控制器使用手冊
HMC
Doc. No.:
Version: v1.0
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Doc. No: Revised Date: 2012/12/01
Table of Contents
1. 前言 - HMC控制器概述 ....................................................................................................... 3
2. 控制器介紹 .............................................................................................................................. 3
2.1. 控制器架構(gòu) .............................................................................................................. 3
2.2. 階梯圖程式 .............................................................................................................. 3
2.3. 使用裝置 .................................................................................................................. 7
2.4. 使用指令 ................................................................................................................ 15
3. 特殊裝置 ................................................................................................................................ 20
3.1. 特殊裝置一覽表 .................................................................................................... 20
3.2. PLC系統(tǒng)特殊繼電器 ............................................................................................ 20
3.3. PLC系統(tǒng)特殊暫存器 ............................................................................................ 24
3.4. 運(yùn)動(dòng)模式特殊繼電器 ............................................................................................ 28
3.5. 運(yùn)動(dòng)模式特殊暫存器 ............................................................................................ 34
4. 動(dòng)作運(yùn)行 ................................................................................................................................ 53
4.1. 吋動(dòng) ........................................................................................................................ 53
4.2. 復(fù)歸 ........................................................................................................................ 54
4.3. 單軸直線 ................................................................................................................ 56
4.4. 直線補(bǔ)間 ................................................................................................................ 58
4.5. 圓弧 ........................................................................................................................ 60
4.6. 連續(xù)路徑 ................................................................................................................ 62
4.7. 手輪 ........................................................................................................................ 64
5. 附錄 ........................................................................................................................................ 66
5.1. 擴(kuò)充接腳(含手輪安裝) ......................................................................................... 66
5.2. 總線接腳定義 ........................................................................................................ 66
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1. 前言 - HMC控制器概述
隨著自動(dòng)化發(fā)展及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的需求日益增加, 設(shè)備機(jī)臺往往需要具備友善的人機(jī)介面與操作
控制邏輯功能. 臺達(dá)HMC (Human Machine Interface & Control)整合了HMI與PLC, 提供高效
能的人機(jī)介面與邏輯控制整合, 更進(jìn)一步地改進(jìn)傳統(tǒng) PLC 架構(gòu)並賦予模組化特性, 以利降低程式複
雜度與提高可讀性. 臺達(dá)HMC透過DMCNet通訊更可完美地搭配臺達(dá)伺服驅(qū)動(dòng)器與馬達(dá), 藉由分
散式架構(gòu)與內(nèi)建特殊裝置能簡易地實(shí)現(xiàn)多軸運(yùn)動(dòng)控制. 臺達(dá) HMC 在工業(yè)控制系統(tǒng)與分散式的架構(gòu)
中將擔(dān)任舉足輕重之角色, 帶給使用者更加強(qiáng)大功能與縮短開發(fā)工時(shí)等效益.
2. 控制器介紹
2.1. 控制器架構(gòu)
HMC控制器使用的階梯圖工作原理與傳統(tǒng)PLC階梯圖不同. 傳統(tǒng)HMC控制器只有一個(gè)處理
器且執(zhí)行單一個(gè)階梯圖程式, 在逐一掃描與執(zhí)行每行指令後, 會將演算結(jié)果送到輸出界面, 然後再
重新讀取輸入狀態(tài)?演算?輸出, 如此週而復(fù)始地循環(huán)執(zhí)行階梯圖指令動(dòng)作. 但單一的階梯圖程式
對於愈來愈複雜的自動(dòng)控制與運(yùn)算將造成階梯圖程式在開發(fā)與維護(hù)上的困難.
HMC 控制器採用分時(shí)多工處理架構(gòu), 能同時(shí)執(zhí)行最多至四個(gè)主程式(Cyclic Task), 可將其視
為獨(dú)立的四個(gè)小型 PLC 來規(guī)劃程式, 將更有利於複雜專案的程式開發(fā)規(guī)劃. 而每一個(gè)主程式有各自
的掃描執(zhí)行時(shí)間, 透過設(shè)定可讓使用者自行決定處理器執(zhí)行每一個(gè)主程式的時(shí)間比重. HMC控制器
也採用呼叫副程式的概念, 能將重複使用到的功能規(guī)劃為副程式, 而當(dāng)需要使用時(shí)只需呼叫該功能
程式, 如此能簡化程式開發(fā). HMC控制器對於運(yùn)動(dòng)控制方面也提供了運(yùn)動(dòng)程式(Motion Program),
以提供使用者更多元的運(yùn)動(dòng)控制方式, 在之後章節(jié)將會有更詳盡介紹.
HMC控制器架構(gòu)下的程式型態(tài)共可分為初始程式(Initial Task), 主程式(Cyclic Task), 定時(shí)程
式(Timer Task), 副程式(Sub Program)和運(yùn)動(dòng)程式(Motion Program)等類型.
2.2. 階梯圖程式
? 初始程式(Initial Task)：
在整個(gè)專案中只有一個(gè)初始程式, HMC啟動(dòng)後第一個(gè)執(zhí)行且只會執(zhí)行一次的程式. 可將系統(tǒng)
或驅(qū)動(dòng)器的初始設(shè)定規(guī)畫在初始程式中.
? 主程式(Cyclic Task)：
在專案中必須存在至少一個(gè)主程式, 而最多可以增加至四個(gè)主程式, 以多工方式來同時(shí)執(zhí)行
這些主程式. HMC控制器執(zhí)行主程式的方式為, 透過設(shè)定各個(gè)主程式的使用率(Usage%)來決定微
處理器執(zhí)行主程式的運(yùn)算時(shí)間分配.
