CN110445449A - 可编程逻辑控制器的马达驱动控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可编程逻辑控制器的马达驱动控制方法,其包括:若第N个定位控制周期开始,则停止正在执行的扫描程序的步骤;在预设的位置控制处理区间的期间,接收针对一个以上轴的驱动命令的输入的步骤;在预设的位置控制运算区间的期间,运算与针对一个以上轴的驱动命令相对应的每个一个以上轴的移动量的步骤;重新开始执行扫描程序的步骤;以及若第N+1个定位控制周期开始,则基于在位置控制运算区间的期间运算的每个一个以上轴的移动量驱动马达的步骤。根据本发明,在对执行多轴运动的马达进行控制时,通过将马达的基于每个轴驱动命令的每个轴驱动时点保持成相同,来能够防止与马达相连接的控制目标设备朝向异常路径进行移动的现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种可编程逻辑控制器的马达驱动控制方法。
背景技术
在产业现场的自动化设备、尤其如半导体工艺、LCD制造等的各种领域中,将会应用采用马达的位置控制技术。通常,这种采用马达的设备是,由可编程逻辑控制器(PLC:Programmable Logic Controller)的定位模块或PC的运动控制卡(motion control card)进行控制的。尤其,在通过可编程逻辑控制器对执行多轴运动的马达的驱动进行控制的情况下,需根据每个轴运算马达的移动量。
通常,可编程逻辑控制器重复执行由用户预先创建的扫描程序(Scan program)。另外,可编程逻辑控制器与扫描程序的执行独立地运算基于每个轴的马达移动量。
图1是示出现有技术中的可编程逻辑控制器的马达驱动控制过程的流程图。
现有技术中的可编程逻辑控制器执行预先创建的扫描程序,由此控制各种设备。另外,现有技术中的可编程逻辑控制器对立于扫描程序而执行位置控制运算,由此基于针对每个轴的驱动命令而计算按照每个轴的移动量。
根据现有技术,扫描程序的执行周期设定成与位置控制运算的执行周期不同。如图1所示,根据预设的定位控制周期而周期性执行位置控制运算。例如,若位置控制运算区间102从第N个定位控制周期的起始点P1开始,则停止执行扫描程序。之后,若位置控制运算区间102结束,则执行第M个扫描程序104。
另一方面,如图1所示,在第N个定位控制周期P1-P2内执行第M个扫描程序104的过程中,可以输入针对第一轴的驱动命令。之后,下一个定位控制周期、即第N+1个定位控制周期P2-P3开始的同时暂时停止执行第M个扫描程序,并处于执行待机状态,而且优先开始执行位置控制运算106。
在执行位置控制运算106的期间,计算与先前通过第M个扫描程序104来输入的针对第一轴的驱动命令相对应的第一轴的移动量。之后,若位置控制运算区间106结束,则重新开始执行先前停止了的第M个扫描程序108。若第M个扫描程序的执行结束,则开始执行第M+1个扫描程序110。
若第N+2个定位控制周期P3-P4在第M+1个扫描程序尚未结束的状态下开始,则停止执行第M+1个扫描程序,并优先执行位置控制运算112。
另外,对于可编程逻辑控制器而言,在第N+2个定位控制周期P3-P4中,将通过先前的第N+1个定位控制周期的位置控制运算106的运算结果、即位置控制运算区间106来计算的第一轴的移动量作为脉冲并输出(116),由此使与第一轴相对应的马达进行驱动。若位置控制运算区间112结束,则重新开始执行先前停止了的第M+1个扫描程序114。
其结果,根据现有技术,若在第N个定位控制周期P1-P2内输入针对第一轴的驱动命令,则在第N+1个定位控制周期P2-P3内计算出第一轴的移动量,而第一轴的实际移动在第N+2个定位控制周期P3-P4内实现。
