hào),PLC有種種措施。不同的PLC措施也不*相同,提高響應(yīng)速度的效果也不同。一般的作法是采用輸入中斷,然后再輸出即時(shí)刷新,即中斷程序運(yùn)行后,有關(guān)的輸出點(diǎn)立即刷新,而不等到整個(gè)程序運(yùn)行結(jié)束后再刷新。

這個(gè)效果可從兩個(gè)方面來(lái)衡量：一是能否對(duì)幾個(gè)輸入信號(hào)作快速響應(yīng)；二是快速響應(yīng)的速度有多快。多數(shù)PLC都可對(duì)一個(gè)或多個(gè)輸入點(diǎn)作快速響應(yīng),快速響應(yīng)時(shí)間僅幾個(gè)毫秒。性能高的,大型的PLC響應(yīng)點(diǎn)數(shù)更多。

工作速度關(guān)系到PLC對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)速度,是PLC對(duì)系統(tǒng)控制是否及時(shí)的前提?？刂撇患皶r(shí),就不可能準(zhǔn)確與可靠,特別是對(duì)一些需作快速響應(yīng)的系統(tǒng)。這就是把工作速度作為PLC指標(biāo)的原因。

　下面來(lái)介紹IM153的指示燈狀態(tài)信息和它的讀取方法：

　　1. 指示燈狀態(tài)

　　西門(mén)子PLC的分布式I/O接口模塊IM153的指示燈通常有以下幾種：

　?。?）SF表示組錯(cuò)誤，即通訊過(guò)程中存在系統(tǒng)硬件問(wèn)題；

　　（2）BF1/BF2表示PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)通訊故障；

　　（3）ACT表示當(dāng)前IM153模塊處于激活狀態(tài)；

　　2. 信息讀取方法

　　如果用戶(hù)需要在控制系統(tǒng)中獲取IM153模塊的指示燈信息，需要使用編程軟件進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。例如：如果用戶(hù)的控制系統(tǒng)使用西門(mén)子PLC S7-300系列，則通過(guò)編程軟件STEP7調(diào)用系統(tǒng)功能塊SFC13-“DPNRM_DG”來(lái)實(shí)現(xiàn)。在調(diào)用的功能塊中用戶(hù)需要填寫(xiě)IM153的診斷地址，就可以查詢(xún)到返回IM153的完整診斷信息。用戶(hù)在調(diào)用功能塊時(shí)，需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)度大于97個(gè)字節(jié)的DB塊，用來(lái)保存狀態(tài)信息。

