trio-mc206x入门手册.doc - 上海会通自动化发展科技有限公司

trio-mc206x入门手册.doc - 上海会通自动化发展科技有限公司 TRIO MOTION TECHNOLOGY {} 标签：模具 trio-mc206x.doc - 简介：1.1 应用领域 2. 1.2 应用实例 2. 2 运动控制系统构架 2. 2.1 组成 2. 2.2 各部分功能 3 .... 通过这个USB接口，使用Motion Perfect可以实现对控制器的编程操作。 ... 标签：入门,应用实例,控制器,编程 目的 二-2 原则............................................................................................................................................. 二-2 内容............................................................................................................................................. 二-2 1 用途................................................................................................................................. 二-2 1.1 应用领域 .............................................................................................................. 二-2 1.2 应用实例 .............................................................................................................. 二-2 2 运动控制系统构架 ......................................................................................................... 二-2 2.1 组成 ...................................................................................................................... 二-2 2.2 各部分功能 .......................................................................................................... 二-3 3 配线................................................................................................................................. 二-4 3.1 MC206X介绍 ....................................................................................................... 二-4 3.2 供电 ...................................................................................................................... 二-5 3.3 控制器、驱动器配线 .......................................................................................... 二-6 3.4 孔制器、上位机连接 .......................................................................................... 二-9 4 软件编程......................................................................................................................... 二-9 4.1 支持软件使用 ...................................................................................................... 