ES2752879T3 - Método de asignación de períodos de control independientes de ejes en el sistema de posicionamiento PLC - Google Patents

Método de asignación de períodos de control independientes de ejes en el sistema de posicionamiento PLC Download PDF

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Abstract

Un método de asignación de períodos de control para ejes en un sistema de posicionamiento PLC (100), en donde el método comprende dividir (S11) los ejes en un primer grupo de ejes que tiene un primer período de control y un segundo grupo de ejes que tiene un segundo período de control y asignar diferentes períodos de control para diferentes ejes; caracterizado porque el método comprende además: cuando se solicita el cálculo de control de posición del primer grupo de ejes durante el cálculo de control de posición del segundo grupo de ejes, realizar (S12) el cálculo de control de posición del primer grupo de ejes a través del cambio de tareas; y después de completar el cálculo de control de posición del primer grupo de ejes, realizar (S13) el cálculo de control de posición del segundo grupo de ejes a través del cambio de tareas.

Description

DESCRIPCIÓN
Método de asignación de períodos de control independientes de ejes en el sistema de posicionamiento PLC Antecedentes
1. Campo técnico
La presente invención se refiere a un método de asignación de períodos de control para ejes en un sistema de posicionamiento PLC. Más específicamente, la presente invención se refiere a un método de asignación de períodos de control para ejes en un sistema de posicionamiento PLC que controla una pluralidad de ejes, en donde los ejes se dividen en un primer grupo de ejes que requiere una respuesta más rápida y un segundo grupo de ejes que requiere una velocidad más lenta respuesta y una tarea se cambia en un punto de tiempo cuando se solicita el cálculo de control de posición del primer grupo de ejes, para realizar el cálculo de control de posición del primer grupo de ejes con preferencia al cálculo de control de posición del segundo grupo de ejes.
2. Descripción de la técnica relacionada
Una función de posicionamiento de un controlador lógico programable (PLC) es una función de mover un objeto a una posición correcta accionando un motor con una salida de tren de pulsos rápido a un punto de contacto de salida de transistor del PLC.
Con el aumento de la complejidad de un sistema de control automático, se han desarrollado una variedad de aplicaciones para controlar varios ejes con un solo controlador. Sin embargo, el control de servoaccionamiento directo existente basado en un pulso o una señal analógica tiene una limitación en el número de servoaccionamientos controlables ya que los puntos de contacto de entrada/salida están conectados a servoaccionamientos en una correspondencia de uno a uno.
Sin embargo, en los últimos años, más allá del método mencionado anteriormente, se han utilizado otros métodos de uso de tecnologías de red para transmitir una posición y velocidad objetivo a una serie de servoaccionamientos en tiempo real.
Como ejemplo, se puede usar un protocolo EtherCAT para proporcionar valores de instrucciones y datos de control a 100 servoejes cada 100 ms. Sin embargo, es difícil calcular el movimiento de cada uno de los 100 servoejes cada 100 m s. Por supuesto, una MPU con alto rendimiento puede ayudar a reducir el tiempo de cálculo, pero no puede evitar ninguna limitación inherente.
Un sistema de posicionamiento PLC calcula un pulso que se emitirá cada período de control definido en la unidad de tiempo. El período de control generalmente varía dentro de un intervalo de varios cientos de mm a varios diez ms dependiendo de los fabricantes y productos. La frecuencia de una salida de pulso durante un período de control es constante y se determina la velocidad (es decir, la frecuencia) de la salida de un pulso para el siguiente período de control. Por lo tanto, un período de control más corto facilita un control más suave del motor.
Las Figuras 1 y 2 son diagramas utilizados para explicar un método de cálculo de control de posición de un sistema de posicionamiento PLC convencional.
Con referencia a las Figuras 1 y 2, se calcula la cantidad de movimiento de un eje que se moverá dentro de un período de control para cada eje desde el comienzo del período de control de cada intervalo (S1). En general, se completa el cálculo desde el primer eje hasta el último eje (que varía de conformidad con los productos). Al completar el cálculo, una tarea espera el tiempo restante del período de control correspondiente o la tarea restante requerida para el control, continúa (S2). Durante el siguiente período de control después de completar el cálculo, la cantidad de movimiento calculada en el período de control anterior se envía a un servoaccionamiento y, en el período de control correspondiente, se calcula una cantidad de movimiento durante el segundo período de control siguiente de cada eje (S3). La cantidad de movimiento calculada en el primer período de control se emite durante el segundo período de control. La cantidad de movimiento calculada en este momento se almacena en un almacenamiento temporal de salida y luego se emite.
