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        PLCopen运动控制规范的第四部分包含了可以协调运动控制的功能块，对其DY和第二部分在三维空间多轴运动控制的协调功能进行了扩展，以满足在此领域中绝大部分的应用需求。它们定义了一套标准的功能块，可在三维空间内应用于复杂的运动控制，包括运动转变功能块。

一般情况下，这些转变功能块由供应商提供，所以对大多数生产制造商而言，如果运动控制器不支持，则不能添加此功能。目前获得支持的主要是SCARA 和DELTA机器人。此外，任何编程人员都可以编程实现自己的运动转换功能。当需要将实际位置转换为关节空间，或者将关节空间转换为实际位置时，专用程序就可以调用这些运动程序。

该标准在原先一直相互独立的PLC、计算机数字控制、机器人控制以及运动控制领域之间架起了一座桥梁。目前，利用一台类似PLC的系统，就可以实现对一个完整的机械设备控制程序的编程。该标准使机器人控制器和运动控制器，不再是相互独立的系统，而是集成为控制系统的一部分。

将运动控制和逻辑控制在一个软件包中实现，所带来的Z重要的优势包括：在逻辑控制器和运动引擎之间无限制的数据交换，而且没有延迟，在传统的系统中，延迟会影响设备的性能。事实上，现在利用机械设备控制器就可以在机器人和外设的伺服轴之间实现完美的同步，这在以前ConTROL ENGINEERING China版权所有，只能在机器人控制领域才可以实现。

独立编程

Z后，PLCopen标准允许独立编程，完全摆脱对硬件或特定生产制造商的依赖。如果不同的硬件供应商支持同样的基础代码，具有同样的行为模式，编程人员就不必学习每个生产制造商的专有编程语言了。这样，就可以在更短的时间内，更快的开发出具有更高精度的复杂机械设备控制系统，并将其投入到市场。通过减少工程复杂性、降低对专门培训的需求，PLCopen使得这种开发成为可能，这样对众多的现有PLC编程人员来讲，整个系统就显得非常熟悉了。

越来越多的Z终用户要求使用常用的PLC语言，来实现机器人、运动控制器和PLC的编程，这便于机器设备制造商的编程人员来理解，也便于Z终用户的服务人员进行维护。为了降低复杂性，使三个独立的平台从外观、用户体验以及功能上更加协调。负责运动控制的PLCopen工作组已经提出了一系列的标准化工具，允许从类似于PLC的编程环境中直接运行协调运动。

传统上，工业机器人使用复杂的专用语言进行编写，除了机器人编程人员可以理解外，其它人根本弄不明白。运动控制器的范围要广一些，而且变化也比较多，一般使用PC库或其它专用语言进行编程，而PLC则一般使用梯形图逻辑进行编程。在当今的自动化环境中，PLC、运动控制器和机器人必须紧密的集成在一起。很多元素被集成到机器设计中，而每个元素的优势，都需要通过专用语言的编程体现出来。

PLC编程

1968年，通用公司需要开发一种能够替代硬接线继电器的设备，于是PLC就应运而生。自诞生以来，PLC一直使用梯形图逻辑进行编程。PLC可以轻松的控制使用数字和模拟量设备的过程，但是如果要去控制那些更复杂的、本质上是顺序控制的过程，使用PLC比使用BASIC、 C或 C#语言实现要困难的多。经过多年的演化，PLC已经可以使用BASIC或C语言进行编程，但是在大多数情况下，仍然依赖于梯形图（是IEC61131-3规定的编程语言的一种）。

很多低端PLC通过步进或直接输出来支持运动控制。利用价格更高的专用模块，则可以实现某些更高 级的运动控制，但是必须将这些模块增加到基本系统中去。即使这样，大多数设备仍然使用梯形图逻辑进行编程，这需要对编程环境具有较深入的了解，而编程环境则随着生产厂家的不同而有所不同，更高 级的功能通常由专用的功能块来实现。

运动控制器

在通用市场上，典型运动控制器一般包括插值运动（线性和圆形）、协调运动、齿轮、凸轮和事件触发运动（使用传感器和位置锁存器）等。更古老的运动控制器则在每个轴上使用专用的输入、输出设备。运动输入包括启用、过行程限位器和解码输入（每个轴一或两个）；运动输出包括伺服指令（一般情况下为+/- 10 V的模拟量）和步进指令（步进或直接）。大多数控制器还包含一些具有基本功能的I/O。新控制器则依赖于诸如EtherCAT或Mechatrolink的网络来将控制信号传送给驱动器，并发送和接收数字I/O信号，这些I/O通过硬接线与驱动器直接连接。

在处理互联轴的运动时，典型的运动控制器无法与机器人控制器抗衡。在使用典型的运动控制器时，如果Z终结果是要运动到某个特定点，则必须为每个轴计算出正确的位置。机器人和其它带有机械互联机制的机械设备，则需要逆向运动学。使用逆向运动学，需要使用公式，将现实空间的特定点转换为单个位置信息，机器人的每个关节（或轴）利用这些位置信息，将机械互联的机械设备移动到目的点。由于范围比较广，而且变化也比较多，因此应用这些系统时，需要对专门的编程环境有相当深度的了解。

一）PLC的类型

PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。

整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。

二）输入输出模块的选择

输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；可控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场合，但价格较贵，过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。

可根据应用要求，合理选用智能型输入输出模块，以便提高控制水平和降低应用成本。

考虑是否需要扩展机架或远程I/O机架等。

三）电源的选择

PLC的供电电源，除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外，一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源，与国内电网电压一致。重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。

如果PLC本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否满足应用要求，否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC，对输入和输出信号的隔离是必要的，有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。

四）存储器的选择

由于计算机集成芯片技术的发展，存储器的价格已下降，因此，为保证应用项目的正常投运，一般要求PLC的存储器容量，按256个I/O点至少选8K存储器选择。需要复杂控制功能时，应选择容量更大，档次更高的存储器。

五）冗余功能的选择

.控制单元的冗余

重要的过程单元：CPU（包括存储器）及电源均应1B1冗余。

在需要时也可选用PLC硬件与热备软件构成的热备冗余系统、2重化或3重化冗余容错系统等。

.I/O接口单元的冗余

控制回路的多点I/O卡应冗余配置。

重要检测点的多点I/O卡可冗余配置。3）根据需要对重要的I/O信号，可选用2重化或3重化的I/O接口单元。

六）经济性的考虑

选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，Z终选出较满意的产品。

输入输出点数对价格有直接影响。每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加，因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。

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