如上所述,现有技术中的可编程逻辑控制器根据预设的定位控制周期而优先执行位置控制运算,在位置控制运算结束后执行扫描程序。
图2是示出现有技术中的可编程逻辑控制器的多轴马达的驱动控制过程的流程图。
先前进行说明的可编程逻辑控制器的马达驱动控制过程,也可以适用于执行多轴运动的马达的控制中。图2中示出了可编程逻辑控制器的马达驱动控制过程,该可编程逻辑控制器用于控制共享相同的控制时点(time point)的针对多个轴的驱动命令,即用于对需在相同的时机(timing)被控制的针对第一轴和第二轴的驱动命令进行命令。
如图2所示,可能会发生如下情况:在第N个定位控制周期的起始点P1之前执行第M个扫描程序的期间,输入针对第一轴的驱动命令,之后在第N个定位控制周期P1-P2的期间输入针对第二轴的驱动命令被输入的情况。
在这种情况下,通过第N个定位控制周期P1-P2内的位置控制运算区间204,来计算与第一轴驱动命令相对应的第一轴的移动量。但是,通过不是第N个定位控制周期P1-P2的第N+1个定位控制周期P2-P3内的位置控制运算区间208,来计算第二轴的移动量。
如图2所示,若如此通过互不相同的位置控制运算周期来计算第一轴的移动量和第二轴的移动量,则第一轴的移动量和第二轴的移动量在互不相同的定位控制周期214、216分别作为脉冲而输出。据此,在与第一轴相对应的马达的驱动时点和与第二轴相对应的马达的驱动时点之间,将会出现差异。
在图3中示出了,在相同的时点执行针对第一轴和第二轴的马达驱动的情况下,连接于马达的控制目标设备(例如,机械臂(robot arm))的移动路径。另外,在图4中示出了,如图2所示那样在不同的时点执行针对第一轴和第二轴的马达驱动的情况下,连接于马达的控制目标设备的移动路径。
如图3所示,在通过相同的位置控制运算区间来计算第一轴的移动量和第二轴的移动量,并由此与第一轴相对应的马达的驱动时点和与第二轴相对应的马达的驱动时点一致的情况下,连接于马达的控制目标设备具有最理想的移动路径。
然而,如图2所示,若通过互不相同的位置控制运算区间来计算第一轴的移动量和第二轴的移动量,并由此与第一轴相对应的马达的驱动时点和与第二轴相对应的马达的驱动时点之间发生差异,则如图4所示,随着朝向第一轴驱动方向进行移动,朝向第二轴驱动方向的移动将会延迟。在这种情况下,会存在有连接于马达的控制目标设备具有与理想的移动路径完全不同的移动路径的问题。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种在对执行多轴运动的马达进行控制时,通过将马达的基于每个轴驱动命令的每个轴驱动时点保持为相同,来能够防止与马达相连接的控制目标设备朝向异常路径进行移动的可编程逻辑控制器的马达驱动控制方法。
本发明的目的并不限定于上述提及到的目的,通过下述说明可以理解未提及到的本发明的其他目的和优点,并且通过本发明的实施例将会更加清楚地理解。另外,不难理解的是,通过权利要求书中所述的手段及其组合来能够实现本发明的目的和优点。
本发明一实施例的可编程逻辑控制器的马达驱动控制方法,包括:若第N个定位控制周期开始,则停止正在执行的扫描程序的步骤;在预设的位置控制处理区间的期间,接收针对一个以上轴的驱动命令的输入的步骤;在预设的位置控制运算区间的期间,运算与所述针对一个以上轴的驱动命令相对应的每个所述一个以上轴的移动量的步骤;重新开始执行所述扫描程序的步骤;以及若第N+1个定位控制周期开始,则基于在所述位置控制运算区间的期间所运算的每个所述一个以上轴的移动量而使马达进行驱动的步骤。
在本发明的一实施例中,所述位置控制处理区间具有比所述位置控制运算区间或者所述扫描程序执行区间更高的优先级。
另外,在本发明的一实施例中,只有在所述位置控制处理区间的期间输入所述针对一个以上轴的驱动命令。