El método descrito anteriormente tiene que asignar un período de control teniendo en cuenta el tiempo de cálculo máximo de todos los ejes, ya que los períodos de control de los ejes son los mismos. Por ejemplo, si se va a controlar un sistema que tiene 10 ejes del mismo tipo cuyo tiempo de cálculo es el máximo de 1 ms, el período de control debe asignarse a 10 ms como mínimo.
La Figura 3 es un diagrama utilizado para explicar un caso en donde un período de tiempo necesario para calcular todos los ejes excede un período de control en el sistema de posicionamiento PLC convencional.
Con referencia a la Figura 3, aunque una cantidad de movimiento de ejes cuyo cálculo se completa dentro del primer período de control, incluido el primer eje y el segundo eje, se transfiere a un servoaccionamiento normalmente durante el siguiente período de control, un eje cuyo cálculo no es completado dentro del primer período de control (primer intervalo) no tiene cantidad de movimiento para salir durante el siguiente período de control.
Por lo tanto, un enésimo eje no tiene salida real en el segundo intervalo. La acumulación de tal efecto puede causar un error de posición creciente. Por lo tanto, si todos los ejes deben controlarse con el mismo período de control, el cálculo de control de posición de todos los ejes debe completarse con un período de control asignado.
Los documentos EP, 0347467, A1 y WO 96/33450, A1 describen ejemplos de soluciones de la técnica anterior que usan grupos de ejes y agrupación para permitir diferentes períodos de control para diferentes grupos de ejes.
Sin embargo, el período de control tiene un efecto sobre la capacidad de respuesta y la flexibilidad del sistema de control. Un período de control más largo conduce a una respuesta más lenta en un punto final, lo que tiene un efecto directo en el rendimiento de los productos.
Además, dado que aumenta la tasa de cambio de velocidad en un intervalo de aceleración/desaceleración, existe una alta posibilidad de falla debido a un choque mecánico. Por lo tanto, existe la necesidad de un método novedoso para el cálculo de múltiples ejes.
Resumen
Es un aspecto de la presente invención proporcionar un método de asignación de períodos de control para ejes en un sistema de posicionamiento PLC que controla una pluralidad de ejes, en donde los ejes a controlar se dividen en un primer grupo de ejes que requiere una respuesta más rápida y un segundo grupo de ejes que requiere una respuesta más lenta y una tarea se cambia en un punto de tiempo cuando se solicita el cálculo de control de posición del primer grupo de ejes, para realizar el cálculo de control de posición del primer grupo de ejes con preferencia al cálculo de control de posición del segundo grupo de ejes, para controlar de forma flexible todos los ejes.
La presente invención no se limita al aspecto anterior y los expertos en la materia comprenderán claramente otros aspectos de la presente invención a partir de la siguiente descripción.
De conformidad con un aspecto de la presente invención, se proporciona un método de asignación de períodos de control para ejes en un sistema de posicionamiento PLC, que incluye: dividir los ejes en un primer grupo de ejes que tiene un primer período de control y un segundo grupo de ejes que tiene un segundo período de control y asignación de diferentes períodos de control para diferentes ejes; cuando se solicita el cálculo de control de posición del primer grupo de ejes durante el cálculo de control de posición del segundo grupo de ejes, realizar el cálculo de control de posición del primer grupo de ejes a través del cambio de tareas; y, después de completar el cálculo de control de posición del primer grupo de ejes, reanudar el cálculo de control de posición del segundo grupo de ejes a través del cambio de tareas.
El acto de asignar diferentes períodos de control para diferentes ejes puede incluir designar un solo eje al primer grupo de ejes.
El acto de asignar diferentes períodos de control para diferentes ejes puede incluir designar una pluralidad de ejes al primer grupo de ejes.
En el acto de asignar diferentes períodos de control para diferentes ejes, cada uno del primer período de control y el segundo período de control puede incluir un intervalo de ejecución de cálculo de control de posición y un intervalo de margen para cada uno de los ejes, en donde el cálculo de control de posición no se ejecuta durante el intervalo de margen.
El acto de reanudar el cálculo de control de posición del segundo grupo de ejes incluye: al completar el cálculo de control de posición del primer grupo de ejes durante el intervalo de ejecución del cálculo de control de posición del primer período de control, realizar el cambio de tarea para el cálculo de control de posición del segundo grupo de ejes; y reanudar el cálculo de control de posición del segundo grupo de ejes durante el intervalo de margen del primer grupo de ejes.
