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1、OtoStudioOtoStudio软件培训教程软件培训教程及固高控制器应用知识1.OtoStudio1.OtoStudio平台的简介平台的简介OtoStudio 是一种功能强大的软PLC软件编程工具，它遵循国际电工协会IEC61131-3标准，同时其可以采用IL、ST、FBD、LD、CFC、SFC 六种编程语言进行开发，用户可以在同一项目中选择不同的语言编辑子程序，功能模块等。软件编程分成两个部分：1.控制进程的编程；2.可视化界面的编辑；它是一款高效、简便的开发工具，并为众多知名的控制器公司所采用。而对于固高控制器而言，常用的编程语言有LD、ST、SFC三种。其他几种仅做为了解即可。1.1
2、1.1常用的编程语言常用的编程语言(1)-LD(1)-LD梯形图梯形图符合欧洲标准的梯形图编辑器1.2 1.2 常用的编程语言常用的编程语言(2)-SFC(2)-SFC流程图流程图一种图形化的顺序控制编程方式1.3 1.3 常用的编程语言常用的编程语言(3)-ST(3)-ST语言语言类似PASCALPASCAL高级语言的编程语言高级语言的编程语言我们在项目开发时不会经常使用这三种语言，在这里只是简单的介绍一下：1.4 1.4 其余的另三种语言其余的另三种语言IL 是LD梯形图模式的文本化的语言CFC是一种类似逻辑电路原理图的编程方式FBD是多个CFC的顺序控制编程相关的编程语法知识参见书籍：I
3、EC61131-3编程语言及应用基础1.5 1.5 变量类型变量类型Bool型变量，只有False否和True是两种状态；INT整数型变量，DINT长整数型变量，其他还有SINT，USINT，UINT，UDINT等类型；REAL浮点型变量，LREAL长浮点型变量就是带小数的变量；WORD、DWORD型变量，类似UDINT整数型变量，不能有负数，其中DWORD常用于指针；BYTE变量，同时也可以做为字符变量；STRING字符串变量；ARRAY数组类型；POINTER指针类型，这个会经常用到；STRUCT数据结构定义变量类型，这个会经常用到；1.6 1.6 变量的分类变量的分类全局变量，整个工程都
4、可以引用，需要在在工程的全局变量管理器内编辑，我们常用来PRG之间的通信联络；局部变量，只能用于PRG内使用（不包含函数和功能块内部的变量），不能被其它PRG和功能块、函数引用；函数和功能块的参变量，包括VAR_INPUT输入型变量，VAR_OUTPUT输出型变量(函数和功能块方法不一样)，VAR内部使用型变量只能在功能块和函数本身调用。CONSTANT类型，常数的值不可改变，但这种类型不常用。1.7 1.7 函数函数FUNFUN和功能块和功能块FBFB函数FUN的概念与PASCAL高级语言的概念一致，包含函数名、参数以及返回值。功能块FB的概念比较特殊：有点类似C+语言里面的类的概念，可以被
5、定义成多个副本，而不会出现互相干扰，运行中可以保持其内部变量值不变。相对而言功能块FB在我们开发的控制工程里运用的比较多。1.81.8进程进程PRGPRG和全局变量和全局变量一个工程就是由多个PRG组成，简单的理解就是有多个程序在同时运行。PRG是并行运行的。每个PRG可以负责不同的任务。优点：简化编程难度，优化软件工程的结构，有利于大家解读。全局变量是联接各个PRG之间的纽带。OtoStudio界面开发提供的控件数量不多；常用的控件包括：文本框按钮可视化位图n 重点需要掌握的是如何将控件的属性、点击事件触发相关的内容和程序里面的变量进行关联。1.9 VISU1.9 VISU图形界面开发图形界