二-9 4.2 简单运动指令举例 ............................................................................................ 二-19 4.3 简单运动控制程序举例 .................................................................................... 二-25 二-1 TRIO MOTION TECHNOLOGY 通过阅读本手册，让刚刚接触TRIO运动控制器的客户可以从用途、系统构架、TRIO 在系 统中的作用以及软、硬件有一个初步的了解。其中最主要的是，通过本手册一定要让用户能 够自己搭建一个简单的控制系统，能用Motion Perfet与控制器、电机连接起来，对电机进行一些简单的操作。为用户未来使用TRIO运动控制器开发项目打下基础。 简单、实用、图文并茂。 1 1.1 TRIO运动控制器主要应用在工业控制领域，可以对伺服，步进，变频器等 进行控制。其特点是指令简单，完成复杂的多轴协调运动，只需几条简单的指令 就可以完成。 1.2 2 2.1 2.1.1 运动控制是指在一定的环境中，根据给定的条件，将预定的控制、规划 指令转变成期望的机械运动。实现对被控目标机械部件精确的位置控制、速度控 制、加速度控制、转矩或力的控制，以及这些控制的综合控制。 当今的运动控制，由于环境条件的复杂，使得控制方案，数据也显得越来越 复杂，这样，实际中要想完成预定的动作，实现准确的运动控制，更多的依靠大 二-2 TRIO MOTION TECHNOLOGY 型的运动控制系统。 运动控制系统包括处理运动算法和信号的控制器、增强信号，可供应运动控 制器提供运动输出的放大器、执行机构、反馈系统（传感器/变送器），可基于输 出和输入的比较值，调节过程变量。有的系统还包括操作员界面或主机终端前端 处理设备。 2.1.2 人机交互运动控制器驱动器执行机构 反馈装置 2.2 , ：一般由上位机或触摸屏完成人机交互功能。其作用主要有两点： 1. 参数初始化 这一过程是每一个控制系统都必须做的工作，所的系统主要根据这 里下载的参数进行工作。相当于告诉系统一个运动。 2. 监控系统运行 也是一参数的形式系统当前运动状态，包括系统是否运行指定动 作、运 动过程中是否出错、运动进行的进度等等。 , 控制器是整个系统的核心，其功能主要是接收运动控制信号及参数，做 出运算，把控制输出送到相应的驱动器或执行器。 一、运动参数，控制信号的获取 要完成一定规律的运动，必须要有一定的参数作为前提，比如速度、距 离、哪一轴等，这些参数一般由上位机，或触摸屏传送到控制器中。控制信 号包括各种限位，手自动转换等，这些信号一般通过数字量输入，或模拟量 输入，传送到控制器内部。 二、对运动参数的运算 一般客户传送到控制器内部的参数都是比较直观的参数，这些参数还不 是控制器赖以使用的实际参数，这就需要做一些转换运算，这些也是在控制 器内的运算子程序中完成的。 二-3 TRIO MOTION TECHNOLOGY 三、运动控制 当控制器得到足够的参数后，会根据这些参数和客户编制的运动控制程 序，对机械部件发出指令，控制其运动。 四接收反馈，监控运动执行情况 在控制器发出运动指令后，会根据反馈回来的信号，对运动执行情况作 出判断和调整。 五、上传监控信息 用户一般需要直观的监控整个系统的运行情况，这样控制器会根据客户 的需要，把相关信息上传到上位机或触摸屏。 , 受控于运动控制器，接收到运动控制指令后，按指令要求，控制电机等 执行机构完成动作。 , 受控于驱动器，一整个系统的动力源。系统中每一个动作都来自这里， 我们所说的运动控制，其实也就是对执行机构的控制。 , 反馈装置是控制系统中比不可少的组成部分，一般都安装在执行机构 上，比如电机上的码盘反馈，可以对执行机构的位置速度等进行测量并反馈 到驱动器或控制器。 3 3.1 MC206X 3.1.1 MC206是TRIO公司推出的一款四轴运动控制器，通过软件配置各轴属性， 可以对四个伺服轴或四个步进轴或二者的组合进行控制。MC206X的基本硬件配 置包括：CAN总线通讯接口1个、数字量输入通道8路，数字量输入输出双向通道8路、模拟量输入通道1路、伺服使能1个、伺服速度控制模拟量指令4 路、差分式编码器输入一个、差分式编码器/脉冲输出4个、USB接口一个、串 行口两个。 应用TRIO BASIC语言可以对MC206X进行多任务编程，MC206X支持脱 机运行TRIO BASIC程序，当程序调试完毕，下载到控制器后，如果不需要上位 机的话，MC206X可以单独运行。在运动控制器内部固化许多运动算法，只需要 用几条简单的TRIO BASIC指令，就可产生像凸轮曲线、电子此轮、轴连接、插 补等复杂的运动，以及协调运动。 