单轴控制程序开发手册.doc

单轴控制程序开发手册
一、 简介
单轴控制程序实现对单轴系统的控制。单轴系统目的是将一个位置上的物体通过机械臂，我们简称轴，运送到另一个位置。单轴系统有三个位置，并且处于一条直线，只需要轴在x方向上移动，因此，我们称之为单轴系统。
单轴控制系统除了实现物体搬运功能外，还必须接受启动，紧停，复位等按钮的操作信号，这些都必须通过控制程序实现。
本手册用于描述控制程序需要实现的功能，接受的输入信号和控制信号的输出。
二、 实现方式和功能定义
2.1 实现方式
面对PME中虚拟的单轴对象，控制程序可以多种方式实现。从实现的控制设备方面，可以分为PLC控制和QP控制。
PLC控制通过在PLC对象的Logic中编写LD程序，运行时需要将程序下载到Rx3i设备，必须有硬件设备的支持。
图1 PLC控制

在QP控制方式下，控制程序可以多种方式实现，比如通过QP的Logic进行控制，编程位置见图2。
在QP的Logic中编程，与PLC的logic编程，有如下区别：
1. QP中编程，不需设定要变量的地址
2. QP的Logic编程，LD器件从Toolchest中的PC Ladder Instruction抽屉中获得，见图3。
3. QP和PLC的变量在Variable List中有不同的前缀表示，见图4。

图2 QP的LD控制程序

图3 QP中用的LD指令

图4 Variable List中的不同变量

QP中的控制程序也可以通过QP脚本实现，QP脚本有ViewScript和VBScript两种。ViewScript是PME程序自带的脚本语言，其特点是与PME的环境集成较好，有一些QP专用函数。VBScript是应用比较广泛的一种脚本语言，特点是通用性比较好，功能比ViewScript强大，但在PME的环境中，它有一些有别于其他环境的语法特征。因此，在其他环境中编译可通过的VBScript语句，在PME的环境中，有可能验证不能通过。
图5 QP中的脚本程序

可以通过设置脚本文件Inspector中的Activate属性，设定文件的激活方式。Periodically方式指的是间断性扫描，Frequency是扫描频率，见图6。
图6 脚本的Periodically激活状态

脚本的激活方式也可以通过设定一个变量，图7中定义了一个QP_con的Bool变量，当此变量为1时，脚本起作用，当此变量为0时，脚本不起作用。
图7 条件激活方式

QP的程序还有其他的实现方式，具体方式见图8。
图8 QP中的其他实现方式

2.2 功能定义
QP控制状态：
1. 按左右三角按钮，可左右移动机械轴。移动范围为最左边的（Thres_xLeft）硬件限位和最右边（Thres_xRight）硬件限位之间；
2. 在移动过程中，三个位置上分别有三个定位传感器，左传感器（Sen_xLeft），中传感器（Sen_xMiddle），右传感器（sen_xRight），当轴移动到三个传感器所在位置，传感器会点亮，并有传感信号产生；
3. 点击zAxis按钮，机械轴会伸长，轴上有两个定位传感器，当机械轴处于收缩状态时，Sen_zUp为1。当机械轴处于伸长状态时，Sen_zDown为1。
4. 起点和终点位置设定，起点为start_Pos，终点为end_Pos，位置只能设为1-3，当位置已设定，并按下开始按钮，物体（object）会显示在start_Pos所示位置。
5. 当吸盘与物体在同一个位置，并且按下xiqi按钮时，物体被吸盘吸附。此时上下左右移动轴，物体将与吸盘一起移动。
PLC控制状态（点击PLC开关）
点击PLC开关，开关亮，表示进入PLC控制状态。
1. PLC控制状态下，单轴的动画受PLC的LD程序控制；
2. PLC控制程序的输入输出变量及其地址已经定义，并且在项目的Variable List中可见。
三、变量表
变量命名规则为类型_位置（功能）
SenSensor)：传感器
Lp(Lamp)：灯
Bt(Button)：按钮
Sw(Switch):开关
MTR(Motor)：马达
Sig(Signal)：信号
Thres代表Threshold 限位
Stat(Status)：状态
Axis：轴
QP输入变量
变量名
变量类型
初始值
说明
Lp_Start
BOOL
0
开始灯
Lp_Reset
BOOL
0
复位灯
Lp_Emer
BOOL
0
急停灯
Lp_Ready
BOOL
0
预备完成灯
Mtr_Left
BOOL
0
X轴左移（off）
Mtr_Right
BOOL
0
X轴右移（off）
zAxis_Down
BOOL
0
Z轴下降（off）
Hand_Suck
BOOL
0
HAND吸取
QP输出变量
Bt_Start
BOOL
0
开始
Bt_Reset
BOOL
0
复位
Sw_Emer
BOOL
0
紧急停止
Sen_xLeft
BOOL
0
X轴左定位状态
Sen_xMiddle
BOOL
0
X轴中间定位状态
Sen_xRight
BOOL
0
X轴右定位状态
Sen_zUp
BOOL
1
Z轴上定位状态
Sen_zDown
BOOL
0
Z轴下定位状态
start_Pos
DINT
0
起始位置（1,2,3）
end_Pos
DINT
0
终点位置（1,2,3）