6、面开发1.10 1.10 控件关联属性、变量的使用控件关联属性、变量的使用变量部分终点掌握：不可见；取消输入；改变颜色；输入设置终点掌握：触发但不保持变量；页面转移；文本显示变量输入；1.12 Lib1.12 Lib库库刚建立工程时，只有一个标准库Standard被自动调入。除了自己编写函数和功能块以外，OtoStudio还为我们提供了很多的函数和功能块，它们被封装到多个LIB库里供我们调用。需要的时候可以通过库管理功能，将需要的函数和功能块所在的库调入工程里。也可以将我们自己编写的函数和功能块封装成库，供以后的工程调用。相关的库文件说明在OtoStudio的安装目录下有相关的文档说明1.13
7、 1.13 认知认知OtoStudioOtoStudio，编写一个小程序，编写一个小程序屏幕上添加一个圆灯和一个按钮，当按钮按下后圆灯可以一亮一灭的闪动。要求：点亮、熄灭时间各为1秒。编程方式采用LD方式；OtoStudio的编程入门从LD语言开始；首先认识LD语言常用的组成元素；触点线圈上升沿、下降沿定时器双稳态保持做为控制系统常用的语句构成，以及作用；直连 一般用在IO测试或简单控制上自锁、互锁 状态切换、功能切换、运动功能控制双稳态电路 IO或系统状态保持和复位2.OtoStudio2.OtoStudio的编程基础的编程基础2.1.12.1.1常用常用LDLD语言元素（语言元素（1 1）
8、线圈：普通线圈、置位线圈、复位线圈，同样必须是Bool型变量或WORD、INT、BYTE型的变量位。触点：分成常开、常闭两类，变量名必须是Bool型变量或WORD、INT、BYTE型变量的位。2.1.22.1.2常用常用LDLD语言元素（语言元素（2 2）定时器上升沿、下降沿计数器2.1.32.1.3常用常用LDLD语言元素（语言元素（3 3）双稳态逻辑运算和数学运算(相关的运算符查看帮助资料）2.1.42.1.4常用的组合形式（自锁、互锁）常用的组合形式（自锁、互锁）互锁常用在：工作状态模式切换、功能切换；自锁常用在：有时间延续的功能启动上；2.1.52.1.5常用的组合形式（双稳态）常用的
9、组合形式（双稳态）双稳态常用在：IO或系统状态保持和复位；以上三种形式构成LD编程的基础形态。2.1.62.1.6编写一个编写一个LDLD的程序的程序功能切换：按下右边方格时，左边绿色小灯会变亮；选中一个功能时，其他功能的灯会灭掉；形成六种功能的互锁逻辑电路；ST语言虽然有高级语言的灵活性强优点，但缺点是可读性差。一般情况下不用来做主程序的框架，而是用来开发功能块和函数（包括SFC语言的功能块）。在用ST开发功能模块时尽可能的不用循环语句，常用语句就是IF.THEN 和 CASE.OF语句。这样可以保证程序执行时流畅不会卡死。注意LREAL型变量的赋值数必须加小数点。如：Val:=12.0;2
10、.22.2用用STST语言开发编程语言开发编程要注意在ST语言开发功能块中，上升沿和下降沿、以及定时器功能块的用法，否则运行中产生难以理解的错误。这里面有两种处理方法：1）将这些语句放在功能块的最外层。不要这些这些语句放在IF、CASE或循环语句里面。2）可以在下一个执行条件里放置一个输入条件为FALSE的复位语句。2.2.12.2.1用用STST开发功能块注意事项开发功能块注意事项(1)(1)注意功能块的特点。在OtoStudio程序运行的时候，功能块的里面变量的数值是始终保持的，不会因为没有执行该功能块，数值变为零。如果在LD程序里，使用不带En的功能块时，那么不管前面的逻辑是否为TRUE
11、，这个功能块的内部始终会被执行。如果想控制功能块里面的能否执行可以通过在功能块第一个输入变量自行添加Enable参数加以控制，或者使用带有En的方式添加功能块，如下图所示：2.2.22.2.2用用STST开发功能块注意事项开发功能块注意事项(2)(2)以不带En的方式添加功能块以带En的方式添加功能块特点是动作流程清晰，流程顺序一目了然。基本上用于PRG并行顺序动作的编程用来编写动作流程较长的控制功能，比如自动运行的主循环过程、或者机械手上下料的过程动作。只能用来开发单一流程的动作，不建议用它来编写并行的动作流程（如果有并行的顺序动作功能，建议采用两个PRG程序来实现）。2.3.1 SFC2.
