ISG运动控制平台外文翻译资料

 2022-08-13 03:08

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2 ISG运动控制平台

2.1 ISG运动控制平台是什么

ISG-MCP是一个PLC库，如果客户要求，也可以以满足IEC61131的资源形式交付。它可以使得PLC应用编程人员在满足IEC61131PLC中的PLCopen规范下进行运动任务的编程。产生运动所需的所有内部功能都被隐藏于PLC应用编程器。比如：

  • 插补
  • 位置控制器
  • 操作驱动接口等等

ISG-MCP提供了PLCopen规范中定义的功能块、数据结构和状态模型【1】。

图1：PLC应用编程人员将ISG-MCP视为一个单一的编程接口

2.2 ISG运动控制平台的元素组成

ISG运动控制平台包括各种PLC用户库。其中包括根据PLCopen规范和控制器制造商指定

的FB和数据类型，这些组成元素组成通过其前缀可被轻易区分。

  • PLCopen规范中的各个部分里列出了所有的以MC_为前缀标识的元素组成
  • 控制器制造商所指定的所有元素组成以MCV_为前缀

2.2.1 HLI库– ISG-MCE的存储器接口

ISG-MCP的一个构件是用户库hli.lib（CoDeSys）或hli_lib.zwt（Multiprog）。它包含到ISG-MCE的存储器接口HLI的定义。通过这个接口，PLCopen FB 发送指定轴运动的指令，并接收相关轴的ISG-MCE信息。

在多进程环境中，全局变量hli在PLC应用中以％M3.xxx变量被创建，用于访问HLI。

CoDeSys环境中的PLC应用必须调用一个FB MCV_HliInterface的实例作为第一个块来初始化全局指针以访问HLI区域（参见Frame_PLCopenP1）

注意：

成功初始化之后，程序和功能块才可以从所描述的用户库中被调用。

2.2.2 平台库CoDeSys

用户库McpBase.lib (CoDeSys) 或 McpBase.zwt (Multiprog)定义了引用来自PLCopen规范中所包含对象的数据结构，这些对象被用来触发运动任务。

如果是CoDeSys 变体，引用的变量在该库中被定义为全局变量；在Multiprog环境中，则这些变量必须在PLC应用中被定义为全局变量。

平台库另一个重要的部件是MCV_PlatformBase功能块，在每一个PLC应用中必须将其实例化，并基于PLCope规范执行运动任务。

该功能块承担着初始化参考的结构并且检查PLC和MCE端的HLI接口一致性的任务。只有当该功能块置位“Done”输出为TRUE时，才可以用下列运动库中所列出的功能块成功发送运动任务到MC。（参见Frame_PLCopenP1）

2.2.3 运动库–PLCopen Part1

除了与PLCopen规范Part1相对应的功能块外，用户库McpPLCopenP1.lib (CoDeSys) 或者 McpPLCopenP1.zwt (Multiprog)也定义了包含额外功能且必须被用来实现应用的功能块。在下文中，该库将被称之为运动库。

发行公告：

版本中的功能范围取决于所使用的PLC平台而有所不同。

下图展示了运动库的结构。其基本组成元素将在后续作详细介绍。

图2：CoDeSys下McpPLCopenP1.lib运动库概览

图3：Multiprog下McpPLCopenP1.zwt运动库的结构

2.2.3.1 PLCopen 功能块

PLCopen规范part1根据用法将定义的功能块划分为：

    • 管理功能块
    • 运动相关功能块

在这两个区域内，依据应用进行进一步划分，即：

  • 单轴
  • 多轴

由此编组得到下表，并根据PLCopen规范Part1列出功能块

注意：

斜体并以星号*标记的功能块还没有在运动库part1中实现。但是，该库中可能包含有相似功能但被控制器制造商指定功能块。

将PLCopen FB Part1细分为管理功能块和运动相关的功能块

2.2.3.2功能块MCV_Axis

作为输入输出变量，AXIS_REF结构的数据由MCV_Axis 功能块更新，并具有AXIS_REF结构。该功能块也承担着下列任务：

  • 通过HLI将一根轴登录到MCE，这是通过在特定轴的HLI区域置位' plc_present'来完成的。
  • 通过HLI登录到PLC，使得PLC可以命令主轴复位、控制器使能、进给使能以及为特定轴到MCE驱动开启。
  • 在初始化阶段，通过检查版本识别码和HLI的大小来校验HLI的一致性。
  • 接收由MCE报告的每根轴的错误信息。

在每一个使用依据ISG-MCP PLCopen Part1规范的功能块的PLC应用中，必须为每根使用该功能块的轴创建一个实例，并且必须以g_array_axis_ref的形式将一个AXIS_REF结构作为一个VAR_IN_OUT参数分配给它。

为了确保这样，ISG-MCP包含必须被调用到PLC应用程序中的功能块 MCV_P1_PLATFORM（参见第二节 功能模块MCV_P1_PLATFORM）。以此确保在每一个PLC周期中，更新轴的工作数据

图4：通过'MCV_Axis'功能块的AXIS_REF规定

程序举例

ST中的声明和调用

ST中的声明

cam_in_1: MC_CamIn;

ST中的称呼（调用）

cam_in_1 (master:= g_array_axis_ref[0], slave:= g_array_axis_ref [1]);

