运动变换属性

下面是与运动控制轴相关的基本运动变换配置属性。在以运动计数和运动单位、以及用户自定义轴位置单位表示的位置、速度和加速度之间进行转换时会涉及到这些属性。运动计数与反馈计数之间以及运动单位与反馈单位之间的相互转换也涉及运动变换功能。
运动变换配置
用途
访问
数据类型
默认值
最小值
最大值
值语义
必需 - 所有
设置/GSV
USINT
0
-
-
枚举值
0 = 控制器变换 (R)
1 = 驱动缩放 (O)
2-255 = 保留
“运动变换配置”属性决定变换功能由控制器执行还是由驱动器执行。如果选择“控制器变换”,则会将控制系统配置为在控制器中执行变换计算。在该模式下,控制器针对反馈计数或电机单位与驱动器进行交互,因此不需要驱动器执行任何变换操作。同样,在控制器变换模式下,控制器负责与循环行程模式(对于设备轴对象,为循环归位控制)相关的位置归位(对于设备轴对象,为循环归位)操作。
如果选择“驱动器变换”,则会将控制系统配置为在驱动器设备中执行变换计算。在该模式下,控制器针对运动计数或运动单位与驱动器进行交互,由驱动器负责转换至相当的反馈计数和电机单位。同样,在驱动器变换模式下,驱动器负责与循环行程模式(循环归位控制)相关的位置归位(循环归位)操作。
变换源
用途
访问
数据类型
默认值
最小值
最大值
值语义
必需 - 所有
设置/SSV#
USINT
0
-
-
枚举值:
0 = 通过计算器
1 = 直接变换系数输入
2-255 = 保留
#
表示在跟踪给定值启用(“CIP 轴内部状态”中的“正在跟踪给定值”位为真)时,不能设置属性。
此枚举属性用于确定变换系数是直接由用户输入,还是根据“位置变换”、“位置归位”和“行程范围”值计算得出。如果直接输入,则变换系数(例如“转换常数”、“位置归位”和“运动分辨率”)将以“计数”为单位表示。如果使用变换计算器,变换系数将根据用户以首选应用单位输入的值计算得出,无需知道“计数”。
小贴士: 对于任何以位置、速度或加速度单位表示的属性,都需要“变换”(Scaling) 页面参数的配置才能返回有意义的值。
“变换”属性值发生变化时,由 Logix Designer 应用程序执行变换计算。变换属性定义为“位置变换分子”、“位置变换分母”、“位置归位分子”、“位置归位分母”、“行程模式”和“行程范围”。变换计算的目的是生成关键变换系数,用以在用户自定义位置单位和控制系统使用的量化运动计数单位之间进行转换。变换系数属性集由“运动分辨率”、“转换常数”和“位置归位”组成。
由 Logix Designer 应用程序执行的具体变换计算取决于“行程模式”设置,具体如下:
循环行程:
  • 最大分辨率 = Int((2^31-1) * (位置变换分子/位置变换分母) / (归位分子/归位分母))
  • 基本分辨率 = Minimum (默认运动分辨率, 最大分辨率)
  • 运动分辨率 = (位置变换分子*归位分母) * (10^(Int (Log10(基本分辨率/(位置变换分子*归位分母)))))
  • 转换常数 = 运动分辨率 * (位置变换分母/位置变换分子)
  • 归位 = 转换常数 * (归位分子/归位分母)
受限行程:
  • 最大分辨率 = Int((2^31-1) * (位置变换分子/位置变换分母) / 行程范围)
  • 基本分辨率 = Minimum (默认运动分辨率, 最大分辨率)
  • 运动分辨率 = 位置变换分子 * (10^(Int (Log10(基本分辨率/位置变换分子))))
  • 转换常数 = 运动分辨率 * (位置变换分母/位置变换分子)
无限制行程:
  • 基本分辨率 = 默认运动分辨率
  • 运动分辨率 = 位置变换分子 * (10^(Int (Log10(基本分辨率/位置变换分子))))
  • 转换常数 = 运动分辨率 * (位置变换分母/位置变换分子)
执行变换计算时,Logix Designer 应用程序将“变换源”设为“通过计算器”。如果用户通过 Logix Designer 或通过编程访问直接更改任一“变换系数”属性,“变换源”会设为“直接输入”。“直接输入”设置指示变换系数不再与当前变换属性值一致。
行程模式