12、3.1 SFC语言的编程语言的编程2.3.2 SFC2.3.2 SFC语言的语言的STEPSTEP功能块功能块每一个STEP都相当于功能块，每个程序扫描周期只会执行一个STEP每一个STEP有一个进入动作，进入前只执行一次每一个STEP有一个退出动作，在离开扫描离开时只执行一次基本上以逻辑判断为主；将一些比较复杂的并且执行时间较长需要等待的控制模块，集中放在另一个PRG内，这里只做启动信号和判断是否结束。2.3.3 SFC2.3.3 SFC语言的编程要点语言的编程要点(1)(1)要有退出机制；在有等待状态信号才能向下执行的STEP里，要有退出机制。通过报警信息，防止等不到信号整个流程始终停留在
13、这个STEP里无法复位。2.3.4 SFC2.3.4 SFC语言的编程要点语言的编程要点(2)(2)一旦有错误产生，或者长时间无反应，就会通过报警变量直接退出返回顶层2.3.4 2.3.4 编一个编一个SFCSFC程序程序同样编写一个走马灯的小程序，让屏幕上的8个圆点按照数字循序，依次循环点亮后熄灭；每次只能有一个灯亮。要求：点亮时间为1秒。编程方式采用SFC方式；常用的编程语言就是三种：LD语言、ST语言、SFC语言；LD语言的基础构成就三种形态：直通、自锁互锁、双稳态；ST语言主要用于功能块、函数和SFC里的STEP模块逻辑编程；SFC主要用于顺序动作较长的逻辑控制；另外三种语言很少用到，
14、这里就不再介绍；2.4 2.4 编程知识总结编程知识总结 一个控制软件需要些什么？3.3.了解控制软件的整体架构了解控制软件的整体架构核心是自动加工工艺手动控制功能产品信息管理程序管理编辑辅助动作功能设备调试修正报警监控功能人机界面管理自动运行要完成的功能。3.1.13.1.1以一台简单的拧螺丝机为例以一台简单的拧螺丝机为例到螺丝排列机构取螺丝电动螺丝刀负责取螺丝、固定螺丝工件工件上需要固定的螺丝位置列表1.X20.0 Y20.02.X.Y3.X.Y4.X.Y5.X.Y6.X.Y还需要常规的手功能，用以测试调整3.1.23.1.2以一台简单的拧螺丝机为例以一台简单的拧螺丝机为例需要一个代码试教
15、、编辑功能3.1.33.1.3以一台简单的拧螺丝机为例以一台简单的拧螺丝机为例需要多种工艺参数支持；3.1.33.1.3以一台简单的拧螺丝机为例以一台简单的拧螺丝机为例工件坐标偏置设定（最基本的功能）：常见的是数控机床的G54G59就是工件偏置，包括设定、修改、保存。辅助设备的参数设定，比如机械上下料装置的调整参数，加工的定位，间距，速度、偏移修正。加工工艺相关的：机床不同各不相同，电压、温度、PID参数、延时。设备需要诊断是否正常3.1.43.1.4以一台简单的拧螺丝机为例以一台简单的拧螺丝机为例针对不同的设备需要调整相关系统参数3.1.53.1.5以一台简单的拧螺丝机为例以一台简单的拧螺丝
16、机为例有一个文件管理操作部分的功能3.1.63.1.6以一台简单的拧螺丝机为例以一台简单的拧螺丝机为例文件操作部分，包括浏览、复制、删除、拷贝等等常用功能；文件编辑功能；代码生成部分（也就是将一部分CADCAM的功能搬到控制器上）；系统参数文件的读写，例如：轴参数、系统参数、工艺参数文件的读写等等；系统文件的参数修改，修改完成后及时保存或者取消时恢复原值、以及控制器的刷新等；报警功能，产生报警及复位报警3.1.73.1.7以一台简单的拧螺丝机为例以一台简单的拧螺丝机为例报警的种类系统报警：只有重新开机才能消除；停止运行：正在运行时立即停止，基本以安全 措施为主；禁止运行：禁止运动模块运行，基本
17、以安全 措施为主；警告报警：屏幕上会有警告提示；紧急停止的处理（极为重要），人工干预要求机床立即停止。比如：输入程序坐标有误时紧急停止，或工件型号不对。系统报警时的自行紧急停止，比如：有轴故障可以令其他轴停止。操作对人员或设备的安全保护，比如：运动的部件活动区域感应到有其他物体，机床电气舱门被打开等等。禁止自动运行的逻辑。这些思想始终贯穿自动流程。3.2.1 3.2.1 自动部分重点考虑的内容自动部分重点考虑的内容(1)(1)开发控制系统并不是让机器简单的完成一个顺序动作就算大功告成。品质要求：根据不同的设备对品质的要求并不相同，其中的产生不良品因素很多，但要保证不是由于控制系统的因素做成的。