El acto de asignar diferentes períodos de control para diferentes ejes puede incluir además asignar una pila de un área ISP para ejes en el primer grupo de ejes y asignar una pila de un área USP para ejes en el segundo grupo de ejes.
El acto de asignar diferentes períodos de control para diferentes ejes puede incluir designar el primer período de control de modo que el cálculo de un eje usando el área ISP pueda completarse dentro del primer período de control.
El acto de realizar el cálculo de control de posición del primer grupo de ejes puede incluir: mientras se realiza el cálculo de control del segundo grupo de control, cuando se produce una interrupción de cambio de pila en un punto en el tiempo cuando se solicita el cálculo de control de posición del primer período de control, empujar todos los registros al área de USP y, después de completar una rutina de servicio de interrupción, cambiando una dirección de retorno a un área de cálculo del primer período de control para regresar al área de iSp , y el acto de reanudar el cálculo de control de posición del el segundo grupo de ejes puede incluir: al completar el cálculo de control del primer período de control, empujar un registro general, un registro de estado y un contador de programa al área de ISP y, después de cambiar la pila al área de USP, reanudar para realizar el cálculo de control El segundo período de control.
[Ventajas de la invención]
Según la presente invención, en un método de asignación de períodos de control independientes de ejes en un sistema de posicionamiento PLC que controla una pluralidad de ejes, más allá de la forma existente de aplicar períodos de control colectivamente, es posible dividir los ejes en un primer grupo de ejes (que requiere una respuesta más rápida) y un segundo grupo de ejes (que requiere una respuesta más lenta) y cambiar una tarea en un punto de tiempo cuando se solicita el cálculo de control de posición del primer grupo de ejes durante el cálculo de los datos de operación de los dos grupos de ejes, para realizar el cálculo de control de posición del primer grupo de ejes con preferencia al cálculo de control de posición del segundo grupo de ejes, para controlar de manera flexible todos los ejes.
De conformidad con la presente invención, dado que se otorga una prioridad de cálculo a un eje que requiere una respuesta más rápida, es posible garantizar una velocidad de respuesta del eje que requiere una respuesta más rápida incluso con el mayor número de ejes de control.
En los campos industriales, hay ejes que son más sensibles a una velocidad de respuesta y sincronización axial, como en los robots articulados y similares, y ejes que son menos sensibles a una velocidad de respuesta y sincronización axial, como en las cintas transportadoras y similares. De conformidad con la presente invención, asignando ejes que controlan los robots articulados y similares al primer grupo de ejes y asignando ejes que controlan las cintas transportadoras y similares al segundo grupo de ejes, es posible controlar de forma flexible un servoaccionamiento incluso en un sistema a gran escala.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es un diagrama utilizado para explicar un método de cálculo de control de posición de un sistema de posicionamiento PLC convencional.
La Figura 2 es un diagrama de flujo utilizado para explicar el método de cálculo de control de posición del sistema de posicionamiento PLC convencional.
La Figura 3 es un diagrama utilizado para explicar un caso en donde un período de tiempo necesario para calcular todos los ejes excede un período de control en el sistema de posicionamiento PLC convencional.
La Figura 4 es un diagrama de bloques utilizado para explicar un sistema de posicionamiento PLC de conformidad con una modalidad de la presente invención.
La Figura 5 es un diagrama de flujo utilizado para explicar un método de asignación de períodos de control independientes de ejes en el sistema de posicionamiento de PLC de conformidad con una modalidad de la presente invención.
La Figura 6 es un diagrama que ilustra un área de almacenamiento de una pila actual en una llamada de función en el método de asignación de períodos de control independientes de ejes en el sistema de posicionamiento de PLC de conformidad con una modalidad de la presente invención.
La Figura 7 es un diagrama que ilustra un área de almacenamiento de una pila actual en una llamada de interrupción en el método de asignación de períodos de control independientes de ejes en el sistema de posicionamiento de PLC de conformidad con una modalidad de la presente invención.
La Figura 8 es un diagrama utilizado para explicar el cálculo de control de un período de control más corto y un período de control más largo de conformidad con una modalidad de la presente invención.
La Figura 9 es un gráfico para explicar los resultados de la simulación en el método de asignación de períodos de control independientes de ejes en el sistema de posicionamiento PLC de conformidad con una modalidad de la presente invención.