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同步運(yùn)動(dòng)
當(dāng)同步軸同步為主值后，“同步”狀態(tài)通過(guò)參數(shù)“"MC_GearIn.InGear" =
TRUE”顯示，還會(huì)顯示在 <TO>.StatusWord.X22 (Synchronous) 工藝對(duì)象的變量中。
跟隨軸按照傳動(dòng)比跟隨引導(dǎo)軸的動(dòng)態(tài)值。
在跟隨軸上組態(tài)的動(dòng)態(tài)限值將不會(huì)再在“同步”狀態(tài)下生效。
輸出到驅(qū)動(dòng)器的速度設(shè)定值為驅(qū)動(dòng)器的已組態(tài)速度
(<TO>.Actor.DriveParameter.MaxSpeed)。
如果跟隨軸無(wú)法跟隨主值，則跟隨誤差會(huì)到跟隨誤差。
齒輪傳動(dòng)的響應(yīng)特性表示為主值和從值之間的線(xiàn)性關(guān)系。
g 傳動(dòng)比（變換比）
φ 同步操作中主值和從值之間的位置偏移
同步過(guò)產(chǎn)生位置偏移，此后該值保持恒定。
可根據(jù)以下公式計(jì)算從值：
從值 = g × 主值 + φ
基本知識(shí)
3.19 同步操作
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超馳同步操作
同步操作會(huì)被跟隨軸上的運(yùn)動(dòng)控制作業(yè)超馳。
方向
傳動(dòng)比的分子為正數(shù)或負(fù)數(shù)。 這會(huì)如下響應(yīng)：
● 正傳動(dòng)比：
引導(dǎo)軸和跟隨軸同向運(yùn)動(dòng)。
● 負(fù)傳動(dòng)比：
跟隨軸沿與引導(dǎo)軸相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
同步操作回原點(diǎn)
在相對(duì)齒輪傳動(dòng)下不會(huì)補(bǔ)償跟隨軸的位置偏移。
這意味著跟隨軸在同步操作期間回原點(diǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生新的偏移。
跟隨軸回原點(diǎn)的作業(yè)會(huì)超馳同步操作。
注意
驅(qū)動(dòng)器損壞
引導(dǎo)軸在回原點(diǎn)時(shí)，其位置可能會(huì)突然變化。
這種主值跳變會(huì)使跟隨軸的設(shè)定值也發(fā)生跳變。
在考慮傳動(dòng)比的情況下，跟隨軸會(huì)行進(jìn)設(shè)定值的跳變量。
這會(huì)跟隨軸出現(xiàn)急動(dòng)補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)并使驅(qū)動(dòng)器損壞。
如果引導(dǎo)軸需要在同步操作期間回原點(diǎn)，應(yīng)將主值跳變及其對(duì)跟隨軸的影響降至
。
基本知識(shí)
3.19 同步操作
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3.19.3 主值耦合
同步操作的主值由引導(dǎo)軸提供。 主值始終為引導(dǎo)軸的位置設(shè)定值（設(shè)定值耦合）。
跟隨軸可與不同的主值耦合。 任何時(shí)候都只能評(píng)估一個(gè)主值。
可通過(guò)定位軸或同步軸主值。
在用戶(hù)程序中調(diào)用運(yùn)動(dòng)控制指令“MC_GearIn”來(lái)主值。
再次調(diào)用“MC_GearIn”其它引導(dǎo)軸時(shí)，主值會(huì)切換。
下圖顯示了帶有多個(gè)主值的同步軸示例：
以下規(guī)則適用于主值耦合：
● 定位軸和同步軸可以主值。 引導(dǎo)軸可以將主值輸出到多個(gè)跟隨軸。
● 同步軸可與不同的主值互連。
操作期間所需的所有互連都必須在同步軸工藝對(duì)象的組態(tài)期間設(shè)置。
● 任何時(shí)候都只能評(píng)估一個(gè)主值。
基本知識(shí)
3.19 同步操作
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● 無(wú)法進(jìn)行遞歸互連。 引導(dǎo)軸無(wú)法作為跟隨軸與自身主值互連。
以下示例顯示了不允許進(jìn)行的遞歸互連：
以下互連在 TIA Portal 中組態(tài)：
互連 軸 1 軸 2
A 軸 1 可以是軸 2 的引導(dǎo)軸 引導(dǎo)軸 → 跟隨軸
B 軸 2 可以是軸 1 的引導(dǎo)軸 跟隨軸 ← 引導(dǎo)軸
使用運(yùn)動(dòng)控制指令“MC_GearIn”啟用互連 A 或互連 B。互連 A 和互連 B
不能同時(shí)啟用，因?yàn)檫@會(huì)產(chǎn)生遞歸互連。
說(shuō)明
耦合主值和從值時(shí)，不會(huì)轉(zhuǎn)換為相關(guān)的已組態(tài)用戶(hù)單位。
例如，如果引導(dǎo)軸為直線(xiàn)軸（毫米），跟隨軸為軸（度），則在同步操作期間不會(huì)轉(zhuǎn)
換單位。 如果引導(dǎo)軸 10 mm，跟隨軸會(huì)以 1:1 的傳動(dòng)比 10°。
3.19.4 變量
以下工藝對(duì)象變量與同步操作相關(guān)：
狀態(tài)指示器
<TO>.StatusSynchronizedMotion.ActualMaster 如果“MC_GearIn”作業(yè)已啟動(dòng)，則會(huì)顯示當(dāng)前使用的引
導(dǎo)軸的工藝數(shù)據(jù)塊的編號(hào)。
“ActiveMaster”= 0 時(shí)禁用同步操作
<TO>.StatusWord.X21 (Synchronizing) 當(dāng)同步軸同步為主值后，該值設(shè)置為 TRUE。
<TO>.StatusWord.X22 (Synchronous) 當(dāng)同步軸與引導(dǎo)軸同步，并與引導(dǎo)軸同步時(shí)，該值
設(shè)置為 TRUE。
<TO>.ErrorWord.X14 (SynchronousError) 同步操作期間出錯(cuò)
運(yùn)動(dòng)控制指令“MC_GearIn”中的引導(dǎo)軸未組態(tài)為可
能的引導(dǎo)軸。
基本知識(shí)
3.20 操作順序
S7-1500 Motion Control V13 Update 3
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3.20 操作順序
3.20.1 用于運(yùn)動(dòng)控制的組織塊
說(shuō)明
創(chuàng)建工藝對(duì)象時(shí)，會(huì)自動(dòng)地創(chuàng)建用于執(zhí)行工藝對(duì)象的組織塊。
工藝對(duì)象的運(yùn)動(dòng)控制功能可創(chuàng)建自己的執(zhí)行級(jí)別，并根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用循環(huán)進(jìn)行調(diào)用。
創(chuàng)建下列塊：
● MC-Servo [OB91]
位置控制器的計(jì)算
● MC-Interpolator [OB92]
評(píng)估運(yùn)動(dòng)控制指令、生成設(shè)定值和監(jiān)控功能
組織塊保護(hù)（專(zhuān)有知識(shí)保護(hù)）。 無(wú)法查看或更改程序代碼。
2 個(gè)組織塊彼此之間出現(xiàn)的關(guān)系始終為 1:1。 MC-Servo [OB91] 總是在 MC?Interpolator [OB92] 之前執(zhí)行。
可以根據(jù)控制和負(fù)載的需求，設(shè)定組織塊的應(yīng)用循環(huán)和優(yōu)先級(jí)。
基本知識(shí)
3.20 操作順序
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應(yīng)用循環(huán)
可以在組織塊屬性中的“常規(guī) > 循環(huán)時(shí)間”(General > Cycle Time)
下設(shè)置應(yīng)用循環(huán)，以在其中調(diào)用 MC-Servo [OB91]：
● 與總線(xiàn)同步
MC-Servo [OB91]
可通過(guò)總線(xiàn)同步調(diào)用或以按一定比例的總線(xiàn)發(fā)送時(shí)鐘調(diào)用。
可以在所選總線(xiàn)的屬性中設(shè)置發(fā)送時(shí)鐘。 在“分布式 I/O”(Distributed I/O)
下拉列表中，可選擇下列總線(xiàn)：
– 等時(shí)同步 PROFIBUS DP
– 等時(shí)同步 PROFINET IO
無(wú)法使用通過(guò)通信處理器/通信模塊 (CP/CM) 連接到 CPU 的總線(xiàn)同步調(diào)用 MC?Servo [OB91]。
● 周期性
MC-Servo [OB91] 以的應(yīng)用循環(huán)周期性調(diào)用。
所選的應(yīng)用循環(huán)時(shí)間必須足夠長(zhǎng)，才能在一個(gè)循環(huán)中處理工藝對(duì)象。
如果工藝對(duì)象的處理時(shí)間長(zhǎng)于應(yīng)用循環(huán)，則將發(fā)生溢出 (頁(yè) 88)。
可使用擴(kuò)展指令“RT_INFO”檢查 MC-Servo [OB91] 和 MC-Interpolator [OB92]
的運(yùn)行時(shí)間。
時(shí)鐘縮短（CPU V1.5 及更高版本）
根據(jù)等時(shí)同步 PROFINET IO 的發(fā)送時(shí)鐘，可縮短 MC-Servo [OB91] 的應(yīng)用循環(huán)。
可將發(fā)送時(shí)鐘的整數(shù)倍設(shè)置為系數(shù)。 應(yīng)用循環(huán)的值可以是發(fā)送時(shí)鐘（
32 ms）的 14 倍。
如果通過(guò)同一個(gè) PROFINET IO 同步調(diào)用等時(shí)中斷 OB 和 MC-Servo
[OB91]，則為兩個(gè)組織塊設(shè)置相同的應(yīng)用循環(huán)。