18、效率要求：另一个考核控制器是否达标的另一个重要指标，简单的理解就是在保证品质的情况下，控制器速度是否够快。3.2.23.2.2自动部分重点考虑的内容自动部分重点考虑的内容(2)(2)面面俱到，需要考虑应用的方便。非常繁琐，不复杂但是内容很多。工作量大，模块相对都比较独立。3.2.3 3.2.3 非自动功能的特点非自动功能的特点总而言之：与自动部分编程地位同样重要，因为两者的配合是密不可分的。3.3 3.3 对于控制研发的整体考虑对于控制研发的整体考虑人机安全产品品质加工效率功能齐备设计时优先考虑开发过程重点修改次数最多3.4 3.4 对于控制过程的认识对于控制过程的认识完成功能软件规划软件编程
19、软件调试调试性能产品品质加工效率功能完善后期收尾软件维护客户资料交接开发文档整理3.5 3.5 了解工艺非常重要了解工艺非常重要了解设备的技术要求意义了解同行业的技术水平了解国际上先进的水平了解目前技术发展动向能够成为行业的专家4.4.软件的架构软件的架构以上是对控制系统的初步认识，了解一台机床所需要的是什么样功能才能做为工程交付到客户手中的控制器，需要些什么符合客户的要求。接下来描述的是为了完成以上的功能，我们应该如何去做，也就是按照我们以往的经验总结的软件架构去快速搭建软件。4.14.1控制系统软件的基本构成要素控制系统软件的基本构成要素1.逻辑的控制（不包含运动控制）；2.运动的控制（就
20、是实际控制运动控制卡完成动作的模块集合）；3.流程的控制（需要一定时间、顺序，按照一定的 步骤进行的监控、控制）；4.信号转换的操作，比如：IO信号转换成程序的变 量，编码器坐标值转换成毫米单位数值等；5.特殊的需要：设备上电初始化、报警处理等；4.24.2控制系统软件基本构成控制系统软件基本构成HMI_PRG 人机界面交互部分PLC_PRG 控制逻辑部分MOTION_PRG 运动控制PROCESS_PRG 自动运行STATUS_PRG 状态监控INIT_PRG 初始化部分ALARM_PRG 报警部分全局变量完成动作协同4.34.3控制系统软件构成要求控制系统软件构成要求分工明确每个部分的任务
21、针对同一类事情；容易理解便于快速检索，快速找到需要的内容；便于切分便于团队合作，能够团队成员分摊快速完成；全局变量是联络各个PRG进程的关键要素4.3.14.3.1全局变量定义全局变量定义STS控制状态信息变量HMI来自人机界面的控制信号，或返回状态PRM系统参数变量FILE系统参数文件名变量DIIO输入变量名DOIO输出变量名AUT自动进程专用交互变量名ALM产生的报警变量4.3.2 4.3.2 全局变量定义分组全局变量定义分组4.4 PLC_PRG 4.4 PLC_PRG 包含的功能及作用包含的功能及作用系统状态的切换及互锁（手动、自动）手动状态下的功能之间切换及互锁手动状态下各种功能启动
22、命令触发、复位自动状态下命令动作的切换：启动、暂停、终止和完成后的复位逻辑系统状态的初始状态信号其他的界面或按钮操作4.4.1 PLC_PRG 4.4.1 PLC_PRG 的功能实现的功能实现系统状态（手动、自动）的切换及互锁来自界面的切换命令用来控制系统当前状态的全局变量防止在机床工作时就进行切换安全措施，只有在空闲时才可以4.4.2 PLC_PRG 4.4.2 PLC_PRG 的功能实现的功能实现手动状态下的功能之间切换及互锁多了手动状态限制4.4.3 PLC_PRG 4.4.3 PLC_PRG 的功能实现的功能实现手动状态下功能命令的启动、自动复位启动按钮信号启动条件运动功能的启动信号功
23、能模块完成信号紧急状况功能选择锁定条件4.4.4 PLC_PRG4.4.4 PLC_PRG对部分对部分IOIO操作操作典型的双稳态控制回路限制启动条件4.5 MOTION_PRG 4.5 MOTION_PRG 里包含的内容里包含的内容伺服轴的使能模块；急停控制模块；单轴回零控制模块；全部回零控制模块的组合（有一定的逻辑顺序）；手动功能控制模块；自动与手动控制公用的运动控制模块部分，比如：机械手的分解运动；其他和自动相关的运动控制模块部分；控制运动模块实现集中在这个线程，逻辑相对简单。4.5.1 MOTION_PRG4.5.1 MOTION_PRG的模块使用方法的模块使用方法从PLC_PRG或P
24、ROCESS_PRG等进程发出的使能信号模块动作完成信号模块正在运行的状态具有指定功能的运动控制模块（这个模块是运动到机械绝对坐标的指定位置）4.5.2 4.5.2 模块如何与外部配合时序模块如何与外部配合时序外部使能信号模块的运行信号模块的完成信号模块完成信号会切断外部使能信号外部使能信号消失后模块完成信号会自动复位STS_EnbSTS_BusySTS_Done4.5.3 MOTION_PRG 4.5.3 MOTION_PRG 里的回零模块里的回零模块动作完成后，还需要置位单轴回零标志4.6 PROCESS_PRG4.6 PROCESS_PRG自动流程控制进程自动流程控制进程流程基本采用SF