3.1.2 CAN： 二-4 TRIO MOTION TECHNOLOGY 标准的CAN总线，其连接端子在五孔连接器上。用于I/O模块扩展，也可以用作与其它CAN总线设备通讯。 24V 在MC206X本体上提供了8路数字量输入专用通道，可用作零点开关、限 位开关、进给保持（暂停）开关等，在24V输入电路连接时把I/O电源的0v与控制器上I/O0v相接。 24VI/O 在MC206X上，除了上面说的专用24vINPUT外，还提供了8路I/O双向通道。当用作输出时，24V的I/O电源一定要连接。当不用做输出时，任何一脚都 可以用作输入，用作输入时，和输入专用通道特性一样。 在MC206X上有一路0—10V，10位分辨率的模拟量输入通道。模拟输入电 压是相对于IO0v的。为了A/D转换器能正常工作，24vI/O电源一定要提供。 在MC206X上配有和伺服放大器上servo_on相对应的常开继电器开关。用 作对伺服放大器的使能。值得注意的是，在控制器上此功能只是一个开关的闭合， 所以要把此开关和伺服电源串接到一起。此继电器的可由Motion Perfect中的Drive Enable按钮或TRIO BASIC指令WDOG=ON/OFF来控制。 在MC206X上有和轴0—3对应的四路模拟量输出，用作速度控制模式下的 速度指令输出。 轴4，可以作为参考编码器的输入轴。为传送带、滚筒、飞剪的测量、记录 和同步功能提供一个编码器输入。该接口可连接高速的差分方式的线性驱动编码 器。 / 在控制器上对应的是四个DB9型接口。根据用法不同，其接线方式不同， 详见TRIO手册和本文的3.3节。 USB USB接口提供一种与PC或其他支持USB设备的高速连 接。通过这个USB接口，使用Motion Perfect可以实现对 控制器的编程操作。此外，采用Trio的ActiveX控件编写 的上位机用户程序也可以通过该USB口，实现与控制器的高速连接。 串行口A用作Motion Perfect的连接。串行口B特征见手册。 3.2 3.2.1 控制器工作电源为24V直流电源，通过五孔连接器引入。当用到数字量输 出的时候，必须单独提供24I/O电源。在控制器内部，控制器电源和I/O电源光 二-5 TRIO MOTION TECHNOLOGY 电隔离的，这样就最大限度的减少了干扰。 3.2.2 驱动器和电机的供电请见所用型号的说明书，一般驱动器需要主回路电源和 控制回路电源，电机动力线是由控制器提供的。 3.3 控制器和驱动器之间的配线根据控制方式的不同，其接线方式也不同。主要 有以下两种接线方式： 二-6 TRIO MOTION TECHNOLOGY 3.3.1 TRIO MC206X运动控制器与安川驱动器接线图（模拟量方式） TRIO MC206 24V驱动器电源控制器电源 24V0V24V0VCAN_H SHIELD CAN_L 0V伺服侧CN1I/O连接器3 SRV驱动器0V1 -ONWDOG402 VREF-COM106 VREF+AXIS0511 24VAIXS0反馈47DB9接口 A+A-134 A+A-332 B+B+353 SGB-B-436 GND15 Z+Z+619 Z-Z-207 8 屏蔽层与两侧连接9 器外壳相连并保证 单端可靠接地 注意： 1：驱动器需设置为速度控制模式 二-7 2：安川编码器分频输出的默认方向与TRIO控制器方向相反，因此将其 A相信号与TRIO控制器A相信号反接，特此说明。 3：控制器码盘反馈的第五脚必须与驱动器的SG引脚相连，否则会导致控制器的损坏 TRIO MOTION TECHNOLOGY 3.3.2 TRIO MC206X运动控制器与安川伺服驱动器接线图（脉冲方式） TRIO MC206 24V驱动器电源控制器电源 CAN_H24V0V24V0V SHIELD CAN_L 0V 伺服侧I/O连接器3 驱动器0V1SRV -ONWDOG40224VAIXS0反馈47DB9接口 Step+Pusl+17 Pusl-Step-82Sign+Direct+113 Direct-Sign-412SG GND15 Boost+Clr+615 Clr-Boost-147 8 9屏蔽层与两侧连接 器外壳相连并保证 单端可靠接地 注意： 1：驱动器需设置为位置控制模式 2：控制器码盘反馈的第五脚必须与驱动器的SG引脚相连，否则会导致 二-8 控制器的损坏 TRIO MOTION TECHNOLOGY 3.4 Mtion Perfect Motion Perfect 4 4.1 Motion Perfect2是Trio 公司为其控制器开发的软件编程和调试的集成环境。 应用上位机，在windows系统下可以实现对轴的配置，程序编写，跟踪调试。 其具体应用见Trio 用户手册第十章。这里主要介绍用户在刚刚接触时的一些操 作要领。帮助用户尽快熟悉该环境，以便开发出优质的运动控制程序。 