梯形圖(LAD, LadderLogic ProgrammingLanguage)是PLC使用得最多的圖形編程語(yǔ)言，被稱為PLC的第一編程語(yǔ)言。

　　梯形圖語(yǔ)言沿襲了繼電器控制電路的形式，梯形圖是在常用的繼電器與接觸器邏輯控制基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化了符號(hào)演變而來(lái)的，具有形象、直觀、實(shí)用等特點(diǎn)，電氣技術(shù)人員容易接受，是運(yùn)用上最多的一種PLC的編程語(yǔ)言。

　　正運(yùn)動(dòng)技術(shù)的ZMC006CE就是一款高性價(jià)比的，支持ZBasic、ZPlC編程語(yǔ)言，以及可以使用正運(yùn)動(dòng)技術(shù)ZHMI界面編程的EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制器。在正式學(xué)習(xí)直線插補(bǔ)之前，我們先簡(jiǎn)單了解一下這個(gè)產(chǎn)品。

　　教學(xué)視頻

　　一梯形圖介紹梯形圖介紹

　　(一)梯形圖運(yùn)行邏輯

　　PLC梯形圖執(zhí)行從左側(cè)的母線開始，從左至右，從上至下依次掃描，從第一行程序開始順序掃描到END為一個(gè)掃描周期，然后又開始新一輪程序掃描，直到程序被停止。

　　PLC運(yùn)行時(shí)，主要經(jīng)過(guò)自檢測(cè)、通訊處理、輸入檢測(cè)、程序執(zhí)行、輸出刷新這五個(gè)階段。掃描程序之前，先執(zhí)行故障檢測(cè)與程序檢查，發(fā)現(xiàn)異常停機(jī)顯示出錯(cuò)信息，打印程序編寫問題，再執(zhí)行與其他設(shè)備的通信響應(yīng)。

　　掃描周期示意圖

　　一個(gè)掃描周期包括輸入檢測(cè)、程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段。

　　1.輸入檢測(cè)

　　PLC以掃描方式順序讀入各輸入端子的通斷狀態(tài)，并寫入相應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器，即刷新輸入，接著轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。一般來(lái)說(shuō)，輸入信號(hào)的寬度要大于一個(gè)掃描周期，否則可能導(dǎo)致信號(hào)丟失。

　　2.程序執(zhí)行

　　PLC按從左至右，從上至下的順序?qū)γ織l梯形圖指令進(jìn)行掃描，并將相應(yīng)的運(yùn)算和處理結(jié)果保存在輸出狀態(tài)寄存器中。在程序執(zhí)行的過(guò)程中，若輸入信號(hào)狀態(tài)發(fā)生改變，但此時(shí)狀態(tài)寄存器內(nèi)的輸入狀態(tài)沒有改變，直到下一掃描開始時(shí)再讀入輸入信號(hào)狀態(tài)。

　　3.輸出刷新

　　在所有指令執(zhí)行完畢后，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)寫入輸出端子，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的輸出設(shè)備。

　　掃描周期主要取決于程序的長(zhǎng)短、指令的類型、CPU 執(zhí)行指令的速度。掃描周期的時(shí)間可以通過(guò)特殊寄存器 D8010(掃描時(shí)間)、D8011(掃描最小時(shí)間)、D8012(掃描最大時(shí)間)來(lái)查看。

　　(二)梯形圖混合Basic

　　1.PLC調(diào)用BASIC指令

　　PLC可以通過(guò)EXE指令或EXEP指令調(diào)用Basic標(biāo)準(zhǔn)指令。EXEP指令是EXE指令的脈沖形式，僅在驅(qū)動(dòng)輸入由OFF變?yōu)镺N后，才調(diào)用Basic標(biāo)準(zhǔn)指令。

　　語(yǔ)法格式如下：

　　“EXE @BASIC指令”等價(jià)于“BASIC指令”。

　　2.PLC調(diào)用BASIC和PLC程序

　　PLC使用CALL指令調(diào)用子程序。程序文件必須在同一項(xiàng)目文件(.ZPJ)內(nèi)才可調(diào)用。

　　2.1 PLC調(diào)用PLC子程序

　　CALL調(diào)用子程序后，跳轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)LBL行執(zhí)行，執(zhí)行到SRET指令處返回。

　　2.2 PLC調(diào)用Basic子程序

　　PLC調(diào)用Basic子程序時(shí)，需要在SUB函數(shù)名前加上@，調(diào)用時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況選擇是否傳入?yún)?shù)，如右圖的參數(shù)LV0。

PLC梯形圖程序

被調(diào)用的Basic子程序

　　3.BASIC調(diào)用PLC文件

　　程序文件必須在同一項(xiàng)目文件(.ZPJ)內(nèi)才可調(diào)用。

　　3.1 Basic啟動(dòng)PLC任務(wù)

　　Basic里可使用語(yǔ)句“run"xxx.plc",任務(wù)編號(hào)”來(lái)啟動(dòng)PLC文件任務(wù)。

　　PLC子程序SRET子程序返回指令可以帶上返回值，返回值存儲(chǔ)在LV局部寄存器中，返回值是浮點(diǎn)格式，調(diào)用者通過(guò)RETURN指令獲取返回值。