25、C模式编程方便阅读和管理每个STEP流程模块内部采用ST语言编程1.可能是NC代码解释器2.可能是自定义流程4.6.1PROCESS_PRG4.6.1PROCESS_PRG自动进程编写要点自动进程编写要点等待启动指令工作进行前准备自动部分主流程判断自动是否完成或这中断退出自动后收尾工作1.判断启动类型：重新开始、中断继续。2.流程内部变量的初始化。3.机床外围的准备工作：冷却液开启、主轴预热等等。1.机床外围关闭：冷却液关闭、主轴停止等等。2.保存中断时需要的数据。3.发出流程完成状态或者运动停止标志。监控过程的非正常中断退出4.6.2 4.6.2 自动进程自动进程STEPSTEP内部组成内部
26、组成判断是否有外部停止报警判断是否有外部中断指令判断是否有外部暂停指令判断自动模块是否运动完成正常继续非正常返回4.6.34.6.3自动进程与外部的联系自动进程与外部的联系MOTION_PRG进程或者NC_CTRL_PRG进程里的控制模块PROCESS_PRG进程里尽量不要直接加入运动控制指令4.6.44.6.4自动进程非正常退出自动进程非正常退出每一个需要启动外部运动控制模块，并等待其完成的STEP块里都要有一个非正常退出机制。报警是包括来自报警系统的外部报警，也有内部报警4.7 STATUS_PRG4.7 STATUS_PRG进程的作用进程的作用判断伺服是否已经使能判断伺服是否报警判断限位
27、是否触发读出各个轴的编码器值，并转换成我们通常意义上的机床坐标值为整个系统提供轴状态信号其他一些机床特有的状态逻辑4.8 IO_PRG4.8 IO_PRG进程的作用进程的作用将INPUT部分数组分解成内部定义变量将内部定义输出部分变量组合成转换成OUTPUT部分数组输出（控制器的IO操作使用WORD数据类型）读写出控制器IO的状态数组4.8.1 IO_PRG4.8.1 IO_PRG进程里的定义转换进程里的定义转换急停报警急停报警（就是按了急停）系统报警系统报警（需要系统重启，不能被复位）紧急停止类报警紧急停止类报警（由于安全保护措施引起的报警，正在运行的情况下产生的报警，可以被复位）禁止运行类
28、报警禁止运行类报警（由于安全保护措施，防止机床启动的报警，报警逻辑可能和紧急停止类有重叠的地方，可以被复位）警告类报警警告类报警（不需要人工复位，状态逻辑不成立后会自动消除的报警）4.9 ALARM4.9 ALARM报警的分类报警的分类4.9.1 ALARM4.9.1 ALARM报警的来源报警的来源控制卡的跟随误差报警、极限触发文件、参数设置错误的报警机床安全、保护逻辑触发引起的报警外部设备报警联动控制系统自身的故障报警，包括轴卡报警急停报警（处理是在MOTION_PRG）4.10 HMI4.10 HMI人机界面的设计人机界面的设计采用OtoStudio本身的界面VISU开发系统，用于没有复杂
29、的图形显示界面，是目前学习重点。前后台控制程序，在同一个控制器内同时运行OtoStudio的控制程序（但没有VISU部分），界面部分采用VS2005开发的WinCE软件，两者采用共享内存的方式通信，主要解决OtoStudio图形显示的局限问题。上下位机的控制方式，由于OtoStudio控制器资源的紧张不能完成大量计算，比如：三维CADCAM的计算，路径优化等，界面会安排在运算更快上位机运行，通过以太网或串口通信控制下位机4.11 HMI4.11 HMI人机界面编程的几种形式人机界面编程的几种形式4.12 4.12 测试题测试题控制系统开发自动流程功能所要关注四个层次的问题是哪四个？在课程里面重
30、点提及的常用手动功能是哪六个？课程里讲述的工程开发常用开发语言是哪几种？描述课程中讲述的控制工程中需要编写哪几个线程（如：PLC_PRG）?在梯形图编程里触点除了可以用Bool型变量外，还可以使用哪种变量？表述一个有8个无符号整数组成的数组名称为Enc的数组如何写？OtoStudio中函数和功能块的区别是什么？在梯形图编程里线圈的种类？5 5 实践之前的准备知识实践之前的准备知识机械方面基础知识电工方面基础知识执行电机基础知识这些常识和在学校学到的内容不一样轴的分类：直线轴、旋转轴直线轴：一定有一个长度范围，有极限值。旋转轴：只能在0360的范围内运动，但在控制器里要转换成长度范围。5.1.1