用途
访问
数据类型
默认值
最小值
最大值
值语义
必需 - 所有
设置/SSV#
USINT
0
-
-
枚举值:
0 = 无限制
1 = 受限 (E)
2 = 循环 (E)
3-255 = 保留
#
表示在跟踪给定值启用(“CIP 轴内部状态”中的“正在跟踪给定值”位为真)时,不能设置属性。
此枚举属性用于确定轴的行程限制。无限制行程用于持续运行、不受限制、但并非循环运行的轴。受限行程用于通常因机械限制而对其行程施加限制的轴。循环行程用于其位置会在产品周期中重复的轴。轴可持续运行,位置值限制在 0 与位置归位值之间。如果“反馈配置”=“无反馈”(例如无传感器/无编码器操作),则“无限制”是唯一有效的“行程模式”设置。
位置变换分子
用途
访问
数据类型
默认值
最小值
最大值
值语义
必需 - 所有
设置/GSV
REAL
1
0+
Infinity symbol
位置单位
此为浮点值,由变换计算器用来确定每位置变换分母单位(运动单位)的位置单位数。
位置变换分母
用途
访问
数据类型
默认值
最小值
最大值
值语义
必需 - 所有
设置/GSV
REAL
1
0+
运动单位
此为浮点值,由变换计算器用来确定每位置变换分子单位(位置单位)的运动单位数。
位置归位分子
用途
访问
数据类型
默认值
最小值
最大值
值语义
必需 - E
设置/GSV
REAL
1
0+
位置单位
此为浮点值,由变换计算器用来确定每位置归位分母单位(归位周期)的位置单位数。仅当选择了循环行程模式时,该值才能由计算器使用。
位置归位分母
用途
访问
数据类型
默认值
最小值
最大值
值语义
必需 - E
设置/GSV
REAL
1
0+
归位周期
此为浮点值,由变换计算器用来确定每位置归位分子单位(位置单位)的归位周期数。仅当选择了循环行程模式时,该值才能由计算器使用。
行程范围
用途
访问
数据类型
默认值
最小值
最大值
值语义
必需 - E
设置/GSV
REAL
1000
0+
位置单位
此为浮点值,由变换计算器用来确定用于受限行程模式位置变换计算的最大行程范围(以位置单位表示)。
运动单位
用途
访问
数据类型
默认值
最小值
最大值
值语义
必需 - 所有
设置/GSV
USINT
0
-
-
枚举值
0 = 电机单位转
1 = 负载单位转
2 = 反馈单位转
3 = 电机单位 mm
4 = 负载单位 mm
5 = 反馈单位 mm
6 = 电机单位英寸
7 = 负载单位英寸
8 = 反馈单位英寸
9 = 电机单位转/秒
10 = 负载单位转/秒
11 = 电机单位米/秒
12 = 负载单位米/秒
13 = 电机单位英寸/秒
14 = 负载单位英寸/秒
15-255 = 保留
“运动单位”属性确定表示运动轨迹规划器功能所用的“运动分辨率”时使用的计量单位。运动单位是运动位移的标准工程计量单位。运动单位可配置为“转”、“英寸”或“毫米”,具体取决于特定应用。
运动分辨率
用途
访问
数据类型
默认值
最小值
最大值
值语义
必需 - 所有
设置/SSV#
DINT
默认运动分辨率
1
2
31
-1
运动计数/运动单位
#
表示在跟踪给定值启用(“CIP 轴内部状态”中的“正在跟踪给定值”位为真)时,不能设置属性。
“运动分辨率”属性是一个整型值,该值决定了变换功能在运动计数与反馈计数之间进行转换时使用的运动计数数量/运动单位。该属性决定了一个运动单位中有多少个运动计数。运动计数是运动轨迹规划器使用的基本位移单位,运动单位是运动位移的标准工程计量单位。运动单位可配置为“转”、“英寸”或“毫米”,具体取决于特定应用。
所有给定位置、速度和加速度数据均根据“运动分辨率”和“转换常数”从用户的首选位置单位变换为面向运动轨迹规划器的运动单位。“转换常数”与“运动分辨率”之比决定了一个运动单位中的位置单位数,如下列公式所示。
  • 转换常数 / 运动分辨率 = 运动单位(转、英寸或毫米)/ 位置单位
相反,来自运动轨迹规划器的所有实际位置、速度和加速度数据均根据“运动分辨率”和“转换常数”从运动单位变换为用户首选的位置单位。“运动分辨率”与“转换常数”之比决定了一个运动单位中的位置单位数,如下列公式所示:
