梯形圖(LAD, LadderLogic ProgrammingLanguage)是PLC使用得最多的圖形編程語言，被稱為PLC的第一編程語言。

　　梯形圖語言沿襲了繼電器控制電路的形式，梯形圖是在常用的繼電器與接觸器邏輯控制基礎上簡化了符號演變而來的，具有形象、直觀、實用等特點，電氣技術(shù)人員容易接受，是運用上最多的一種PLC的編程語言。

　　正運動技術(shù)的ZMC006CE就是一款高性價比的，支持ZBasic、ZPlC編程語言，以及可以使用正運動技術(shù)ZHMI界面編程的EtherCAT運動控制器。在正式學習直線插補之前，我們先簡單了解一下這個產(chǎn)品。

　　教學視頻

　　一梯形圖介紹梯形圖介紹

　　(一)梯形圖運行邏輯

　　PLC梯形圖執(zhí)行從左側(cè)的母線開始，從左至右，從上至下依次掃描，從第一行程序開始順序掃描到END為一個掃描周期，然后又開始新一輪程序掃描，直到程序被停止。

　　PLC運行時，主要經(jīng)過自檢測、通訊處理、輸入檢測、程序執(zhí)行、輸出刷新這五個階段。掃描程序之前，先執(zhí)行故障檢測與程序檢查，發(fā)現(xiàn)異常停機顯示出錯信息，打印程序編寫問題，再執(zhí)行與其他設備的通信響應。

　　掃描周期示意圖

　　一個掃描周期包括輸入檢測、程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段。

　　1.輸入檢測

　　PLC以掃描方式順序讀入各輸入端子的通斷狀態(tài)，并寫入相應的輸入狀態(tài)寄存器，即刷新輸入，接著轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。一般來說，輸入信號的寬度要大于一個掃描周期，否則可能導致信號丟失。

　　2.程序執(zhí)行

　　PLC按從左至右，從上至下的順序?qū)γ織l梯形圖指令進行掃描，并將相應的運算和處理結(jié)果保存在輸出狀態(tài)寄存器中。在程序執(zhí)行的過程中，若輸入信號狀態(tài)發(fā)生改變，但此時狀態(tài)寄存器內(nèi)的輸入狀態(tài)沒有改變，直到下一掃描開始時再讀入輸入信號狀態(tài)。

　　3.輸出刷新

　　在所有指令執(zhí)行完畢后，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)寫入輸出端子，驅(qū)動相應的輸出設備。

　　掃描周期主要取決于程序的長短、指令的類型、CPU 執(zhí)行指令的速度。掃描周期的時間可以通過特殊寄存器 D8010(掃描時間)、D8011(掃描最小時間)、D8012(掃描最大時間)來查看。

　　(二)梯形圖混合Basic

　　1.PLC調(diào)用BASIC指令

　　PLC可以通過EXE指令或EXEP指令調(diào)用Basic標準指令。EXEP指令是EXE指令的脈沖形式，僅在驅(qū)動輸入由OFF變?yōu)镺N后，才調(diào)用Basic標準指令。

　　語法格式如下：

　　“EXE @BASIC指令”等價于“BASIC指令”。

　　2.PLC調(diào)用BASIC和PLC程序

　　PLC使用CALL指令調(diào)用子程序。程序文件必須在同一項目文件(.ZPJ)內(nèi)才可調(diào)用。

　　2.1 PLC調(diào)用PLC子程序

　　CALL調(diào)用子程序后，跳轉(zhuǎn)到對應LBL行執(zhí)行，執(zhí)行到SRET指令處返回。

　　2.2 PLC調(diào)用Basic子程序

　　PLC調(diào)用Basic子程序時，需要在SUB函數(shù)名前加上@，調(diào)用時可根據(jù)實際情況選擇是否傳入?yún)?shù)，如右圖的參數(shù)LV0。