31、 5.1.1 机械基础机械基础轴的的概念轴的的概念5.1.2 5.1.2 设备坐标系确立的方法设备坐标系确立的方法记住以下几个要点：工件原点原则上设定在工作台左下角。XYZ轴的运动方向是以主轴相对于工作台零点移动的方向确定正负。机床坐标及工件坐标的指示运动方向上要重合。XYZ轴的运动以远离工作台零点位置为正方向。特殊情况：电火花机床，数控钻床的Z轴向下是正。5.1.3 5.1.3 工件坐标及工件偏置概念工件坐标及工件偏置概念实际上大多数的机床坐标原点与工件坐标原点不可能重合。为了便于数控编程或者操作者录入坐标方便，输入坐标值一般都采用工件坐标。而数控系统的运动指令都是接收机床坐标指令。机床坐标
32、原点与工件坐标原点之间偏差值就是工件偏置。极为重要：会影响到将来编程的思路，每台设备都会遇到的问题脉冲当量：单位是用每毫米多少个脉冲 Pulse/mm；人机交互设定单位长度单位mm；脉冲当量=电机每转脉冲数/导程；速度当量：单位用每毫秒向电机发出多少个脉冲Pulse/ms；人机交互设定单位每分钟多少毫米mm/min；速度当量=脉冲当量/60 x 1000；5.1.4 5.1.4 直线轴的脉冲当量、速度当量直线轴的脉冲当量、速度当量5.1.5 5.1.5 旋转轴的脉冲当量、速度当量旋转轴的脉冲当量、速度当量脉冲当量：单位是用每度多少个脉冲 Pulse/Deg；人机交互设定单位长度单位度；脉冲当量
33、=电机每转脉冲数*传动比/360；速度当量：单位用每毫秒向电机发出多少个脉冲Pulse/ms；人机交互设定单位每分钟多少转 R/min（rpm）；速度当量=脉冲当量*360/60 x 1000；总电源开关总电源开关1.设在电器柜侧面或者门上；2.旋钮与开关分离，开关开关安装在电器柜内的形式；5.2.1 5.2.1 电气知识电气知识电源输入器件电源输入器件总电源空开总的进线空气开关；片式空开各种分路电气回路用；电机用空开 用在三相电机前面；漏电保护空开经常用在小型桌面设备；5.2.2 5.2.2 电气知识电气知识空气保护开关空气保护开关变压器：单相变压器三项变压器（常用：380VAC转220VA
34、C）开关电源（常用220AC变24VDC控制电路220AC变48VDC步进电源）5.2.3 5.2.3 电气知识电气知识电压转换器件电压转换器件保险丝：用在直流电源保护中；滤波器：电流噪声较大的场合；简易的滤波器是磁环；5.2.3 5.2.3 电气知识电气知识电路保护电路保护按钮：急停开关：插座：5.2.4 5.2.4 电气知识电气知识控制操作控制操作机械式：接近开关：又分PNP和NPN型常用的是NPN型磁性开关：常用在气缸5.2.5 5.2.5 电气知识电气知识信号源信号源继电器：看清线圈电压；线圈驱动电流；交流接触器：交流线圈：110VAC，220VAC；直流线圈：24VDC，36VDC；
35、辅助器件：热保护器；固态继电器：响应速度快，无触点5.2.5 5.2.5 电气知识电气知识控制器件控制器件指示灯塔灯5.2.6 5.2.6 电气知识电气知识显示用器件显示用器件端子：针形、叉形、环形接线排：欧式、日式地线排：黄绿色、铜排5.2.7 5.2.7 电气知识电气知识电工辅材电工辅材线槽安装导轨固定端子（经常被忘记）5.2.8 5.2.8 电气知识电气知识电工辅材（电工辅材（2 2）进线形式：单相两线制 ：单相220VAC（L+N）单相三线制 ：单相220VAC+地线PE三相四线制 ：380VAC+地线PE三相五线制 ：380VAC+零线N+地线PE进线名称的定义：单相：L、N，PE三
36、相：L1、L2、L3，N，PE L1、L2、L3经过交流接触器转向电机端后U、V、W或R、S、T5.2.9 5.2.9 电气知识电气知识电气回路知识电气回路知识控制器单独供电单相380V转220V5.2.10 5.2.10 电气知识电气知识电气回路基本形式电气回路基本形式三相380V转220V单相220V转24V，控制和信号要分开伺服电机常用三相220V固高控制器的数字量输入接口电路：内部24V拉高，信号对地有效，两种开关的接法。5.3.1 5.3.1 控制回路的硬件知识控制回路的硬件知识固高控制器的数字输出接口电路：下面是一个典型的控制小型继电器的控制回路。5.3.25.3.2控制回路的硬件
37、知识控制回路的硬件知识对角法则：主回路入口开关分回路分流走向分回路分流走向核心控制部件位置主要执行部件输入电源端子排信号、控制端子排5.4.1 5.4.1 电气设计电气设计控制柜布局控制柜布局5.4.2 5.4.2 电气设计电气设计控制柜布局实例控制柜布局实例根据总瓦数确定总空气开关的安培值：1.交流380V：电流经验值 =千瓦数*2；2.交流220V：电流经验值 =千瓦数*3.5；3.根据以上电流的汇总可以的是各个分支回路的空气开关过载能力；电缆的规格选型：电线平方数经验值=回路电流/5;注意：电线并不是越细越好，信号线最细也要0.3平方；而 且电线品种也不易太多。一般就选0.5平方、1 平