  • 运动分辨率 / 转换常数 = 位置单位 / 运动单位(转、英寸或毫米)
通常,“运动分辨率”值可配置为以运动计数/运动单位表示,与所用反馈设备的分辨率无关。驱动器的变换功能用于在反馈计数与运动计数之间进行变换。对于需要使用整数形式的运动计数数量/归位周期的小数归位应用,提供可配置运动分辨率值尤其有用。
有效的运动单位属性选择由“反馈配置”、“负载类型”和“线性致动器单位”(导程单位或直径单位)值决定,具体参见下表:
反馈配置
负载类型
线性致动器单位
运动单位
无反馈
直接旋转
-
电机单位转/秒
无反馈
旋转传动
-
负载单位转/秒
无反馈
线性致动器
毫米/转 | 毫米
负载单位米/秒
无反馈
线性致动器
英寸/转 | 英寸
负载单位英寸/秒
主反馈
直接旋转
-
反馈单位转
主反馈
直接线性
-
反馈单位 mm
主反馈
旋转传动
-
负载单位转
主反馈
线性致动器
毫米/转 | 毫米
负载单位 mm
主反馈
线性致动器
英寸/转 | 英寸
负载单位英寸
电机反馈
直接旋转
-
电机单位转
电机反馈
直接线性
-
电机单位 mm
电机反馈
旋转传动
-
负载单位转
电机反馈
线性致动器
毫米/转 | 毫米
负载单位 mm
电机反馈
线性致动器
英寸/转 | 英寸
负载单位英寸
负载 | 双反馈
直接旋转
-
负载单位转
负载 | 双反馈
直接线性
-
负载单位 mm
负载 | 双反馈
旋转传动
-
负载单位转
负载 | 双反馈
线性致动器
毫米/转 | 毫米
负载单位 mm
负载 | 双反馈
线性致动器
英寸/转 | 英寸
负载单位英寸
用于变换系数“运动分辨率”、“转换常数”和“位置归位”的默认运动分辨率值取决于根据下表选择的运动单位:
运动单位
默认运动分辨率
电机|负载|反馈单位转
1,000,000
电机|负载|反馈单位 mm
10,000
电机|负载|反馈单位英寸
200,000
电机|负载|反馈单位转/秒
1,000,000
电机|负载|反馈单位米/秒
10,000,000
电机|负载|反馈单位英寸/秒
200,000
行程范围限制
由于位置参数有时在内部限制为 32 位有符号表示形式,因此“运动分辨率”参数会影响行程范围。在这种情况下,基于运动分辨率确定最大行程范围的方程如下:
  • 行程范围限制 (采用运动单位) = +/- 2,147,483,647 / 运动分辨率
运动计数/运动单位的默认值为 1,000,000,因而得出的范围限制为 2,147 个运动单位。当轴位置超过该值时,位置累加器会翻转,轴位置值的符号必然反转。运动在翻转过程中继续平滑进行,但位置值明显不连续。这是无限制行程模式下的标称操作。这种行程范围限制引发问题的情况相对较少,即,在点到点定位应用中,可轻松通过减小运动分辨率来增大行程范围。此操作的缺点是,位置数据随即会以较低的分辨率传递,这可能会影响运动的平滑度。选择受限行程模式会将运动分辨率值设置为接近符合应用指定行程范围的最大值。
小数归位
但在一些情况下,可能还要专门配置运动分辨率值来处理小数归位应用或多转绝对式应用(要求循环补偿)。如果计算得出的面向旋转式应用的位置归位值不是整数形式的运动计数数量,可将“运动分辨率”属性修改为可被位置归位值整除的值。选择循环行程模式时会自动执行此操作。
运动控制极性
用途
访问
数据类型
默认值
最小值
最大值
值语义
必需 - 所有
设置/SSV#
USINT
0
-
-
枚举值:
0 = 正常
1 = 反极性
2-255 =(保留)
#
表示在跟踪给定值启用(“CIP 轴内部状态”中的“正在跟踪给定值”位为真)时,不能设置属性。
使用“运动控制极性”切换运动控制系统的方向感知。正极性设置使运动控制的给定和实际信号值的符号与在驱动器控制结构中的值符号相比保持不变。反极性会翻转至驱动器控制结构的给定信号值的符号,并会翻转来自驱动器控制结构的实际信号值的符号。还可以使用“运动控制极性”调整运动控制系统的正向感知,从而与机器上的正向一致。
循环归位控制
用途
访问
数据类型
默认值
最小值
最大值
值语义
必需 - 缩放
设置
BOOL
-
-
-
0 = 非循环操作 (R)
1 = 循环操作 (E)