PLC输入变量
变量名
变量类型
初始值
地址
说明
Bt_Start
BOOL
0
%M10002
开始
Bt_Reset
BOOL
0
%M10003
复位
Sw_Emer
BOOL
0
%M10004
紧急停止
Sen_xLeft
BOOL
0
%M10005
X轴左定位状态
Sen_xMiddle
BOOL
0
%M10006
X轴中间定位状态
Sen_xRight
BOOL
0
M10007
X轴右定位状态
Sen_zUp
BOOL
1
%M10008
Z轴上定位状态
Sen_zDown
BOOL
0
%M10009
Z轴下定位状态
start_Pos
DINT
0
%R00001
起始位置
end_Pos
DINT
0
%R00003
终点位置
PLC输出变量
变量名
变量类型
初始值
地址偏移
说明
Lp_Ready
BOOL
0
%M00001
预备完成灯
Lp_Start
BOOL
0
%M00002
开始灯（off）
Lp_Reset
BOOL
0
%M00003
复位灯（off）
Lp_Emer
BOOL
0
%M00004
紧停灯（off）
Mtr_Left
BOOL
0
%M00005
X轴左移（off）
Mtr_Right
BOOL
0
%M00006
X轴右移（off）
zAxis_Down
BOOL
0
%M00007
Z轴下降（off）
Hand_Suck
BOOL
0
%M00008
HAND吸取

四、控制程序达成目标及测试步骤
4.1简单目标
能够将物体从设定的起点位置运送到终点位置。
测试步骤：
1. 在Panel2中设定起点位置和终点位置，按开始按钮，开始按钮亮；
2. 在Panel1中按start按钮，start灯亮，轴移动到起点位置，从起点位置抓取物体后移动到终点位置，将物体放下，轴缩回，start灯灭。
4.2中级目标
能够实现紧停功能。
测试步骤：
1. 设定物体起点位置为2，终点位置为3。
2. 按start按钮，轴开始移向位置2，按紧停开关，紧停开关灯亮，轴停止；再按紧停开关，开关灯灭，轴继续运动；
3. 当轴到达位置2，并且向下伸长时，按紧停开关，开关灯亮，轴伸长过程中不停止，到物体处停止；再按紧停开关，开关灯灭，轴继续运动；
4. 当轴缩回时，按紧停开关，开关灯亮，轴缩回过程中不停止，缩回后停止；再按紧停开关，开关灯灭，轴继续向位置3移动；
5. 当轴移向位置3，按紧停开关，开关灯亮，轴停止；再按紧停开关，开关灯灭，轴继续运动；
6. 当轴到达位置3，并且向下伸长时，按紧停开关，开关灯亮，轴伸长过程中不停止，到物体处停止；再按紧停开关，开关灯灭，轴继续运动；
7. 当轴缩回时，按紧停开关，开关灯亮，轴缩回过程中不停止，缩回后停止；再按紧停开关，开关灯灭，轴运动完成，处于停止状态。
8. 当轴处于位置3时，设定物体起点位置为2，终点位置为1，重复步骤2-7。
4.3高级目标
实现Reset按钮功能
1. 必须先实现简单目标和中级目标；
3. 在Panel2中设定起点位置和终点位置，按开始按钮，开始按钮亮；
2. 此时，start按钮灯闪烁，代表start按钮已经准备好了；
3. 按start按钮，start按钮灯长亮，系统开始运行。在运行过程中按Reset按钮，如果选择确定，物体回到第一个位置，轴收缩，并移动到第一个位置，移动过程中紧停按钮不起作用。到达第一个位置后，Reset灯灭。