　　3.2. Basic調(diào)用PLC子程序

　　Basic里使用“CALL SUB_FUNC”或“RUNTASK 任務(wù)號(hào), SUB_FUNC”來(lái)調(diào)用PLC子程序LBL。

　　如下圖，Basic程序執(zhí)行到CALL語(yǔ)句后跳轉(zhuǎn)到PLC程序的LBL子程序執(zhí)行，執(zhí)行完子程序SRET返回參數(shù)LV1保存在RETURN中。

　　二插補(bǔ)功能介紹梯形圖介紹

　　(一)插補(bǔ)原理

　　直線插補(bǔ)方式中，兩點(diǎn)間的插補(bǔ)沿著直線的點(diǎn)群來(lái)逼近。首先假設(shè)在實(shí)際輪廓起始點(diǎn)處沿X方向走一小段(給一個(gè)脈沖當(dāng)量軸走一段固定距離)，發(fā)現(xiàn)終點(diǎn)在實(shí)際輪廓的上方，則下一條線段沿Y方向走一小段，此時(shí)如果線段終點(diǎn)還在實(shí)際輪廓下方，則繼續(xù)沿Y方向走一小段，直到在實(shí)際輪廓上方以后，再向X方向走一小段，依此類推，直到到達(dá)輪廓終點(diǎn)為止。實(shí)際輪廓是由一段段的折線拼接而成，雖然是折線，但每一段插補(bǔ)線段在精度允許范圍內(nèi)非常小，那么此段折線還是可以近似看做一條直線段，這就是直線插補(bǔ)。

　　假設(shè)軸需要在在XY平面上從點(diǎn)(X0,Y0)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)(X1,Y1)，其直線插補(bǔ)的加工過(guò)程如下圖所示。

　　給軸發(fā)送一個(gè)脈沖運(yùn)動(dòng)的距離由電機(jī)的特性決定，不同的軸單個(gè)脈沖運(yùn)動(dòng)距離有所不同。

　　(二)梯形圖插補(bǔ)指令介紹

　　在正運(yùn)動(dòng)梯形圖編程中，有兩種形式的插補(bǔ)指令其分別為Zbasic形式和PLC形式。

梯形圖使用Zbasic形式插補(bǔ)指令

梯形圖使用PLC形式插補(bǔ)指令

　　1.Zbasic插補(bǔ)指令介紹

　　MOVE -- 直線運(yùn)動(dòng)

　　2.PLC形式插補(bǔ)指令介紹

　　MOVE

　　指令說(shuō)明： MOVE指令為直線插補(bǔ)相對(duì)運(yùn)動(dòng)指令。操作數(shù)： 

       S1：T,C,D,K,H,Z,V,LV,DT,@

       S2：T,C,D,K,H,Z,V,LV,DT,@

       …… 

       S8：T,C,D,K,H,Z,V,LV,DT,@

       操作數(shù)若使用字寄存器，寄存器中的數(shù)值需用浮點(diǎn)指令賦值。編程示例：

　　直接使用PLC指令中的MOVE指令

　　三梯形圖直線插補(bǔ)示例梯形圖介紹

　　(一)梯形圖混合Zbasic例程

　　演示視頻

　　主循環(huán)部分

　　上電M8002導(dǎo)通一次，調(diào)用軸初始化函數(shù)執(zhí)行，由M0調(diào)用相對(duì)運(yùn)動(dòng)函數(shù)執(zhí)行。

　　軸初始化部分

　　插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)部分

　　當(dāng)設(shè)置了軸0和軸1的S曲線后，平滑時(shí)間100ms，SRAMP=100,100，此時(shí)的速度曲線如下圖:

　　ld m8002exe @Axis_Initldp m0EXE @RelativeMoveendlbl @Axis_Initld m8000EXE @BASE(0,1)EXE @UNITS = 100,100EXE @ACCEL = 1000,1000EXE @DECEL = 1000,1000EXE @SPEED = 100,100EXE @DPOS = 0,0EXE @MPOS = 0,0sretLBL @RelativeMove ld m8000EXE @BASE(0,1)exe @Triggerexe @MOVE(300,400)sret

　　梯形圖對(duì)應(yīng)語(yǔ)句表

　　·

　　Axis_Init

　　WHILE 1

　　IF SCAN_EVENT(MODBUS_BIT(0)) > 0 THEN Axis_Move ENDIFWEND

　　END

　　GLOBAL SUB Axis_Init() BASE(0,1) UNITS= 100,100 ACCEL = 1000,1000 DECEL = 1000,1000 SPEED = 100,100 DPOS = 0,0 MPOS = 0,0ENDSUB

　　GLOBAL SUB Axis_Move() BASE(0,1) TRIGGER MOVE(300,400)ENDSUB

　　與該梯形圖直線插補(bǔ)程序等價(jià)的Zbasic形式程序

　　本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制器的PLC編程(一) 直線插補(bǔ)，就分享到這里。

　　本文由正運(yùn)動(dòng)技術(shù)原創(chuàng)，歡迎大家轉(zhuǎn)載，共同學(xué)習(xí)，一起提高中國(guó)智能制造水平。文章版權(quán)歸正運(yùn)動(dòng)技術(shù)所有，如有轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明文章來(lái)源。