38、方、2平方，4平方，7.5平方（还有颜色）；5.4.3 5.4.3 电气设计电气设计电缆选型电缆选型零线（N）：主要用于工作回路，零线所产生的电压等于线阻工作回路的电流。由于长距离的传输，零线所产生的电压就不可忽视，作为保护人员安全的措施就变得不可靠。地线（PE）：不用于工作回路，只作为保护线。利用大地的绝对“0”电压，当设备外壳发生漏电，电流会迅速流入大地，即是发生PE线有开路的情况，也会从附近的接地体流入大地。5.4.4 5.4.4 电气设计电气设计零线和地线零线和地线5.4.5 5.4.5 电气设计电气设计保护地线接法保护地线接法5.5 5.5 步进电机和伺服电机步进电机和伺服电机步进电
39、机及驱动器：伺服电机及驱动器：5.5.1 5.5.1 步进电机控制设定步进电机控制设定步进电机驱动器接受命令的方式共有三种形式：脉冲指令+方向控制（固高控制器默认方式）；正脉冲+负脉冲；相位脉冲信号；细分和电流设定：步进电机驱动器可以设置步距细分，也就是每一个正常步距将其划分出更细等分，比如：1/5,1/40等等，在驱动器上有相关的拨码开关；驱动器的电流需要根据步进电机的额定相间大小来设定输出电流，总的输出电流要小于步进电机额定电流默认选用固高控制器的脉冲+方向的控制模式。5.5.25.5.2步进电机控制器接口步进电机控制器接口三种控制模式：位置控制模式（实际上和步进电机用法一致），用法相对比
40、较简单；速度控制模式，主要用于高速高精度连续轨迹运动的场合，需要固高控制器设定为模拟量输出形式；力矩控制模式，主要控制伺服电机的扭矩输出模式，在工程某些特殊场合也会用到，这里不就不再做详细介绍。5.5.3 5.5.3 伺服电机驱动器的控制伺服电机驱动器的控制5.5.4 5.5.4 伺服电机驱动器的接线伺服电机驱动器的接线三相220VAC用上面三根线。单项220VAC用下面两根线。不能同时接。伺服电机动力线伺服电机编码器反馈线到控制器的通信线Pr0.01*控制方式选择 0 ：位置控制Pr0.02 设定实时自动调整 调试设定 1：标准Pr0.03 实时自动调整机器刚性设定Pr0.04 惯量比调试设
41、定 设置机械负载惯量对电机转子惯量比之比率。Pr0.05 指令脉冲输入选择：长线驱动器专用输入（高速接口）Pr0.07 指令脉冲输入方式选择 3 设定脉冲指令输入方式为脉冲串加符号，负逻辑。Pr0.09 第一指令脉冲分倍频分子 需计算Pr0.10 指令脉冲分倍频的分母 需计算 110000Pr0.11 每转输出脉冲数，设定要反馈到控制器的编码器每圈所输出的脉冲个数5.5.5 5.5.5 驱动器的常用参数驱动器的常用参数(位置模式位置模式)计算公式：F=f F=f (Pr 46 (Pr 46 2 2Pr 4APr 4A)Pr 4B=10000Pr 4B=10000或或(2(21717)注：F 电
42、机转一圈所需的内部指令脉冲数（编码器的分辨率）f 电机转一圈所需指令脉冲数马达转一圈回授的脉冲数马达转一圈回授的脉冲数=负载转一圈移动量脉冲负载转一圈移动量脉冲数数 控制器内部所设的倍频控制器内部所设的倍频 4 45.5.6 5.5.6 返回脉冲数和电子齿轮比返回脉冲数和电子齿轮比常规自动增益调节：常规自动增益调节：选择常规自动增益调节模式，初始显示“r 0”；按SET键按钮一次，按MODE模式键切换，按钮三次，到显示为“At_no 1”；按上、下键来选择机器的刚性，刚性越高越好，但前提条件是机台不抖动；按SET键按钮，进入监视器/执行模式；显示为：“Atu -”；在监视器/执行模式上运作：按
43、住上键按钮约3秒，直到出现显示“start”，电机开始运转，大约15秒内，电机重复5个周期，包括两圈的正转和反转。“Atu -Atu -”“Atu -Atu -”“-”“STARTSTART”“FINISHFINISH”“ERRORERROR”把获得的增益值写入到EEPROM。5.5.7 5.5.7 伺服驱动器的伺服驱动器的PIDPID调整调整了解固高控制器的使用了解固高控制器的使用程序调试、配置、下载、控制基础1.选择控制器的类型,以梯形图方式创建主控进程 1.1.开始创建控制工程开始创建控制工程2.2.配置文件配置文件ConfigConfig3.3.激活位置控制模式激活位置控制模式1.首先