另外,在本发明的一实施例中,若所述第N+1个定位控制周期开始,则基于在所述位置控制运算区间的期间所运算的每个所述一个以上轴的移动量而使马达进行驱动的步骤包括:基于在所述位置控制运算区间的期间所运算的每个所述一个以上轴的移动量而同时输出所述针对一个以上轴的驱动命令的步骤。
另外,在本发明的一实施例中,在创建可编程逻辑控制器程序时,所述针对一个以上轴的驱动命令作为与所述扫描程序分开的任务(task)输入。
发明效果
根据本发明,在对执行多轴运动的马达进行控制时,通过将马达的基于每个轴驱动命令的每个轴驱动时点保持成相同,来能够防止与马达相连接的控制目标设备朝向异常路径进行移动的现象。
附图说明
图1是示出现有技术中的可编程逻辑控制器的马达驱动控制过程的流程图。
图2是示出现有技术中的可编程逻辑控制器的多轴马达的驱动控制过程的流程图。
图3示出在相同的时点执行第一轴和第二轴的马达驱动的情况下,连接于马达的控制目标设备的移动路径。
图4示出,如图2所示那样在不同的时点执行针对第一轴和第二轴的马达驱动的情况下,连接于马达的控制目标设备的移动路径。
图5是本发明一实施例的可编程逻辑控制器的马达驱动控制装置的结构图。
图6是示出本发明一实施例的可编程逻辑控制器的马达驱动控制过程的流程图。
图7是在执行现有技术中的用于创建可编程逻辑控制器程序的软件时显示的程序创建画面。
图8是在执行本发明的用于创建可编程逻辑控制器程序的软件时显示的程序创建画面。
具体实施方式
参照附图详细说明本发明的目的、特征以及优点,据此,本领域技术人员能够容易实施本发明的技术思想。在对本发明进行说明的过程中,当判断针对与本发明有关的公知技术的具体说明会使本发明的要点变得模糊时,省略其详细说明。以下,参照附图详细说明本发明的优选实施例。在附图中,相同的附图标记表示相同或相似的结构要素。
图5是本发明一实施例的可编程逻辑控制器的马达驱动控制装置的结构图。
参照图5,本发明一实施例的可编程逻辑控制器的马达驱动控制装置50包括存储部502、控制部504、运算部506。
存储部502用于存储在对包括马达52的可编程逻辑控制器的控制目标设备进行控制的过程中所需的程序、参数、变量等。在本发明的一实施例中,存储部502存储用于对控制目标设备进行控制的扫描程序。另外,在本发明的一实施例中,存储部502用于存储:通过用于创建可编程逻辑控制器程序的软件来以与扫描程序分开的任务输入的针对一个以上轴的驱动命令。
控制部504执行用于对包括马达52的可编程逻辑控制器的控制目标设备进行控制的扫描程序。另外,控制部504在执行扫描程序的过程中对马达52的每个轴执行驱动命令。控制部504可以参照由运算部506计算的每个轴移动量,以执行每个轴的驱动命令。
运算部506计算基于每个轴驱动命令的每个轴移动量,所述每个轴驱动命令由控制部504执行且用于控制马达52。
以下,参照图6和图7,对本发明一实施例的可编程逻辑控制器的马达驱动控制过程进行说明。
图6是示出本发明一实施例的可编程逻辑控制器的马达驱动控制过程的流程图。
参照附图,控制部504根据预设的定位控制周期,分别执行位置控制处理和位置控制运算。另外,控制部504可以以与定位控制周期不同的周期,执行每个扫描程序。
首先,若第N个定位控制周期P1-P2开始,则控制部504停止执行先前所执行的扫描程序,并且执行位置控制处理(602)。
本发明的控制部504在位置控制处理区间602的期间,接收针对一个以上轴的驱动命令的输入。例如,如图6所示,控制部504在位置控制处理区间602的期间,分别接收针对第一轴的驱动命令和针对第二轴的驱动命令的输入。根据实施例,通过位置控制处理区间602能够输入针对一个或两个以上的轴的驱动命令。
如上所述,在本发明的可编程逻辑控制器的马达驱动控制的过程中,在一个定位控制周期内只通过位置控制处理区间602输入针对所有轴的驱动命令。另外,在本发明的可编程逻辑控制器的马达驱动控制的过程中,位置控制处理区间(接收每个轴驱动命令的周期)具有比位置控制运算区间或扫描程序执行区间更高的优先级。因此,如图2所示,能够防止:针对共享相同的控制时点的每个轴的驱动命令在互不相同的定位控制周期被输入的现象。