La Figura 10 es un gráfico para explicar los resultados de la simulación en el método de asignación de períodos de control independientes de ejes en el sistema de posicionamiento PLC de conformidad con una modalidad de la presente invención.
Descripción detallada
A continuación, se describirán en detalle modalidades de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos. Debe entenderse que la presente invención no se limita a las siguientes modalidades, y que las modalidades se proporcionan únicamente con fines ilustrativos. El alcance de la invención debe definirse solo por las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes.
La Figura 4 es un diagrama de bloques utilizado para explicar un sistema de posicionamiento PLC de conformidad con una modalidad de la presente invención.
Con referencia a la Figura 4, un sistema de posicionamiento PLC 100 de conformidad con una modalidad de la presente invención puede configurarse para incluir una unidad de control de posicionamiento 110, un foto-acoplador rápido 120 y una unidad de interfaz externa 130.
La unidad de control de posicionamiento 110 está configurada para dividir los ejes en un primer grupo de ejes y un segundo grupo de ejes, cambiar una tarea en un punto de tiempo de solicitud para el cálculo del primer grupo de ejes del cálculo de datos de operación de los dos grupos, y realizar preferentemente el cálculo de control de posición del primer grupo. Los ejes que requieren una respuesta más rápida pertenecen al primer grupo de ejes. Los ejes que requieren una respuesta más lenta pertenecen al segundo grupo de ejes.
La unidad de control de posicionamiento 110 puede designar un eje para el primer grupo de ejes y designar los ejes restantes para el segundo grupo de ejes. Por lo tanto, el cálculo para el eje designado para el primer grupo de ejes puede ejecutarse con preferencia sobre los ejes restantes.
La unidad de control de posicionamiento 110 puede designar una pluralidad de ejes para el primer grupo de ejes y designar los ejes restantes para el segundo grupo de ejes. Por lo tanto, el cálculo para la pluralidad de ejes designados para el primer grupo de ejes puede ejecutarse con preferencia sobre los ejes restantes.
Por ejemplo, la unidad de control de posicionamiento 110 puede designar dos ejes para el primer grupo de ejes y designar los ejes restantes para el segundo grupo de ejes. Por lo tanto, el cálculo para los dos ejes designados para el primer grupo de ejes se puede ejecutar con preferencia sobre los ejes restantes. En este momento, los dos ejes designados para el primer grupo de ejes tienen la misma prioridad. Con el aumento del número de ejes designados para el primer grupo de ejes, ya que los ejes designados comparten la misma prioridad, es ventajoso establecer que el número de ejes designados para el primer grupo de ejes sea lo más pequeño posible, preferiblemente uno.
La unidad de control de posicionamiento 110 puede generar un tren de pulsos rápido de conformidad con un modo de salida de pulso/dirección o CW/CCW y un nivel de salida de alta o baja actividad establecido por un usuario. El tren de pulso rápido se transmite al exterior a través del foto-acoplador rápido 120, que sirve como una unidad de transmisión de aislamiento, en un estado en donde el tren de pulso rápido está aislado eléctricamente del exterior. La unidad de interfaz externa 130 convierte el tren de pulsos rápido en un nivel de señal de colector abierto o una forma controladora de línea adecuado para un controlador de motor externo 200.
La Figura 5 es un diagrama de flujo utilizado para explicar un método de asignación de períodos de control independientes de ejes en el sistema de posicionamiento de PLC de conformidad con una modalidad de la presente invención.
Con referencia a la Figura 5, la unidad de control de posicionamiento 110 divide los ejes en el primer grupo de ejes que tiene un primer período de control y el segundo grupo de ejes que tiene un segundo período de control y asigna diferentes períodos de control para los ejes (S11).
Es decir, la unidad de control de posicionamiento 110 utiliza la conmutación de tareas para asignar diferentes períodos de control para los ejes de tal manera que un período de control más corto (el primer período de control) se asigna a un eje que requiere una respuesta más rápida y un período más largo (el segundo período de control) se asigna a un eje que requiere una respuesta más lenta.
Por ejemplo, la unidad de control de posicionamiento 110 divide los ejes en un grupo de servoaccionamiento que requiere un período de control más corto (el primer grupo de ejes), como un robot articulado o similar, y un grupo de servoaccionamiento que requiere un período de control más largo (el segundo grupo de ejes), como una cinta transportadora o similar. Entonces, la unidad de control de posicionamiento 110 establece una prioridad de cálculo de control de posición del primer grupo de ejes para que sea mayor que una prioridad de cálculo de control de posición del segundo grupo de ejes.