44、从脉冲控制入手2.选择脉冲+方向模式3.激活4.轴号从14各执行一次4.4.取消模拟量控制模式取消模拟量控制模式1.选择Control页2.将闭环控制激活取消掉3.轴号从14各执行一次转到di页选择限位触发电平；Di类型选择正限位；选择轴号索引；选择反转；再将Di类型选择为负限位，重复上面的动作。5.5.选择各轴的左右限位触发电平选择各轴的左右限位触发电平6.6.一定要保存一定要保存Config.sysConfig.sys文件文件以上步骤完后，选择文件菜单；同时执行第二个选项和第三个选项；同时保存文件到本地电脑（桌面）；将保存好的文件拷入控制器内；文件名为GTS8007.7.配置调试通信口地址
45、配置调试通信口地址1.启动控制里CPAC目录下的GRT。2.查看IP地址。3.分配调试电脑的固定IP地址。要求不与控制器显示的地址相同。8.8.试着联通电脑和控制器试着联通电脑和控制器通信参数里填入控制器的固定IP地址，尝试联接。9.9.使用固高提供的测试软件使用固高提供的测试软件10.10.了解一下了解一下IOIO11.11.先从先从JOGJOG模式状态操作模式状态操作观察状态变化12.12.了解轴点位控制模式了解轴点位控制模式P2PP2P操作操作注意观察输入值后运动的规律首先要学会设置通信协议IP地址，并下载应用程序。学会设置Config配置文件，设置运动控制模式，限位触发电平等。注意限位
46、触发后对运动指令的影响，明白固高控制器的GT_ClrSTS的作用。注意运动控制下，修改AccDec加减速对运动响应的影响。注意理解固高控制的P2P运动模式里，输入的坐标位置是绝对值坐标这一最基础的概念。13.13.通过操作固高通过操作固高DEMODEMO程序小结程序小结运动控制编程基础运动控制编程基础以步进电机为例的指令初步掌握目标1.真正掌握固高控制器的几个基本指令：文件存取；数字量的输入输出；轴上使能；轴JOG模式运动；轴点位模式运动；2.逐步熟悉控制软件的框架：控制模块的编写运用，进一步熟悉PRG进程编写；熟悉全局变量，指针；3.熟悉本公司在设计软件时的基本规范；1.1.练习编程控制开发
47、练习编程控制开发1.1 1.1 首先进一步了解轴状态字首先进一步了解轴状态字1.JOG模式的运动主要用在手动连续控制里；2.P2P点位运动模式在手动操作状态下，除了连续运动的其他单轴运动模式；3.插补运动模式有空间曲线的合成运动；1.2 1.2 深入了解掌握运动控制模式深入了解掌握运动控制模式1.2 1.2 练习编程控制软件的主界面练习编程控制软件的主界面界面的切换、返回；页面跳转功能。学会将界面的控件输入与全局变量关联；变量触发的不保持。显示文本对应的标识。学会改变颜色；关联相应的属性，报警色。2.2.第一步完成工程界面第一步完成工程界面2.1 2.1 工程界面工程界面参数界面参数界面2.2
48、 2.2 工程界面工程界面手动界面手动界面2.3 2.3 工程界面工程界面自动界面自动界面全局变量的命名和分类；2.5 2.5 阅读全局变量阅读全局变量每组全局变量的内容；编写功能切换部分；2.5 2.5 编写编写PLC_PRGPLC_PRG控制进程控制进程编写操作部分；总共给出了8个现有的功能块，分成四类：基本要素；文件读写；运动控制；回零操作；3.1 3.1 阅读理解现有的功能块阅读理解现有的功能块功能块在梯形型图里的用法有两种；第一种叫做功能块调用，也就是当成一个触点形式进行调用；这种形态使用时，只要梯形图扫描到这一行无论前面的触点是否为TRUE都会对里面的内容进行扫描；第二种方法叫做E
49、n用法，也就是当作线圈来使用，只有当前面的逻辑为TRUE时，才会执行里面的程序内容；第二种方法不建议使用；3.1 FB3.1 FB在梯形图里的用法在梯形图里的用法在功能块里面使用上升沿和下降沿不可避免；上升沿和下降沿必须放在模块代码的最前面，这样每次扫描到模块时，上升沿或下降沿的功能都会被扫描并刷新一边，这样不会产生误动作；否则的话有可能因为逻辑无法执行到上升或下降沿，在信号跳变的时刻会丢掉触发，或者触发无法复位。同样的问题在延时功能上也会出现；3.2 3.2 功能块里面的上升、下降沿功能块里面的上升、下降沿GT指令的返回值rtn的作用Rtn返回值的作用是检查工控机与运控卡之间通信状态是否正常
50、的标志，这是控制工程软件通行做法。GT_ClrSTS，GT_GetSTS控制卡的运动报警状态由该指令完成，相关内容看帮助；GT_GETPrfPOS和GT_GETEncPOS前一个是读的控制卡内部的位置运算寄存器；后一个是读的编码器累加寄存器的值；GT_POS只能读规划目标位置，不能用；GT_STOP前一个参数是需要停止的轴掩码，后一个是停止方式；GT_UpData修改当前目标位置和速度用的；3.3 GT3.3 GT指令中几点说明指令中几点说明理解文件读写模块内容；理解指针、地址使用；开机读系统文件，然后将读到的内容保存到全局变量里；可以修改全局变量里的四个轴参数变量；可以保存四个轴参数变量；当