当此布尔属性设置为真 (1) 时,将启用缩放功能的循环归位功能。借助此功能,每当轴移动过整个机器循环时,轴的位置即可归位,因此位置范围可以达到无限大。轴每次机器循环的运动计数由“循环归位位置”属性指定。因此,如果将轴配置为循环操作,则需要实现“循环归位位置”属性。
如果“循环归位”属性为假 (0)(表示非循环操作),则不会执行“归位”操作,单向运动继续累加位置,最终可能会超出位置表示的范围,导致翻转。因此,对于位置控制应用程序,非循环行程通常受到限制。
循环归位位置
用途
访问
数据类型
默认值
最小值
最大值
值语义
必需 - 缩放 E
设置
DINT
-
-
-
运动计数/归位循环
该整数值用于提供每个机器循环的“归位”给定值和实际位置值。循环归位功能可在轴到达或穿过循环归位位置时,用实际位置和给定位置减去循环归位位置值,从而为循环轴提供无限的位置范围。同样,当沿反方向运动时,只要轴到达零或过零,则实际位置和给定位置将加上循环归位位置值。因此,给定位置值和实际位置值决不应超出 0 和循环归位位置范围。为避免因舍入时转换常数不合理而产生累积误差,归位值可表示为整数形式的每循环运动计数。
当“运动缩放配置”设置为“驱动器缩放”时,CIP 运动连接接口和驱动器控制结构将执行“运动控制极性”。如果“运动缩放配置”设置为“控制器缩放”时,控制器会执行“运动控制极性”反转。
为保持方向一致性,从驱动器控制结构读取、或将写入到驱动器控制结构中的所有信号属性值的符号均由“运动控制极性”确定。下表指定了这些信号属性的完整列表及各属性的访问规则:
ID
访问规则
信号属性名称
1402+o
获取
位置反馈 n
1403+o
获取
速度反馈 n
1404+o
获取
加速度反馈 n
2380+o
获取
位置反馈 nU
2381+o
获取
速度反馈 nU
2382+o
获取
加速度反馈 nU
2383+o
获取
位置反馈 nS
2384+o
获取
速度反馈 nS
2385+o
获取
加速度反馈 nS
62
获取
记录 1 上升沿位置
63
获取
记录 1 下降沿位置
64
获取
记录 2 上升沿位置
65
获取
记录 2 下降沿位置
70
获取
归零事件位置
360
设置*
控制器给定位置 - 整型
361
设置*
控制器给定位置 - 浮点
362
设置*
控制器给定速度
363
设置*
控制器给定加速度
364
设置*
控制器给定扭矩
365
获取
给定位置精插补
366
获取
给定速度精插补
367
获取
给定加速度精插补
370
设置
跳越速度 1
371
设置
跳越速度 2
372
设置
跳越速度 3
430
获取
给定位置
431
设置*
位置调整
432
获取
位置参考值
433
获取
给定速度前馈
434
获取
位置反馈
435
获取
位置反馈 - 64 位
780
获取
位置积分反馈
436
获取
位置误差
437
获取
位置积分器输出
438
获取
位置环输出
450
获取
给定速度
451
设置*
速度调整
452
获取
给定加速度前馈
453
获取
速度参考值
454
获取
速度反馈
455
获取
速度误差
456
获取
速度积分器输出
457
获取
速度环输出
480
获取
给定加速度
481
设置*
加速度调整
482
获取
加速度参考值
483
获取
加速度反馈
801
获取
负载观测器加速度估计
802
获取
负载观测器转矩估计
490
获取
给定转矩
491
设置*
转矩调整
492
获取
转矩参考值
493
获取
转矩参考信号 - 已滤波
494
获取
转矩参考信号 - 已限制
495
获取
扭矩估计值
520
获取
给定 Iq 电流
523
获取
电机电角度
524
获取
Id 电流参考值
525
获取
Id 电流参考值
840
设置
电流扰动
527
获取
Iq 电流误差
528
获取
Id 电流误差
529
获取
Iq 电流反馈
530
获取
Id 电流反馈
531
获取
Vq 解耦
532
获取
Vd 解耦
533
获取
Vq 电压输出
534
获取
Vd 电压输出
535
获取
U 电压输出
536
获取
V 电压输出
537
获取
W 电压输出
538
获取
U 电流反馈
539
获取
V 电流反馈
540
获取
W 电流反馈
541
获取
U 电流偏移
542
获取
V 电流偏移