Es decir, al recibir una solicitud de cálculo de control de posición del primer grupo de ejes durante el cálculo de control de posición del segundo grupo de ejes, la unidad de control de posicionamiento 110 realiza el cálculo de control de posición del primer grupo de ejes (S12). Luego, después de completar el cálculo de control de posición del primer grupo de ejes, la unidad de control de posicionamiento 110 realiza el cálculo de control de posición del segundo grupo de ejes (S13). Este proceso puede garantizar un período de control más corto del primer grupo de ejes en lugar de aumentar el período de control del segundo grupo de ejes.
La unidad de control de posicionamiento 110 puede implementarse con MPU (unidad de microprocesador). En este caso, la unidad de control de posicionamiento 110 puede realizar una asignación de período de control independiente utilizando la conmutación de tareas utilizando periféricos internos de la MPU.
Si se utiliza RTOS (sistema operativo en tiempo real) para implementar la técnica de conmutación de tareas, esto puede provocar que las cargas tengan una programación periódica/aperiódica muy necesaria, lo que puede conducir a la pérdida de recursos de MPU.
Por lo tanto, la unidad de control de posicionamiento 110 puede realizar un proceso capaz de conmutar tareas flexibles en el momento en que ocurre una interrupción del temporizador de funciones del RTOS.
Es decir, la unidad de control de posicionamiento 110 detiene el cálculo en curso en el momento de solicitar el cálculo de posición de un eje que tiene un período de control más corto durante el cálculo de posición de un eje que tiene un período de control más largo y realiza preferentemente el cálculo de posición del eje que tiene el más corto período de control. Una vez completado el cálculo de la posición del eje que tiene el período de control más corto, la unidad de control de posicionamiento 110 reanuda para realizar el cálculo de la posición del eje que tiene el período de control más largo.
Para este fin, la unidad de control de posicionamiento 110 proporciona dos reglas de control de eje como sigue.
Primero, en el momento de la solicitud de cálculo de posición de un eje que tiene un período de control más corto durante el cálculo de posición de un eje que tiene un período de control más largo, se debe realizar inmediatamente una rutina de cálculo de control de posición para el eje que tiene el período de control más corto.
En segundo lugar, una vez completado el cálculo de la posición del eje que tiene el período de control más corto, se debe reanudar el cálculo de control de posición del eje que tiene el período de control más largo.
Se requiere la técnica de cambio de tareas para implementar de manera flexible el cálculo de control de posición de los ejes que tienen diferentes períodos de control. El RTOS típico usa una marca de tiempo o una llamada de la función API con la que un núcleo trabaja para cambiar una tarea. Cuando se llama a una función de kernel, un planificador de kernel ejecuta una tarea que tiene la más alta prioridad entre las tareas que están actualmente en estado de espera.
Sin embargo, la marca de tiempo del RTOS integrado típico es de 10 ms y, por lo general, se proporciona un período de control de aproximadamente 1 ms para el control de posicionamiento. Esto puede causar más trabajos realizados para el cambio de tareas de lo necesario, lo que puede imponer una carga en el sistema. Por lo tanto, existe la necesidad de una forma apropiada para que la unidad de control de posicionamiento 110 realice el cambio de tareas utilizando solo una técnica de multitarea en Non-RTOS.
El cambio de tareas requiere una segmentación de la pila que puede ser implementada arbitrariamente por un usuario con códigos fuente. Por ejemplo, la unidad de control de posicionamiento 110 puede emplear un esquema de segmentación de la pila que puede usar ISP (puntero de interrupción de la pila) y USP (puntero de interrupción del usuario). La unidad de control de posicionamiento 110 puede determinar mediante la manipulación del registro de control si se debe usar un área ISP o un área USP para una pila actual.
La Figura 6 es un diagrama que ilustra un área de almacenamiento de una pila actual en una llamada de función en el método de asignación de períodos de control independientes de ejes en el sistema de posicionamiento de PLC de conformidad con una modalidad de la presente invención.
Con referencia a la Figura 6, la unidad de control de posicionamiento 110 puede recibir una llamada de función para realizar una tarea de Func2 mientras realiza una tarea de Fund. En este momento, un área de inserción y un área emergente difieren entre sí de conformidad con se use el área ISP o el área USP.