2.2.3.3 功能块MCV_P1_PLATFORM

下列定义为MCP 制作

注意：

MCP的定义

  1. PLCopen 轴中通用的功能块'MCV_Axis'在ISG-MCP中实例化，并且在MC MCV_P1_PLATFORM中实现。
  2. 使用了依据PLCopen specifications Part 1 和part2规范的功能块的每一个PLC应用，在进行执行编算过的运动任务的功能块的计算之前，都必须刚好包含一个MCV_P1_PLATFORM功能块的实例。
  3. 应用编程人员必须确保在一个应用编程中所有为应用的编程服务的PLCopen功能块的实例化和调用 。
  4. 在MCV_P1_PLATFORM实例的第一次调用之前，HLI（MC接口）必须要初始化，并且MCV_PlatformBase功能块的实例必须要将成功的初始化通知到MCP。

图5：CoDeSys下的运动应用中的PLC基础程序

图6：Multiprog下，包含MCV_P1_PLATFORM功能块实例的主程序作为任务中的第一个程序被调用

在MCV_P1_PLATFORM功能块的每根轴的初始化阶段分都配了一个AXIS_REF结构，该功能块作为全局定义数组元素g_array_axis_ref而存在。

2.2.4 轴组库– PLCopen Part4

除了对应于Plopen规范Part 4的功能块以外，用户库McpPLCopenP4.lib (CoDeSys) 或者McpPLCopenP4.zwt (Multiprog)也同样定义了包含有额外功能并且实现应用中必须使用到的功能块。在下文中，该库被称之为轴组库。

下图展示了该库的结构，其基本组成元素将在后续作详细介绍

图7：CoDeSys下McpPLCopenP4.lib库概览

图8：Multiprog下McpPLCopenP4.zwt库的结构

2.2.4.1 功能块MCV_AxesGroup

功能块MCV_AxesGroup更新一个AXES_GROUP_REF数据结构并且有AXES_GROUP_REF结构的输入/输出变量。该功能块也承担下列任务：

  • 通过HLI登录轴组到MCE，这是通过置位HLI区域特定通道的' plc_present'标志来完成
  • 该功能块在初始化时，检查各轴是否分配到了轴组。如果是这样的话，那这些轴无需命令MC_AddAxisToGroup功能块，就被添加到PLC-interna轴组映射中。
  • 接收由MCE为每个通道报告的错误信息

在每一个使用了ISG-MCP的PLCopen Part4功能块的PLC应用中，必须为每个使用过的轴组创建这个功能块的一个实例，并且必须以gAxesGroupRef[i]的形式将一个AXES_GROUP_REF结构作为一个VAR_IN_OUT参数分配给它。

为了确保这种要求，ISG-MCP包含必须被调用到PLC应用程序中的功能块 MCV_P4_PLATFORM（参见第二节 功能模块MCV_P1_PLATFORM）。以此确保在每一个PLC周期中，更新轴的工作数据

2.2.4.2 功能块MCV_P4_PLATFORM

注意：

MCP的定义

  1. PLCopen 轴组中通用的功能块' 'MCV_AxesGroup'在ISG-MCP中实例化，并且在MCV_P4_PLATFORM功能块中实现。
  2. 执行使用了依据PLCopen规范Part 4的功能块的运动任务每一个PLC应用，在计算该功能块执行运动任务之前，必须周期性地计算恰好一个MCV_P4_PLATFORM功能块的实例。
  3. 编程人员必须确保在一个应用编程中所有为应用（比如：运动顺序）的编程服务的PLCopen功能块的实例化和调用 。
  4. 在MCV_P4_PLATFORM实例的第一次调用之前，HLI（MC接口）必须要初始化，并且MCV_PlatformBase功能块的实例必须要将成功的初始化通知到MCP。

图9：CoDeSys下用于轴组应用的PLC基础程序

图10：Multiprog下，有MCV_P4_PLATFORM功能块实例的主程序

在MCV_P4_PLATFORM功能块的初始化阶段的每个轴组都分配了一个AXES_GROUP_REF结构，在并且该功能块作为全局定义的gAxesGroupRef数组元素而存在。

2.2.4.3 PLCopen功能块

依据PLCopen规范Part4定义的功能块根据其用法细分为管理功能块和运动相关功能块。

在这两个区域里，区别在于一个功能块是否仅仅指轴组（协调的轴组）或者是否命令着与轴组（同步的轴组）外部件交互的功能。

由此编组得到下表，并根据PLCopen规范Part4列出功能块

注意：

斜体并以星号*标记的功能块还没有在运动库part4中实现。但是，该库中可能包含有相似功能但被控制器制造商指定功能块。

将PLCopen FB Part4细分为管理功能块和运动相关功能块

2.2.5全局变量

取决于所使用的PLC开发环境，需要在PLC应用中定义用户库中使用了的全局变量。

比如这是KW-Software的Multiprog案例。

为了使用ISG-MCP，必须为资源定义ISG MCP组中列出的全局变量。

图11：Multiprog下，使用ISG-MCP所需的全局变量。

2.3 符合EN775的安全概念

2.3.1 软件安全概念的常规细节

上面所指的软件安全功能是在ISG-MCE 或者 MCP中基本实现.

安全状态始终是默认状态，即这种默认状态只能通过专用的特殊的安全相关功能块所停用。

ISG所

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