再次参照附图,在通过位置控制处理区间602来结束针对所有轴的驱动命令的输入之后,通过运算部506执行位置控制运算(604)。在位置控制运算区间604计算与每个轴驱动命令相对应的每个轴的移动量,所述每个轴驱动命令是在包括于相同的定位控制周期、即第N个定位控制周期的位置控制处理区间602的期间输入的。例如,在位置控制运算区间604的期间分别计算与第一轴驱动命令相对应的第一轴的移动量和与第二轴驱动命令相对应的第二轴的移动量,所述第一轴驱动命令和第二轴驱动命令分别是通过位置控制处理区间602输入的。
如上所述,在本发明的可编程逻辑控制器的马达驱动控制的过程中,在相同的定位控制周期内计算出与在任意的定位控制周期内所输入的每个轴驱动命令相对应的每个轴移动量。因此,如图2所示,能够防止针对每个轴的驱动命令在互不相同的定位控制周期内被输入的现象,并且能够更加迅速地对每个轴进行控制。
再次参照附图,位置控制运算区间604结束后,执行或重新开始执行第M个扫描程序(606)。若在第M个扫描程序的执行期间,达到第N+1个定位控制周期P2-P3的起始点P2,则停止执行第M个扫描程序,并且开始实施位置控制处理(608)。虽未在附图中示出,但在位置控制处理区间608的期间,可以输入针对第一轴和第二轴的其他驱动命令,或者可以输入针对其他轴的驱动命令。
若位置控制处理区间608结束时,则通过运算部506执行位置控制运算(610),由此计算出与在位置控制处理区间608的期间所输入的每个轴驱动命令相对应的移动量。若位置控制运算区间610结束,则重新开始执行先前停止了的第M个扫描程序(612)。
另外,在第N+1个定位控制周期P2-P3的期间,先前的第N个定位控制周期P1-P2的位置控制运算区间604的运算结果、即第一轴的移动量和第二轴的移动量分别作为脉冲而输出。控制部504驱动马达52,使得连接于第一轴和第二轴的控制目标设备根据在位置控制运算区间604的期间计算出的第一轴的移动量和第二轴的移动量,同时进行移动。
如上所述,根据本发明,控制部504基于在第N个定位控制周期的位置控制运算区间604的期间计算出的每个所述一个以上轴的移动量,同时输出针对一个以上轴的驱动命令,因此,如图3所示,具有连接于马达52的控制目标设备总是沿着理想的路径进行移动的优点。
图7是在执行现有技术中的用于创建可编程逻辑控制器程序的软件时显示的程序创建画面。
可编程逻辑控制器程序的创建是以单个项目单元实现的,因此,想要创建新的可编程逻辑控制器程序的用户可以打开新的项目文件。如图7所示,在执行现有技术中的用于创建可编程逻辑控制器程序的软件的情况下,项目树窗口(project tree window)702和程序创建窗口704分别显示在画面上。
在项目树窗口702中以树结构显示有:包括于该项目中的针对网络配置的信息;和包括于该项目中的程序信息。用户通过项目树窗口702来能够设定或变更将在可编程逻辑控制器程序中所使用的变量或参数等。
若结束对变量或参数的设定,则用户选择扫描程序项(scan program item)706,由此能够创建构成可编程逻辑控制器程序的每个扫描程序。扫描程序分别以独立的任务(task)单位生成,并且作为扫描程序项706的子项(sub-item)进行管理。图7中示出了用户创建名为“基本动作”的扫描程序的过程。
如图7所示,若用户创建名为“基本动作”的新的扫描程序,则作为扫描程序项706的子项生成新的任务、即基本动作项708。若用户选择基本动作项708,则在程序创建窗口704显示出用于创建名为“基本动作”的扫描程序的扫描程序创建选项卡(tab)710。