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MC-Servo [OB91] 以的應(yīng)用循環(huán)周期性調(diào)用。
所選的應(yīng)用循環(huán)時(shí)間必須足夠長(zhǎng)，才能在一個(gè)循環(huán)中處理工藝對(duì)象。
如果工藝對(duì)象的處理時(shí)間長(zhǎng)于應(yīng)用循環(huán)，則將發(fā)生溢出 (頁(yè) 88)。
可使用擴(kuò)展指令“RT_INFO”檢查 MC-Servo [OB91] 和 MC-Interpolator [OB92]
的運(yùn)行時(shí)間。
時(shí)鐘縮短（CPU V1.5 及更高版本）
根據(jù)等時(shí)同步 PROFINET IO 的發(fā)送時(shí)鐘，可縮短 MC-Servo [OB91] 的應(yīng)用循環(huán)。
可將發(fā)送時(shí)鐘的整數(shù)倍設(shè)置為系數(shù)。 應(yīng)用循環(huán)的值可以是發(fā)送時(shí)鐘（
32 ms）的 14 倍。
如果通過(guò)同一個(gè) PROFINET IO 同步調(diào)用等時(shí)中斷 OB 和 MC-Servo
[OB91]，則為兩個(gè)組織塊設(shè)置相同的應(yīng)用循環(huán)。
基本知識(shí)
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優(yōu)先級(jí)
在組織塊的屬性中“常規(guī) > 屬性 > 優(yōu)先級(jí)”(General > Properties > Priority)
中，可以按需設(shè)定組織塊的優(yōu)先級(jí)：
● MC 伺服電機(jī) [OB91]
優(yōu)先級(jí) 17 至 31（默認(rèn)值 25）
● MC 插補(bǔ)器 [OB92]
優(yōu)先級(jí) 16 至 30（默認(rèn)值 24）
MC 伺服電機(jī) [OB91] 必須比 MC 插補(bǔ)器 [OB92] 至少高 1 個(gè)優(yōu)先級(jí)。
3.20.2 映像分區(qū)“OB 伺服 PIP”
映像分區(qū)“OB 伺服 PIP”在運(yùn)動(dòng)控制等時(shí)同步下可用。
運(yùn)動(dòng)控制使用的全部驅(qū)動(dòng)裝置和編碼器均被給這個(gè)映像分區(qū)。
此外，也可以將運(yùn)動(dòng)控制所使用的全部 I/O
模塊給這個(gè)映像分區(qū)（例如，硬限位開(kāi)關(guān)）。
這種的結(jié)果是和工藝對(duì)象一起按時(shí)間順序同步地處理。
輸入映像分區(qū)也可在 STOP 下進(jìn)行更新。
用戶(hù)程序中的映像分區(qū)
自 CPU 版本 V1.5 起，可訪(fǎng)問(wèn)用戶(hù)程序中的映像分區(qū)“TPA OB Servo”。
這樣便可使用跟蹤和邏輯分析器功能來(lái)評(píng)估映像分區(qū)。
基本知識(shí)