4.1.1 Motion Perfect2 , 断开所有电源 , 检查控制器与电机驱动器一侧连接是否正确 , 应用Trio专用串口连接线，把控制器上的串口A(serial A)与电脑的一个 正常的串口相连 , 再次检查接线情况 , 无误后接通控制器电源 4.1.2 Motion Perfect2 在使用Motion Perfect2 时一定要保证您所下载的版本是我们最新的版本， 最新版本在网站：www.triomotion.com 可以下载到。 点击开始菜单——程序——triomotion——motion perfect 2打开软件。打开软件后，Motion Perfect2 会自动寻找连接在电脑上的运动控制器。如果成功连接的 话会显示如下界面： 二-9 TRIO MOTION TECHNOLOGY 本例中连接的是Trio运动控制器MC206 在COM2上 点击OK按钮，Motion Perfect2 会对您控制器上的程序进行检查，如果电脑 上的程序与控制器上的一致，点击OK按钮，进入到程序编写调试界面。如果电 脑上的程序不一致，则出现以下界面： 二-10 TRIO MOTION TECHNOLOGY 其右下侧的按钮含义分别为： Save:把控制器上的工程存到电脑 Load:把电脑上的工程下载到控制器 Change:更换电脑上的工程，是之与控制器上的相匹配 New: 新建工程 Resolve: 添加或删除个别程序使控制器和电脑的工程一致 Cancel:取消本次连接 根据情况进行相应的操作，就可以进入编程调试界面了。 4.1.3 如果没有成功连接，请检查通讯设置。点击菜单栏option选项 ——communications会弹出如下菜单： 二-11 TRIO MOTION TECHNOLOGY 在这里，您可以点击Add 或 Delete 添加或删除启动连接时系统要查询的端口，同时也可以用上下箭头来设置查询的顺序。点击Configure按钮可以实现对 通讯端口的属性进行配置。一般应用默认值即可。 4.1.4 正确设置通讯，并成功启动控制器和电脑的连接后，你就可以进行编程和调 试了。Motion Perfect2 主界面如下： 二-12 TRIO MOTION TECHNOLOGY Main Menu：标准的windows菜单，可以访问Motion Perfect2 的所有功能。 Toolbar：访问Motion Perfect 工具的快捷按钮。 Control Panel： 显示当前控制器内容，通过它，可以查看控制器状态，运行 或编辑程序。 Desktop Workspace：显示用户窗口和工具。 Controller Messages：控制器的状态或出错信息。 Status Bar：当前工程和控制器的连接信息。 4.1.5 工具栏里的按钮是我们跟踪调试时用到最多的。所以在这里我们将针对工具 栏的每一个按钮作详细的介绍。 下图为工具栏示例 ：提供了与控制器的直接联系。当点击此按钮时，显示如下界面： “0”通道为命令行输入通道，“5，6，7”通道用来和控制器上运行的程序进行通讯。同一时间，只能使用一个通道。 二-13 TRIO MOTION TECHNOLOGY ：此参数非常重要，显示了当前所有轴的状态，具体见以下两表： 轴参数: No. Parameters Description Details Remark 1 P_GAIN Proportional gain 比例增益 2 I_GAIN Integral gain 积分增益 3 D_GAIN Derivative gain 微分增益 4 OV_GAIN Output velocity 输出速度平滑增益,一 gain 般为0 5 VFF_GAIN Velocity feed 前馈增益 forward gain 6 UNITS Units 作为其他参数单位的控制器计 一定控制器计数，比数在模拟 如每毫米、每转或每量控制方 度的记数式下，是 反馈脉冲 的4倍 频。在脉 冲控制方 式下为16 倍频 7 SPEED Speed 速度 units/s 2 8 ACCEL Accel 加速度 units/s 29 DECEL Decal 减速度 units/s 10 CREEP Creep 原点搜寻速度 units/s 11 JOGSPEED Jog speed 试运行速度 units/s 12 FELIMIT Felimit 跟随误差限，是一个 允许的一个偏差值， 当FE的值大于这个值 时，会有故障出现。 13 DAC DAC 开环控制时的速度输 出, 当SERVO =0 时 此值有效。 14 SERVO Servo 1为闭环,0为开环控 制 15 REPDIST Repeat distance 脉冲计数权值，当 MPOS到达此值时， 自动回零 （RE_OPTION=ON） 或回到此值的负值 （rep_option=off） 16 FWD_IN Forward input 正向限位输入管脚号 （0—31） 17 REV_IN Reverse input 反向限位输入管脚号 二-14 TRIO MOTION TECHNOLOGY （0—31） 18 DAT_IN Datum input 零点信号输入管脚号 （0—31） 19 FH_IN Feed hold input 进给保持信号输入管 脚号（0—31） 20 FSLIMIT Forward software 正向软件限位，相当 limit 于正向的软限位。 