Cuando se usa el área de ISP, si hay una llamada de función para realizar la tarea de Func2 mientras se realiza la tarea de Func1, la unidad de control de posicionamiento 110 empuja hacia el área de ISP. Luego, después de completar la tarea de Func2, cuando la tarea de Func2 se cambia a la tarea de Func1, la unidad de control de posicionamiento 110 extrae del área de ISP.
Por otro lado, cuando se usa el área de USP, si hay una llamada de función para realizar la tarea de Func2 mientras se realiza la tarea de Func1, la unidad de control de posicionamiento 110 empuja hacia el área de USP. Luego, después de completar la tarea de Func2, cuando la tarea de Func2 se cambia a la tarea de Func1, la unidad de control de posicionamiento 110 extrae del área de USP.
La Figura 7 es un diagrama que ilustra un área de almacenamiento de una pila actual en una llamada de interrupción en el método de asignación de períodos de control independientes de ejes en el sistema de posicionamiento de PLC de conformidad con una modalidad de la presente invención.
Con referencia a la Figura 7, si se produce una interrupción en todos los casos en los que se utiliza el área ISP o el área USP, la unidad de control de posicionamiento 110 realiza la operación de empujar y extraer utilizando el área ISP.
Por ejemplo, la unidad de control de posicionamiento 110 empuja hacia el área de ISP si ocurre la Interrupción1 mientras realiza la tarea de Fund, y empuja al área de ISP si ocurre la Interrupción2 mientras realiza la tarea de la Interrupción1.
Nuevamente, después de completar la tarea de Interrupción2, cuando la tarea de Interrupción2 se cambia a la tarea de Interrupciónl, la unidad de control de posicionamiento 110 extrae del área de ISP. Además, después de completar la tarea de Interrupt1, cuando la tarea de Interrupción se cambia a la tarea de Func1, la unidad de control de posicionamiento 110 extrae del área de ISP.
De esta manera, la unidad de control de posicionamiento 110 usa el área ISP cuando no hay una manipulación particular, y almacena un estado actual en el área ISP cuando se llama a una función o se produce una interrupción. Incluso cuando se usa el área USP, la unidad de control de posicionamiento 110 almacena un estado actual en el área USP cuando se llama a una función, pero puede usar el área ISP cuando se produce una interrupción.
Por consiguiente, la unidad de control de posicionamiento 110 utiliza un proceso de interrupción para que el área ISP de las dos tareas independientes se pueda usar para un eje que requiera una respuesta más rápida y el área USP se pueda usar para un eje que requiera una respuesta más lenta.
Por conveniencia, aquí se supone que el período de control más rápido es un primer período de control y el período de control más lento es un segundo período de control. En consecuencia, la unidad de control de posicionamiento 110 calcula los datos de operación basados en el primer período de control para un eje usando el área ISP y calcula los datos de operación basados en el segundo período de control para un eje usando el área USP. Cuando comienza el primer período de control, comienza el cálculo de control de posición del eje utilizando el área ISP.
Cabe señalar aquí que el cálculo del eje utilizando el área del ISP debe designarse de tal manera que el cálculo pueda completarse dentro de un período más corto que el primer período de control, es decir, el tiempo de cálculo no es más largo que el primero período de control. Las tareas se gestionan de tal manera que se realiza el cálculo del eje que tiene el período de control más lento por un tiempo restante antes de que comience el siguiente período de control después de que se complete el cálculo del eje que requiere la respuesta más rápida dentro del primer período de control.
La Figura 8 es un diagrama utilizado para explicar el cálculo de control de un período de control más corto y un período de control más largo de conformidad con una modalidad de la presente invención.
Con referencia a la Figura 8, cuando comienza a realizar el cálculo de datos de operación, la unidad de control de posicionamiento 110 comienza a realizar el cálculo del primer período de control en el área de ISP. Cuando finaliza todo el cálculo de control a realizar dentro del primer período de control, se utiliza un registro del sistema de la unidad de control de posicionamiento 110 para realizar el cambio de pila al área de USP.
Cuando se produce una interrupción del temporizador para el cálculo de control de posición del primer período de control en el curso del cálculo del segundo período de control en el período USP, la unidad de control de posicionamiento 110 detiene el cálculo en el área USP. Luego, la unidad de control de posicionamiento 110 realiza el cambio de pila a la región ISP después de almacenar un estado de registro en una pila del área de USP. La unidad de control de posicionamiento 110 utiliza la conmutación de tareas para realizar preferentemente el cálculo de control de posición del primer período de control. En este momento, dado que un puntero de programa señala la siguiente etapa en un momento en que ISP se cambia a USP, el cálculo del área de ISP se conecta al área de USP.
