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西門(mén)子擴展模塊6ES7234-4HE32-0XB0西門(mén)子擴展模塊代理商
 | SIMATIC S7-1200，模擬輸入/輸出 SM 1234，4 個(gè)模擬輸入/2 個(gè)模擬輸出， +/-10V，14 位分辨率 或者 0(4)-20mA， 13 位分辨率 |
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一、實(shí)驗設備介紹
(1) 西門(mén)子S7-200SMART系列PLC，CPU型號為ST20。
(2) XYZ軸平臺一套，該平臺有三個(gè)步進(jìn)驅動(dòng)器，三套電機配合絲桿，在本例子因ST20型號的CPU只支持2軸高速脈沖輸出，所以只驅動(dòng)X(jué)軸和Y軸。實(shí)驗平臺如下圖所示：
注：定義往電機方向移動(dòng)為正方向，絲桿的邏輯為4mm，步進(jìn)驅動(dòng)的細分設置為3200個(gè)脈沖一轉。
CPU輸出端Q0.0和Q0.2分半為X軸的脈沖和方向信號，Q0.1和Q0.7位Y軸的脈沖和放信號，步進(jìn)驅動(dòng)器有PLC的接線(xiàn)圖如下所示：
二、走圓軌跡算法說(shuō)明
西門(mén)子S7-200SMART系列PLC不支持圓弧插補功能，所以需要自己根據算法進(jìn)行計算后分別驅動(dòng)X(jué)軸和Y軸的移動(dòng)從而來(lái)實(shí)現畫(huà)圓功能
要驅動(dòng)X(jué)Y軸畫(huà)圓，可采用極限逼近法，把畫(huà)圓弧變成畫(huà)線(xiàn)段，如下圖所示左側為六等分，角度a=30°，右側為十二等分，角度a=15°。
從上圖中可以看出，當等邊多邊形的邊越多時(shí)，則多邊形的軌跡就越和圓相近，所以當角度a足夠小時(shí)，則得到的多邊形軌跡就越與圓接近。
根據以上分析需要完成畫(huà)圓功能，我們需要知道“圓心坐標值”、“圓的半徑”、“畫(huà)圓的速度”，然后根據分為三部分來(lái)實(shí)現：
(1)畫(huà)筆移動(dòng)到圓上
把XY軸分別回原點(diǎn)，回原點(diǎn)后的位置默認為XY平面坐標的原點(diǎn)，然后由原點(diǎn)移動(dòng)到圓心坐標，如下圖所示1#點(diǎn)為圓心，2#點(diǎn)為圓上點(diǎn)。
假設1#點(diǎn)的坐標為(X1，Y1)，速度為V，則X軸移動(dòng)的距離為X1，Y軸移動(dòng)的距離為Y1。根據勾股定理可計算出原點(diǎn)到圓心的距離“Y(0→1)”、X軸移動(dòng)速度“VXaxis”和Y軸移動(dòng)速度“VYaxis” ，計算公式如下所示：
當畫(huà)筆到達1#點(diǎn)后，然后Y軸不動(dòng)，X軸以V的速度移動(dòng)半徑R的距離到達圓上2#點(diǎn)位置，假2#點(diǎn)的坐標為(X2，Y2)
(2)畫(huà)筆開(kāi)始畫(huà)圓
畫(huà)筆從2#點(diǎn)位置開(kāi)始移動(dòng)畫(huà)圓，假設下個(gè)圓上的點(diǎn)為3#點(diǎn)，坐標為(X3,Y3)，從圓心到3#點(diǎn)和從圓心到2#點(diǎn)的角度為a，如下圖所示：
根據三角函數可計算出3#點(diǎn)的坐標(X3，Y3)的值分別為：
X3=Cos(a)*R X1，Y3=Sin(a)*R Y1
根據勾股定理可計算出XY軸要移動(dòng)的距離 “Y(2→3)”的值。X軸移動(dòng)速度“VXaxis”和Y軸移動(dòng)速度“VYaxis” ，計算公式如下所示：
注：此時(shí)X2和Y2為X軸和Y軸的當前位置，X3和Y3為X軸和Y軸要移動(dòng)的目標位置,速度需要取juedui值。
同理：當畫(huà)筆到達3#點(diǎn)后，角度變?yōu)?a，則對應的圓上點(diǎn)為4#點(diǎn)，坐標為(X4，Y4)，如下圖所示：
根據三角函數可計算出4#點(diǎn)的坐標(X4，Y4)的值分別為：
X4=Cos(2a)*R X1，Y4=Sin(2a)*R Y1
根據勾股定理可計算出XY軸要移動(dòng)的距離 “Y(3→4)”的值。X軸移動(dòng)速度“VXaxis”和Y軸移動(dòng)速度“VYaxis” ，計算公式如下所示：
注：此時(shí)X3和Y3為X軸和Y軸的當前位置，X4和Y4為X軸和Y軸要移動(dòng)的目標位置，速度需要取juedui值。
依次下去，每走完一次后，角度自加一次，當角度值大于360°時(shí)，則認為畫(huà)圓完成。
三、PLC程序設計
根據分析，對于S7-200SMART系列PLC的程序設計主要分為“運動(dòng)向導的組態(tài)配置”、“初始與會(huì )原點(diǎn)程序”、“速度計算程序”、“開(kāi)始畫(huà)圓程序”
(1)初始化和回原點(diǎn)
| 6ES7511-1AK02-0AB0 | CPU 1511-1 PN，150 KB 程序，1 MB 數據；60 ns；集成 2x PN 接口 |
| 6ES7512-1CK01-0AB0 | CPU 1512C-1 PN, 250 KB程序，1 MB數據；48 ns；集成2x PN接口；集成 32 DI/32 DO, 5 AI/2 AO, 6 HSC@100kHz |
| 6ES7511-1CK01-0AB0 | CPU 1511C-1 PN, 175 KB程序，1 MB數據；60 ns；集成2x PN接口；集成 16 DI/16 DO, 5 AI/2 AO, 6 HSC@100kHz |
| 6ES7516-2PN00-0AB0 | CPU 1516PRO-2 PN，1MB 程序，5 MB 數據；10 ns；集成 X1: 3x PN接口 ,X2: 1x PN接口 |
| 6ES7512-1DK01-0AB0 | CPU 1512SP-1 PN，200KB 程序，1 MB 數據；48 ns；集成 1x PN 接口 (可用ET 200SP總線(xiàn)適配器再拓展2個(gè)PN 接口) |
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