21 RSLIMIT Reverse software 反向软件限位，相当 limit 于反向的软限位。 22 MTYPE Current type 当前运动类型，当前只读 轴的当前的一种运行 类型。 23 NTYPE Next type 下一个运动类型，当只读 前轴的下一将要运行 的类型。 24 MPOS Measured position 测量位置，检测到的只读 反馈位置。 25 DPOS Demand position 目标位置，目标所要只读 的位置。 26 FE Follow 偏差(跟踪误差)，以上只读 error=MPOS-DPOS 两个位置的偏差。 27 AXISSTATUS Axis status 轴状态(参照下表) 只读 28 VPSPEED Velocity profile 合成运动的速度 只读 speed 轴状态列表： Bit Description Value char 0 Unused 未用 1 1 Following error warning range 跟随误差报警2 w 范围 2 Communications error to remote drive 远程驱动通讯4 a 出错 3 Remote drive error 远程驱动出错 8 m 4 In forward limit 正向限位到达 16 f 5 In reverse limit 反向限位到达 32 r 6 Datuming 零点到达 64 d 7 Feedhold 进给保持开启 128 h 二-15 TRIO MOTION TECHNOLOGY 8 Following error exceeds limit 跟随误差超限 256 e 9 In forward software limit 正向软件限位512 x 到达 10 In reverse software limit 反向软件限位1024 y 到达 11 Cancelling move 运动取消 2048 c 12 Encoder power supply overload (MC206) 编码器电压过4096 o 载 13 Set on SSI axis after initialisation 初始化成SSI轴 8192 示波器：用来跟踪轴和运动的参数。有助于软件开发。点击该图标，将 显示如下界面： 此软件示波器，可以同时跟踪四路信号。在屏幕上每路信号用不同的颜色表 示，各路信号的颜色就是其控制区的外框的颜色。在控制区上可以选择该路信号 要观察的参数，在哪一轴或哪一通道，界面的刻度。也可以设置纵向偏移量、复 位偏移量，标尺等。 在界面的左下角可以设置时间基准（横向每一小格代表的时间）、连续触发 还是单次触发、手动触发还是程序触发。横向滚动条用来察看超出屏幕的轨迹。 除在手动触发下，点击Trigger按钮，触发示波器，开始跟踪过程。Option 为示波器的选项设置，一般应用默认值即可。 键盘显示：点击该图标，系统会提示您为该功能选择通讯通道。界面如 二-16 TRIO MOTION TECHNOLOGY 下： 所选通道必须是没被占用的通道，否则键盘显示界面将无法打开。成功打开 的界面如下图所示： 在这里可以完全模仿实际的键盘显示功能。 试运行：点击该图标会显示如下界面： 通过Axis 按钮可以设置要运动的轴。在上图中可以知道，轴0的试运行速 二-17 TRIO MOTION TECHNOLOGY 度为1.2500，反转触发开关是I/O8,正转触发开关为I/O9.注意，该输入为低电平 有效，即当I/O8为低电平时，轴0 反向运动。I/O9为低电平时，轴0 正向运动。 数字I/O观察窗口：点击弹出如下界面： 在这里可以对控制器上配置的所有数字量I/O进行监控。当数字量同输入通 道由输入时，相应的通道指示会亮。上图中显示数字量输入通道3有输入。数字量输出通道可由鼠标点击相应通道号，当其指示成黄色时，数字量已经输出。 模拟量输入观察口：点击该图标会弹出如下界面： 此功能只有在系统中有模拟量输入时才有效，在这里可以直观的观测到模拟 量输入口的输入情况。模拟量输入进来的值已经转换成十进制数在屏幕上以进度 条的形式显示出来。 二-18 TRIO MOTION TECHNOLOGY TABLE变量观察窗口：点击该图标会弹出如下界面： 在这里可以通过界面右侧的输入栏设置要观察的TABLE变量号，点击刷新按钮，想要的变量就显示在左侧的表格里了。值得注意的是这里的变量不能自动 刷新，只能在需要的时候手动刷新。同时在这里也可以进行TABLE变量的定义。 VR变量观察窗口：其界面、操作和TABLE变量都非常相似，这里就不 多讲了。 4.2 1、按trio mc206x 和安川伺服驱动器接线图（模拟量方式）完成接线。 