Es decir, mientras se usa la interrupción del temporizador para calcular el segundo período de control, cuando se produce una interrupción de cambio de pila (1 ms) en un punto de tiempo cuando se solicita el cálculo de control de posición del primer período de control, la unidad de control de posicionamiento 110 se empuja todos los registros al área de la USP. Luego, después de completar una rutina de servicio de interrupción, la unidad de control de posicionamiento 110 cambia una dirección de retorno a la primera área de cálculo del período de control para volver al área de ISP. Posteriormente, la unidad de control de posicionamiento 110 cambia la pila para realizar el cálculo de control de posición del primer período de control. Cuando se completa el cálculo de control de posición del primer período de control, la unidad de control de posicionamiento 110 empuja el registro general, el registro de estado y el contador de programa al área de ISP. Luego, después de que la pila cambie al USP, la unidad de control de posicionamiento 110 reanuda para realizar el cálculo de control de posición del segundo período de control.
La Figura 9 es un gráfico para explicar los resultados de la simulación en el método de asignación de períodos de control independientes de ejes en el sistema de posicionamiento PLC de conformidad con una modalidad de la presente invención.
Con referencia a la Figura 9, se usó Rx621 MPU (comercializado por Renesas Company) para realizar una simulación sobre el método de asignación de períodos de control independientes de ejes en el sistema de posicionamiento PLC de conformidad con una modalidad de la presente invención. Para verificar si un área donde se está ejecutando un programa es un área ISP o un área USP, se midió con un osciloscopio una salida de señal de encendido/apagado a través de un pin GPIO. El pin GPIO conectado a la sonda de osciloscopio No. 3 (CH3) se encendió durante el primer cálculo del período de control y se apagó después de completar el primer cálculo del período de control. Para el segundo período de control, esto se aplica igualmente al pin GPIO conectado a la sonda de osciloscopio No. 2 (CH2).
El primer período de control se designó con 1 ms y el segundo período de control se designó con 5 ms. En otras palabras, el segundo período de control se repite una vez, mientras que el primer período de control se repite cinco veces.
De esta manera, se confirmó que los cálculos de datos de operación de dos grupos que tenían diferentes períodos de control se realizaron con el tiempo de la siguiente manera.
Como se puede ver en la Figura 9, cuando se completa el primer cálculo del período de control (S21), la unidad de control de posicionamiento 110 usa el cambio de tarea del segundo período de control para calcular el segundo período de control (S22). Luego, en el curso del segundo cálculo del período de control, cuando se produce una interrupción del temporizador de 1 ms en un punto de tiempo cuando comienza el primer período de control, la unidad de control de posicionamiento 110 realiza la conmutación de la pila para realizar el cálculo de control de posición del primer control período (S23). A partir de la Figura 9 se puede confirmar que el cálculo restante del segundo período de control continúa después de la finalización del primer período de control.
Se observa aquí que el primer período de control (CH3) y el segundo período de control (CH2) están configurados para incluir un intervalo de ejecución de cálculo de control de posición y un intervalo de margen para cada eje. Incluso cuando el primer período de control es de 1 ms, solo una parte del período completo de 1 ms se usa como el intervalo de ejecución del cálculo de control en donde se realiza el cálculo de control del primer período de control, pero el otro se usa como intervalo de margen. Como cada uno de los períodos de control tiene el intervalo de ejecución de cálculo de control y el intervalo de margen reservado, cuando se completa la ejecución del primer período de control, el cálculo de control del segundo período de control se realiza sin esperar durante el intervalo de margen.
La Figura 10 es un gráfico para explicar los resultados de la simulación en el método de asignación de períodos de control independientes de ejes en el sistema de posicionamiento PLC de conformidad con una modalidad de la presente invención.
Los resultados del cálculo del primer y segundo eje con el primer período de control y el cálculo del tercer y cuarto eje con el segundo período de control se muestran en la Figura 10. Se puede confirmar a partir de la Figura 10 que los ejes se mueven a la misma velocidad y generan el mismo perfil.