如图7所示,用户通过扫描程序创建选项卡710来将六个轴指定为控制目标712,然后定义用于使每个轴进行驱动的多个参数714。这种控制目标712和多个参数714构成如上所述的针对每个轴的驱动命令。
即,根据现有技术,如图7所示,针对每个轴的驱动命令作为扫描程序的一部分而包括。因此,如图2所示,与各个定位控制周期无关地,针对每个轴的驱动命令随着扫描程序的执行而输入到控制部504。
图8是在执行本发明的用于创建可编程逻辑控制器程序的软件时显示的程序创建画面。
如图8所示,在执行本发明的用于创建可编程逻辑控制器程序的软件的情况下,如现有技术那样,项目树窗口802和程序创建窗口804分别显示在画面中。另外,根据本发明,如现有技术那样,在项目树窗口802显示有:扫描程序项806;和与用户所创建的扫描程序任务相对应的项,例如为基本动作项808。
另外,根据本发明,用户可以将针对每个轴的驱动命令作为与扫描程序分开的任务而输入,而不是作为扫描程序的一部分。将用于输入针对每个轴的驱动命令的任务称为位置控制处理任务。在图8的项目树窗口802中,位置控制处理任务项显示为pos项810。
用户通过选择pos项810来可以生成新的位置控制处理任务,例如为“pos_prg”任务。据此,所生成的pos_prg项812作为pos项810的子项进行管理。
如图8所示,若用户选择pos_prg项812,则将会显示用于创建“pos_prg”任务的位置控制处理任务创建选项卡816。用户通过位置控制处理任务创建选项卡816,来输入构成针对每个轴的驱动命令的控制目标818和参数820。
如此地,将通过位置控制处理任务创建选项卡816来输入的每个轴的驱动命令作为与扫描程序分开的位置控制处理任务,并存储于存储部502中。由此,如图6所示,控制部504在执行对马达52的驱动控制的过程中,在位置控制处理区间602、608的期间,与扫描程序分开地执行存储于存储部502的位置控制处理任务。因此,在扫描程序的执行周期的期间不会输入针对每个轴的驱动命令,只有在位置控制处理区间602、608的期间输入到控制部504。
对于本发明所属技术领域的普通技术人员而言,在不脱离本发明的技术思想的范围内,可以进行各种替换、变形以及变更,因此,本发明的技术思想的范围并非限定于上述实施例和附图。
Claims (5)
1.一种可编程逻辑控制器的马达驱动控制方法,其中,
包括:
若第N个定位控制周期开始,则停止正在执行的扫描程序的步骤;
在预设的位置控制处理区间的期间,接收针对一个以上轴的驱动命令的输入的步骤;
在预设的位置控制运算区间的期间,运算与所述针对一个以上轴的驱动命令相对应的每个所述一个以上轴的移动量的步骤;
重新开始执行所述扫描程序的步骤;以及
若第N+1个定位控制周期开始,则基于在所述位置控制运算区间的期间运算的每个所述一个以上轴的移动量驱动马达的步骤。
2.根据权利要求1所述的可编程逻辑控制器的马达驱动控制方法,其中,
所述位置控制处理区间具有比所述位置控制运算区间或者所述扫描程序执行区间更高的优先级。
3.根据权利要求1所述的可编程逻辑控制器的马达驱动控制方法,其中,
只有在所述位置控制处理区间的期间输入所述针对一个以上轴的驱动命令。
4.根据权利要求1所述的可编程逻辑控制器的马达驱动控制方法,其中,
若所述第N+1个定位控制周期开始,则基于在所述位置控制运算区间的期间运算的每个所述一个以上轴的移动量驱动马达的步骤,包括:
基于在所述位置控制运算区间的期间运算的每个所述一个以上轴的移动量,同时输出所述针对一个以上轴的驱动命令的步骤。
5.根据权利要求1所述的可编程逻辑控制器的马达驱动控制方法,其中,
在创建可编程逻辑控制器程序时,所述针对一个以上轴的驱动命令作为与所述扫描程序分开的任务输入。
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