 PROFIBUS DP上的總線(xiàn)參與者
PROFIBUS DP在兩種不同的主分類(lèi)和一個(gè)從分類(lèi)之間進(jìn)行了區(qū)分：
DP班1
對(duì)于PROFIBUS DP，DP主站類(lèi)1是核心組件。在定義的且連續(xù)重復(fù)的消息周期中，主站與分布式站（DP從站）交換信息。
DP碩士班2
這種類(lèi)型的設(shè)備（編程，組態(tài)或操作員控制設(shè)備）在調(diào)試期間用于組態(tài)DP系統(tǒng)，用于診斷或操作活動(dòng)的工廠(chǎng)或系統(tǒng)。 DP主站類(lèi)2可以例如讀取從站的輸入，輸出，診斷和組態(tài)數(shù)據(jù)。
DP從站
DP從站是一個(gè)I / O設(shè)備，它從DP主站接收輸出信息或設(shè)定值，并作為響應(yīng)將輸入信息，測(cè)量值和實(shí)際值返回給DP主站。 DP從站從不自動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)，而僅在DP主站請(qǐng)求時(shí)才發(fā)送。
輸入和輸出信息的數(shù)量取決于設(shè)備，對(duì)于每個(gè)發(fā)送方向上的每個(gè)DP從站，大可以為244個(gè)字節(jié)。
功能
DP主站和DP從站的功能范圍
DP主站和DP從站之間的功能范圍可能有所不同。不同的功能范圍分為DP-V0，DP-V1和DP-V2。
DP-V0通訊功能
DP-V0主站功能包括“組態(tài)”，“參數(shù)分配”和“讀取診斷數(shù)據(jù)”，以及循環(huán)讀取輸入數(shù)據(jù)/實(shí)際值和寫(xiě)入輸出數(shù)據(jù)/設(shè)定值。
DP-V1通訊功能
DP-V1功能擴(kuò)展使執(zhí)行非周期性讀取和寫(xiě)入功能以及處理循環(huán)數(shù)據(jù)通信成為可能。在啟動(dòng)和正常運(yùn)行期間，必須為此類(lèi)從站提供大量的參數(shù)化數(shù)據(jù)。與循環(huán)設(shè)定值，實(shí)際值和測(cè)量值相比，這些非循環(huán)傳送的參數(shù)化數(shù)據(jù)僅很少更改，并且與循環(huán)高速用戶(hù)數(shù)據(jù)傳送并行地以較低優(yōu)先級(jí)傳送。詳細(xì)的診斷信息可以通過(guò)相同的方式傳輸。
DP-V2通訊功能
擴(kuò)展的DP?V2主站功能主要包括用于同步操作以及DP從站之間的從站到從站通信的功能。
同步模式：
同步模式是通過(guò)總線(xiàn)系統(tǒng)中的等距信號(hào)實(shí)現(xiàn)的。 DP主站以全局控制電報(bào)的形式將該循環(huán)等距循環(huán)發(fā)送到所有總線(xiàn)節(jié)點(diǎn)。然后，主站和從站可以將其應(yīng)用程序與此信號(hào)同步。周期之間的信號(hào)抖動(dòng)小于1μs。
從站通信：
“發(fā)布者/訂閱者”模型用于實(shí)現(xiàn)從站到從站的通信。聲明為發(fā)布者的從站將其輸入數(shù)據(jù)/實(shí)際值和測(cè)量值提供給其他從站（即訂戶(hù)）讀取。這是通過(guò)將響應(yīng)幀作為廣播發(fā)送到主機(jī)來(lái)執(zhí)行的。因此，從-從通信是一個(gè)循環(huán)過(guò)程。