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S7-1200運(yùn)動(dòng)控制的超馳功能
超馳“ Override"這個(gè)詞在日常生活中非常罕見(jiàn)，而且即使在書(shū)面語(yǔ)中也是很難見(jiàn)到。從歷*上看，首先是在自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的超馳這個(gè)翻譯，但是擴(kuò)展到運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域，這個(gè)翻譯對(duì)應(yīng)的含義卻和自動(dòng)控制領(lǐng)域不同。
在運(yùn)動(dòng)控制中，經(jīng)常需要一個(gè)運(yùn)動(dòng)動(dòng)作即將結(jié)束時(shí)，平滑順利的過(guò)渡到下一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制指令，運(yùn)動(dòng)不停止從而提升效率。又存在一些情況下，不同的運(yùn)動(dòng)類(lèi)型需要切換，而這種切換就需要指令之間進(jìn)行替換。
指令的銜接和替換就是在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域中Override這個(gè)超馳功能所對(duì)應(yīng)的含義了。
本文“S7-1200運(yùn)動(dòng)控制的超馳功能"對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)的比對(duì)和時(shí)間片上的分析，可以幫助深入了解超馳行為的特點(diǎn)和作用。
S7-1200運(yùn)動(dòng)控制的超馳功能
超馳功能介紹
S7-1200 PLC運(yùn)動(dòng)控制指令之間存在相互覆蓋和中止的情況，這種特性叫做“超馳"，利用超馳功能，軸不用停止，可以平滑地過(guò)渡到新的指令或是同一個(gè)指令的新參數(shù)。
超馳功能示例
下面通過(guò)示例說(shuō)明超馳的特性：
（1）實(shí)驗(yàn)條件
軟件：
TIA STEP7 Professional V16
硬件：
CPU1215C DC/DC/DC
訂貨號(hào)：6ES7 215-1AG40-0XB0，固件版本V4.4
SINAMICS V90 PTI 200V 100W
訂貨號(hào)：6SL3210-5FB10-1UA1
SIMOTICS S-1FL6 motor 100W
訂貨號(hào)：1FL6024-2AF21-1AG1
（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
通過(guò)TIA STEP7 V16軟件添加新設(shè)備，選擇CPU1215C，并組態(tài)工藝對(duì)象TO_PositioningAxis V7.0版本，選擇驅(qū)動(dòng)器為PTO，如圖所示。然后調(diào)用運(yùn)動(dòng)控制指令。
組態(tài)工藝對(duì)象
實(shí)驗(yàn)一：兩個(gè)絕對(duì)位移指令的超馳功能
在主程序OB1中，調(diào)用兩個(gè)“MC_MoveAbsolute"指令（注：在執(zhí)行“MC_MoveAbsolute"指令前，需要通過(guò)“MC_Power"指令對(duì)軸使能，并通過(guò)“MC_Home"指令對(duì)軸進(jìn)行回原點(diǎn)操作）。第一個(gè)“MC_MoveAbsolute"指令的Position = 1000 mm，Velocity = 100 mm/s；第二個(gè)“MC_MoveAbsolute"指令的Position = 1500 mm，Velocity = 200 mm/s。程序如圖所示：
超馳功能程序
程序執(zhí)行過(guò)程通過(guò)Trace曲線(xiàn)記錄，如圖3所示：
超馳功能的Trace曲線(xiàn)一
結(jié)論：從圖3中可以看出，在第一個(gè)絕對(duì)位移指令運(yùn)行中，觸發(fā)第二個(gè)絕對(duì)位移指令，利用超馳功能，軸不停止，直接過(guò)渡到新的指令，并按照新指令的參數(shù)執(zhí)行。
實(shí)驗(yàn)二：絕對(duì)位移指令和回原點(diǎn)指令的超馳功能
對(duì)于回原點(diǎn)指令“MC_Home"，超馳響應(yīng)取決于所選的模式：當(dāng)模式Mode = 0, 1, 6, 7時(shí)，任何其它運(yùn)動(dòng)控制命令均無(wú)法中止“MC_Home"指令。同時(shí)“MC_Home"指令也不會(huì)中止任何激活的運(yùn)動(dòng)控制命令。當(dāng)按照新的回原點(diǎn)位置（輸入?yún)?shù)“Position"的值）進(jìn)行回原點(diǎn)操作后，將繼續(xù)執(zhí)行與位置相關(guān)的運(yùn)動(dòng)命令。
在主程序OB1中，調(diào)用一個(gè)“MC_MoveAbsolute"指令。參數(shù)Position = 1000 mm，Velocity = 100mm/s；再調(diào)用一個(gè)“MC_Home"指令，Position = 0 mm，Mode = 0。程序如圖所示：
超馳功能程序二
程序執(zhí)行過(guò)程通過(guò)Trace曲線(xiàn)記錄，如圖所示：
超馳功能的Trace曲線(xiàn)二
結(jié)論：從后圖中可以看出，執(zhí)行回原點(diǎn)指令“MC_Home"，當(dāng)模式Mode = 0時(shí)，不會(huì)中止正在執(zhí)行的絕對(duì)位移指令，按照新的回原點(diǎn)位置進(jìn)行回原點(diǎn)操作后，將繼續(xù)執(zhí)行絕對(duì)位移指令。
指令響應(yīng)時(shí)間
S7-1200將一個(gè)位置移動(dòng)按時(shí)間細(xì)分成若干片段，對(duì)PTO軸，執(zhí)行每個(gè)時(shí)間片的時(shí)間為10ms。執(zhí)行一個(gè)時(shí)間片時(shí)，下一時(shí)間片會(huì)在隊(duì)列中等待執(zhí)行。如果執(zhí)行該軸的一個(gè)新運(yùn)動(dòng)任務(wù)，可能等待最大20ms（當(dāng)前時(shí)間片+排隊(duì)時(shí)間片）。
在TIA STEP7 Professional V16的工藝對(duì)象TO_PositioningAxis V7.0版本中，可以設(shè)置時(shí)間片的時(shí)間，參數(shù)為PTOSliceTime，如圖6所示，int類(lèi)型，范圍是2-20（默認(rèn)值為10），單位為ms。
PTOSliceTime參數(shù)
下面以?xún)蓚€(gè)相對(duì)位移指令的超馳功能為例，說(shuō)明PTOSliceTime參數(shù)的作用。
實(shí)驗(yàn)三：超馳功能指令的響應(yīng)時(shí)間
設(shè)置PTOSliceTime = 5ms，在循環(huán)中斷OB30中，調(diào)用一個(gè)“MC_MoveRelative"指令，Distance = 100000脈沖，Velocity = 10000 脈沖/s；調(diào)用一個(gè)“MC_ReadParam"指令，讀取Velocity參數(shù)，并保存在MD100（變量名稱(chēng)：Velocity，數(shù)據(jù)類(lèi)型：REAL）中。在硬件中斷OB40中（通過(guò)I0.0的上升沿觸發(fā)），調(diào)用第二個(gè)“MC_MoveRelative"指令，Distance = 300000脈沖，Velocity = 60000 脈沖/s。程序執(zhí)行過(guò)程通過(guò)Trace曲線(xiàn)記錄，如圖所示：
超馳功能的Trace曲線(xiàn)三
圖中的紅色方框內(nèi)的曲線(xiàn)，放大后如下圖所示：
超馳功能的Trace曲線(xiàn)四