543
获取
W 电流偏移
565
获取
转差补偿
566
设置
转差补偿启用
600
获取
输出频率
601
获取
输出电流
602
获取
输出电压
603
获取
输出功率
“运动控制极性”还会影响方向位置、速度、加速度和扭矩限制属性。如果“运动变换配置”设为“驱动器变换”,将“运动控制极性”反转需要将正负位置、速度、加速度* 和转矩限制值的符号取反并在 CIP Motion 连接接口与驱动器内部控制结构之间进行交换。
如果“运动变换配置”设为“控制器变换”,将“运动控制极性”反转需要将运动控制轴对象中的正负位置、速度、加速度和转矩限制属性值取反,并与运动控制设备轴对象中的相应属性进行交换。例如,如果在控制器中输入 100 转/秒的“速度限制 - 正向”值,则会在驱动器设备中得到 -100 转/秒的“速度限制 - 负向”值。
下表列出了这些有方向的限制属性以及各属性的访问规则:
ID
访问规则
属性名称
374
设置
斜坡速度 – 正向
375
设置
斜坡速度 – 负向
376
设置
斜坡加速度
377
设置
斜坡减速度
448
设置
位置限值 - 正向
449
设置
位置限值 - 负向
473
设置
速度限制 – 正向
474
设置
速度限制 – 负向
485
设置
加速度限制*
486
设置
减速度限制*
504
设置
转矩限制 – 正向
505
设置
转矩限制 – 负向
*
加速度限制和减速度限制均为无符号正值,因此不需要转换符号。
位置单位
用途
访问
数据类型
默认值
最小值
最大值
值语义
必需 - 所有
设置
STRING
“位置单位”
-
-
“转”
“位置单位”字符串属性支持使用用户自定义的工程单位来测量或设定所有运动相关值(位置、速度、加速度等),而不采用“计数”。各个轴的“位置单位”可以不同,选择时,应遵循在机械应用中最便于使用的原则。例如,线性轴可以使用“英寸”、“米”或“毫米”等位置单位,而旋转轴可以使用“转”或“度”等位置单位。
“位置单位”属性可以支持最多 32 个字符的 ASCII 文本字符串。在 Logix Designer 应用程序的轴配置对话框中,可使用该字符串以指定位置单位请求运动相关参数的值。在这种情况下,软件将字符串的最大长度限制为 15 个字符。
平均速度时基
用途
访问
数据类型
默认值
最小值
最大值
值语义
必需 - 所有
设置/SSV#
REAL
0.25
0.001
(1 个近似更新周期)
32(1000 个近似更新周期)
#
表示在跟踪给定值启用(“CIP 轴内部状态”中的“正在跟踪给定值”位为真)时,不能设置属性。
该属性用于确定系统计算此轴实例平均速度的时间段。
最终,通过钳位限值(而不是生成值超出范围的错误),将历史数组大小和基于近似更新周期的范围限制强制用于“平均速度时基”属性。只有当值超出固定的最小值/最大值限制时,才会给出超出范围的错误。
转换常数
用途
访问
数据类型
默认值
最小值
最大值
值语义
必需 - 所有
设置/
SSV#
REAL
默认运动分辨率
10
-12
10
12
计数/位置单位
#
表示在跟踪给定值启用(“CIP 轴内部状态”中的“正在跟踪给定值”位为真)时,不能设置属性。
该属性用作变换系数,支持轴位置、速度和加速度属性按用户通过“位置单位”字符串属性指定的单位进行显示或配置。特别是,运动控制系统可使用“转换常数”,将轴位置单位转换为运动轨迹规划器计数,反之亦然。“转换常数”表示每位置单位对应的运动轨迹规划器计数数量。
位置归位
用途
访问
数据类型
默认值
最小值
最大值
值语义
必需 - E
设置/
SSV#
DINT
默认运动分辨率
1
10
9
计数/周期
#
表示在跟踪给定值启用(“CIP 轴内部状态”中的“正在跟踪给定值”位为真)时,不能设置属性。
如果将轴配置为循环行程模式,则需要指定“位置归位”属性的值。该值用于对循环轴的位置执行电子归位。电子归位操作会在轴每次完成一个机械周期时,用实际位置和给定位置减去位置归位值,从而为循环轴提供无限的位置范围。为避免因舍入时转换常数不合理而产生累积误差,归位值可表示为整数形式的每周期的反馈计数数量。
提供反馈
对本文档有问题或反馈吗? 请在这里提交您的反馈
Normal