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如下圖為例, 若專案中有A與B兩個(gè)主程式, 兩者有相同的階梯圖程式, 使用率設(shè)定分別為
80%與20%. 假設(shè)微處理器整個(gè)掃描週期為1000 ms, 其中分配500 ms執(zhí)行時(shí)間給A與B兩個(gè)主
程式, 執(zhí)行主程式行為如以下示意圖. 在週期時(shí)間內(nèi)A主程式都會分配到400 ms的時(shí)間執(zhí)行, 即可
完成了一次完整的階梯圖程式掃描, 但B主程式只分配到100 ms的時(shí)間執(zhí)行, 因此每次掃描週期
中僅執(zhí)行四分之一的階梯圖程式； 當(dāng)經(jīng)過四次的掃描週期後B主程式才執(zhí)行完一次程式, 但A主
程式已經(jīng)執(zhí)行四次了. 因此, 我們可以針對不同重要性的主程式, 設(shè)定給予不同的使用率, 如對於
較重要或需即時(shí)性處理的主程式分配較高的處理器使用率, 如此即可縮短該主程式的掃描時(shí)間.
傳統(tǒng)控制器階梯圖程式在程式執(zhí)行前會先將外部輸入信號On/Off狀態(tài)一次讀入輸入信號記
憶區(qū)內(nèi), 在程式執(zhí)行時(shí)將運(yùn)算結(jié)果存入各裝置記憶區(qū)內(nèi), 當(dāng)執(zhí)行到END指令時(shí)再將裝置記憶區(qū)內(nèi)Y
的On/Off狀態(tài)送到輸出記憶區(qū)以改變外部輸出. 在HMC控制器程式架構(gòu)中能同時(shí)存在多個(gè)主程
式執(zhí)行, 在每一個(gè)主程式開始時(shí)會先讀取所有外部輸入信號動(dòng)作, 而當(dāng)任一主程式執(zhí)行到END指
令時(shí)同樣地也會將目前運(yùn)算結(jié)果Y的On/Off狀態(tài)輸出至外部輸出.
? 定時(shí)程式(Timer Task)：
在整個(gè)專案中最多可新增至 8 個(gè)定時(shí)程式, 每個(gè)定時(shí)程式都能設(shè)定各自的執(zhí)行間隔時(shí)間
(Interval), Interval 為定時(shí)程式執(zhí)行的間隔時(shí)間(單位 ms). 定時(shí)程式有最高的執(zhí)行優(yōu)先權(quán)以確保能
被定時(shí)的執(zhí)行, 由於能多個(gè)定時(shí)程式同時(shí)執(zhí)行, 因此系統(tǒng)對單一定時(shí)程式不會連續(xù)執(zhí)行超過 50us
的時(shí)間(可設(shè)定), 以能在多個(gè)定時(shí)程式間切換執(zhí)行, 達(dá)成同時(shí)執(zhí)行多個(gè)定時(shí)程式.
如下圖為例, 若專案中有T1與T2兩個(gè)定時(shí)程式且設(shè)定『最長執(zhí)行切換時(shí)間』為100us, T1為
較大的階梯圖程式, 完整掃描時(shí)間大於100 us; T2為較小程式且完整掃描時(shí)間少於100 us, 兩者設(shè)
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定Interval皆為100 ms. 如下圖所示, T1每隔100 ms即執(zhí)行一次, 但在100 us內(nèi)無法完成整個(gè)
程式掃描, 當(dāng)掃描執(zhí)行100us後即停止T1的執(zhí)行, 處理器切換至T2執(zhí)行; T2同樣為間隔100 ms
執(zhí)行一次, 但T2程式完成掃描執(zhí)行時(shí)間不會超過100 us, 因此T2會在完成完整掃描後, 控制器立
即切回T1程式執(zhí)行直到完成.
使用此類程式需特別注意, 定時(shí)程式在所有程式種類中有最高的優(yōu)先執(zhí)行特性, 因此若頻繁
地執(zhí)行過於龐大的定時(shí)程式將會影響到其它主程式的掃描週期, 甚至將無法運(yùn)行.
? 副程式(Sub Program)：
在一個(gè)專案中最多可使用256個(gè)副程式, 可將不同功能區(qū)塊的程式放在不同的副程式中, 而所
有類型程式都可以重複地呼叫這些副程式, 達(dá)到程式模組化目的, 以利維護(hù)與提高可讀性.
使用『CALL』副程式名稱方式實(shí)現(xiàn)呼叫副程式功能, 呼叫副程式後, 處理器執(zhí)行被呼叫的副程
式, 當(dāng)執(zhí)行到副程式中的『SRET』指令時(shí), 表示結(jié)束此副程式掃描並離開回到原本呼叫此副程式指
令處繼續(xù)執(zhí)行.
如下圖為例, 在主程式A中以『CALL Sub1』指令呼叫副程式Sub1, 接著會執(zhí)行副程式Sub1.
在副程式Sub1中再以『CALL Sub2』指令呼叫副程式Sub2, 因此切換到副程式Sub2執(zhí)行. 在副
程式Sub2中遇到『SRET』指令, 則副程式Sub2執(zhí)行完畢, 返回至副程式Sub1中的『CALL Sub2』
指令處往下繼續(xù)執(zhí)行. 相同地, 當(dāng)執(zhí)行副程式 Sub1 中遇到『SRET』指令, 則代表副程式 Sub1 執(zhí)