PLC梯形圖程序

被調(diào)用的Basic子程序

　　3.BASIC調(diào)用PLC文件

　　程序文件必須在同一項目文件(.ZPJ)內(nèi)才可調(diào)用。

　　3.1 Basic啟動PLC任務

　　Basic里可使用語句“run"xxx.plc",任務編號”來啟動PLC文件任務。

　　PLC子程序SRET子程序返回指令可以帶上返回值，返回值存儲在LV局部寄存器中，返回值是浮點格式，調(diào)用者通過RETURN指令獲取返回值。

　　3.2. Basic調(diào)用PLC子程序

　　Basic里使用“CALL SUB_FUNC”或“RUNTASK 任務號, SUB_FUNC”來調(diào)用PLC子程序LBL。

　　如下圖，Basic程序執(zhí)行到CALL語句后跳轉(zhuǎn)到PLC程序的LBL子程序執(zhí)行，執(zhí)行完子程序SRET返回參數(shù)LV1保存在RETURN中。

　　二插補功能介紹梯形圖介紹

　　(一)插補原理

　　直線插補方式中，兩點間的插補沿著直線的點群來逼近。首先假設在實際輪廓起始點處沿X方向走一小段(給一個脈沖當量軸走一段固定距離)，發(fā)現(xiàn)終點在實際輪廓的上方，則下一條線段沿Y方向走一小段，此時如果線段終點還在實際輪廓下方，則繼續(xù)沿Y方向走一小段，直到在實際輪廓上方以后，再向X方向走一小段，依此類推，直到到達輪廓終點為止。實際輪廓是由一段段的折線拼接而成，雖然是折線，但每一段插補線段在精度允許范圍內(nèi)非常小，那么此段折線還是可以近似看做一條直線段，這就是直線插補。

　　假設軸需要在在XY平面上從點(X0,Y0)運動到點(X1,Y1)，其直線插補的加工過程如下圖所示。

　　給軸發(fā)送一個脈沖運動的距離由電機的特性決定，不同的軸單個脈沖運動距離有所不同。

　　(二)梯形圖插補指令介紹

　　在正運動梯形圖編程中，有兩種形式的插補指令其分別為Zbasic形式和PLC形式。

梯形圖使用Zbasic形式插補指令

梯形圖使用PLC形式插補指令

　　1.Zbasic插補指令介紹

　　MOVE -- 直線運動

　　2.PLC形式插補指令介紹

　　MOVE

　　指令說明： MOVE指令為直線插補相對運動指令。操作數(shù)： 

       S1：T,C,D,K,H,Z,V,LV,DT,@

       S2：T,C,D,K,H,Z,V,LV,DT,@

       …… 

       S8：T,C,D,K,H,Z,V,LV,DT,@

       操作數(shù)若使用字寄存器，寄存器中的數(shù)值需用浮點指令賦值。編程示例：

　　直接使用PLC指令中的MOVE指令

　　三梯形圖直線插補示例梯形圖介紹

　　(一)梯形圖混合Zbasic例程

　　演示視頻

　　主循環(huán)部分

　　上電M8002導通一次，調(diào)用軸初始化函數(shù)執(zhí)行，由M0調(diào)用相對運動函數(shù)執(zhí)行。

　　軸初始化部分

　　插補運動部分

　　當設置了軸0和軸1的S曲線后，平滑時間100ms，SRAMP=100,100，此時的速度曲線如下圖:

　　ld m8002exe @Axis_Initldp m0EXE @RelativeMoveendlbl @Axis_Initld m8000EXE @BASE(0,1)EXE @UNITS = 100,100EXE @ACCEL = 1000,1000EXE @DECEL = 1000,1000EXE @SPEED = 100,100EXE @DPOS = 0,0EXE @MPOS = 0,0sretLBL @RelativeMove ld m8000EXE @BASE(0,1)exe @Triggerexe @MOVE(300,400)sret

　　梯形圖對應語句表

　　·

　　Axis_Init

　　WHILE 1

　　IF SCAN_EVENT(MODBUS_BIT(0)) > 0 THEN Axis_Move ENDIFWEND

　　END

　　GLOBAL SUB Axis_Init() BASE(0,1) UNITS= 100,100 ACCEL = 1000,1000 DECEL = 1000,1000 SPEED = 100,100 DPOS = 0,0 MPOS = 0,0ENDSUB

　　GLOBAL SUB Axis_Move() BASE(0,1) TRIGGER MOVE(300,400)ENDSUB

　　與該梯形圖直線插補程序等價的Zbasic形式程序

　　本次，正運動技術(shù)EtherCAT運動控制器的PLC編程(一) 直線插補，就分享到這里。

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