2、检查无误后，用TRIO专用编程电缆，把控制器上的串口A（SERIAL A）与 PC机一个串行口相连。 3、接通控制器和驱动器电源。 4、打开Motion Perfect 2 软件。系统会自动对串口进行扫描，完成链接。 二-19 TRIO MOTION TECHNOLOGY 在check project 窗口点击new，创建一个新工程。弹出如下窗口： 二-20 TRIO MOTION TECHNOLOGY 点击yes 可以命名为trio first ,选择合适的路径点击Create就可以了。在新建的工程中点击program---new 二-21 TRIO MOTION TECHNOLOGY 创建一个新程序命名为startup 点击ok 键入以下代码： 'Start Standard Section ' Axis Parameters BASE(0)’设定基本轴为0轴 P_GAIN=1.0’比例增益 二-22 TRIO MOTION TECHNOLOGY I_GAIN=0.0’积分增益 D_GAIN=0.0’微分增益 OV_GAIN=0.0 VFF_GAIN=0.0 UNITS=4000.0’单位是4000个控制器计数，一般以方便操作的数作为单位。此 参数的设置非常重要。可设为电机转动一圈的控制器计数，也就是所用电机 码盘线数的4倍。 SPEED=1.0’速度是1units/s 2 ACCEL=1000.0’加速度是1000units/s 2 DECEL=1000.0’减速度是1000units/s CREEP=0.02500’零点搜寻速度 JOGSPEED=0.02500’试运行速度 FE_LIMIT=0.5’跟随误差限 REP_OPTION=1’设置重复距离模式为-REP_DIST到+REP_DIST DAC=0’开环时模拟量输出 SERVO=1’设置为闭环控制 REP_DIST=360’控制器计数重复距离 FWD_IN=-1’未设正限位开关 REV_IN=-1’未设反限位开关 DATUM_IN=-1’未设零点开关 FHOLD_IN=-1’未设进给保持开关 FS_LIMIT=5000.0’正向软限位 RS_LIMIT=-5000.0015’反向软限位 注意：以上注释为使初学者能对轴参数有透彻的了解，才加进去的。在实际的编 程环境中不可直接粘贴。因为变成环境还不支持中文注释。 二-23 TRIO MOTION TECHNOLOGY 5. 点击上绿色箭头，运行以上程序，完成初始化。 此时可以点击轴参数按钮，弹出以下窗口 可以看到，所有的轴参数已经被设置为程序中所指定的值。 6. 此时可以在屏幕左侧的drive enable 前的方框中打勾， 对伺服驱动器进行使能 7. 点击工具栏中终端按钮， 二-24 TRIO MOTION TECHNOLOGY 选择“0”通道，点击OK。在弹出窗口： 可以进行一些简单命令的输入比如：FORWARD、REVERSE、MOVE（1）、 DEFPOS（0）、MOVEABS（3），观察电机的动作。 4.3 新建程序，命名为teaching.敲入以下代码： BASE(0,1)'基本轴队列 CANCEL CANCEL CANCEL '取消0轴运动 CANCEL AXIS(1) CANCEL AXIS(1) CANCEL AXIS(1)'取消1轴运动 SERVO=1 '0轴闭环 SERVO=1AXIS(1)'1轴闭环 WDOG=1 '伺服使能 DATUM(2)'0轴零点搜寻 DATUM(2)AXIS(1)'0轴零点搜寻 WA(1000) IF IN(1)=0 THEN'开关量输入通道1做位示教开关 二-25 TRIO MOTION TECHNOLOGY SERVO=0 SERVO=0AXIS(1) WDOG=0'伺服使能关 FOR i=0 TO 5 '对两轴位置进行人工定义 IF IN(0)=0 THEN WAIT UNTIL IN(0)=1 TABLE(i,MPOS) TABLE(7+i,MPOS AXIS(1))’每拨动一次开关，就会把当前的位置记下存到 table变量组中 WA(2000) ENDIF NEXT i SERVO=1 SERVO=1AXIS(1) WDOG=1 DATUM(2) DATUM(2)AXIS(1) WA(1000) ENDIF SERVO=1 SERVO=1AXIS(1) WDOG=1 IF IN(1)=0 THEN DATUM(2) DATUM(2)AXIS(1) ENDIF FOR i=0 TO 5 '示教开始 MOVEABS(TABLE(i),TABLE(i+7)) NEXT i 程序功能说明： 在数字量输入通道0和1 分别连接两个控制开关 开始先把开关1设置为0 ，运行程序 开始示教 是开关0 拨动一次即 打开并闭合。手动设置两轴位置，循环做五次。控制器会自动按照之前设定的动 作完成运动。想重复观看可设置开关1高，运行程序。 注意：此例程为了节省寻找零点的时间，creep 参数可设置较大。实际应较 小值 二-26 TRIO MOTION TECHNOLOGY 27