Según la presente invención, la unidad de control de posicionamiento 110 que controla una pluralidad de ejes asigna períodos de control para los ejes de forma independiente y otorga una prioridad de cálculo a un eje que requiere una respuesta más rápida. Esto puede garantizar una velocidad de respuesta del eje que requiere una respuesta más rápida incluso con el mayor número de ejes de control.
En los campos industriales, hay ejes que son más sensibles a una velocidad de respuesta y sincronización axial, como en los robots articulados y similares, y ejes que son menos sensibles a una velocidad de respuesta y sincronización axial, como en las cintas transportadoras y similares. De conformidad con la presente invención, asignando ejes que controlan los robots articulados y similares al primer grupo de ejes y asignando ejes que controlan las cintas transportadoras y similares al segundo grupo de ejes, es posible controlar de forma flexible un servoaccionamiento incluso en un sistema a gran escala.
Si bien se han descrito ciertas modalidades, estas modalidades se han presentado solo a modo de ejemplo, y no pretenden limitar el alcance de las divulgaciones. De hecho, los nuevos métodos y aparatos descritos en este documento pueden incorporarse en una variedad de otras formas; además, pueden realizarse varias omisiones, sustituciones y cambios en la forma de las modalidades descritas en el presente documento sin apartarse del espíritu de las descripciones. Las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes están destinadas a cubrir las formas o modificaciones que entren dentro del alcance y el espíritu de las descripciones.

Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un método de asignación de períodos de control para ejes en un sistema de posicionamiento PLC (100), en donde el método comprende
    dividir (S11) los ejes en un primer grupo de ejes que tiene un primer período de control y un segundo grupo de ejes que tiene un segundo período de control y asignar diferentes períodos de control para diferentes ejes; caracterizado porque el método comprende además:
    cuando se solicita el cálculo de control de posición del primer grupo de ejes durante el cálculo de control de posición del segundo grupo de ejes, realizar (S12) el cálculo de control de posición del primer grupo de ejes a través del cambio de tareas; y
    después de completar el cálculo de control de posición del primer grupo de ejes, realizar (S13) el cálculo de control de posición del segundo grupo de ejes a través del cambio de tareas.
  2. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde el acto de asignar diferentes períodos de control para diferentes ejes incluye designar un solo eje al primer grupo de ejes.
  3. 3. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde el acto de asignar diferentes períodos de control para diferentes ejes incluye designar una pluralidad de ejes al primer grupo de ejes.
  4. 4. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde, en el acto de asignar diferentes períodos de control para diferentes ejes, cada uno del primer período de control y el segundo período de control incluye un intervalo de ejecución de cálculo de control de posición y un intervalo de margen para cada uno de los ejes, en donde el cálculo de control de posición no se ejecuta durante el intervalo de margen.
  5. 5. El método de conformidad con la reivindicación 4, en donde el acto de reanudar el cálculo de control de posición del segundo grupo de ejes incluye:
    al completar el cálculo de control de posición del primer grupo de ejes durante el intervalo de ejecución del cálculo de control de posición del primer período de control, realizar la conmutación de tareas para el cálculo de control de posición del segundo grupo de ejes; y reanudar el cálculo de control de posición del segundo grupo de ejes durante el intervalo de margen del primer grupo de ejes.
  6. 6. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde el acto de asignar diferentes períodos de control para diferentes ejes incluye además asignar una pila de un puntero de interrupción de la pila, ISP, área para ejes en el primer grupo de ejes y asignar una pila de un puntero de pila de usuario, USP, área para ejes en el segundo grupo de ejes.
  7. 7. El método de conformidad con la reivindicación 6, en donde el acto de asignar diferentes períodos de control para diferentes ejes incluye designar el primer período de control de modo que el cálculo de un eje usando el área ISP pueda completarse dentro del primer período de control.
  8. 8. El método de conformidad con la reivindicación 6, en donde el acto de realizar el cálculo de control de posición del primer
    el grupo de ejes incluye: al realizar el cálculo de control del segundo grupo de control, cuando se produce una interrupción de cambio de pila en un punto en donde se solicita el cálculo de control de posición del primer período de control, empujar todos los registros al área de USP y, después completar una rutina de servicio de interrupción, cambiar una dirección de retorno a un área de cálculo del primer período de control para volver al área de ISP, y en donde el acto de reanudar el cálculo de control de posición del segundo grupo de ejes incluye: cuando se completa el cálculo de control del primer período de control, empujar un registro general, un registro de estado y un contador de programa al área de ISP y, después del cambio de pila al área de USP, reanudar para realizar el cálculo de control del segundo período de control.
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