S7-1200运动控制的超驰功能
时间：2022-12-19 阅读：594
超驰“ Override”这个词在日常生活中非常罕见，而且即使在书面语中也是很难见到。从历*上看，首先是在自动控制领域中出现的超驰这个翻译，但是扩展到运动控制领域，这个翻译对应的含义却和自动控制领域不同。
在运动控制中，经常需要一个运动动作即将结束时，平滑顺利的过渡到下一个运动控制指令，运动不停止从而提升效率。又存在一些情况下，不同的运动类型需要切换，而这种切换就需要指令之间进行替换。
指令的衔接和替换就是在运动控制领域中Override这个超驰功能所对应的含义了。
本文“S7-1200运动控制的超驰功能”对此进行了详细的比对和时间片上的分析，可以帮助深入了解超驰行为的特点和作用。
S7-1200运动控制的超驰功能
超驰功能介绍
S7-1200 PLC运动控制指令之间存在相互覆盖和中止的情况，这种特性叫做“超驰”，利用超驰功能，轴不用停止，可以平滑地过渡到新的指令或是同一个指令的新参数。
超驰功能示例
下面通过示例说明超驰的特性：
（1）实验条件
软件：
TIA STEP7 Professional V16
硬件：
CPU1215C DC/DC/DC
订货号：6ES7 215-1AG40-0XB0，固件版本V4.4
SINAMICS V90 PTI 200V 100W
订货号：6SL3210-5FB10-1UA1
SIMOTICS S-1FL6 motor 100W
订货号：1FL6024-2AF21-1AG1
（2）实验内容
通过TIA STEP7 V16软件添加新设备，选择CPU1215C，并组态工艺对象TO_PositioningAxis V7.0版本，选择驱动器为PTO，如图所示。然后调用运动控制指令。
组态工艺对象
实验一：两个绝对位移指令的超驰功能
在主程序OB1中，调用两个“MC_MoveAbsolute”指令（注：在执行“MC_MoveAbsolute”指令前，需要通过“MC_Power”指令对轴使能，并通过“MC_Home”指令对轴进行回原点操作）。第一个“MC_MoveAbsolute”指令的Position = 1000 mm，Velocity = 100 mm/s；第二个“MC_MoveAbsolute”指令的Position = 1500 mm，Velocity = 200 mm/s。程序如图所示：
超驰功能程序
程序执行过程通过Trace曲线记录，如图3所示：
超驰功能的Trace曲线一
结论：从图3中可以看出，在第一个绝对位移指令运行中，触发第二个绝对位移指令，利用超驰功能，轴不停止，直接过渡到新的指令，并按照新指令的参数执行。
实验二：绝对位移指令和回原点指令的超驰功能
对于回原点指令“MC_Home”，超驰响应取决于所选的模式：当模式Mode = 0, 1, 6, 7时，任何其它运动控制命令均无法中止“MC_Home”指令。同时“MC_Home”指令也不会中止任何激活的运动控制命令。当按照新的回原点位置（输入参数“Position”的值）进行回原点操作后，将继续执行与位置相关的运动命令。
在主程序OB1中，调用一个“MC_MoveAbsolute”指令。参数Position = 1000 mm，Velocity = 100mm/s；再调用一个“MC_Home”指令，Position = 0 mm，Mode = 0。程序如图所示：
超驰功能程序二
程序执行过程通过Trace曲线记录，如图所示：
超驰功能的Trace曲线二
结论：从后图中可以看出，执行回原点指令“MC_Home”，当模式Mode = 0时，不会中止正在执行的绝对位移指令，按照新的回原点位置进行回原点操作后，将继续执行绝对位移指令。
指令响应时间
S7-1200将一个位置移动按时间细分成若干片段，对PTO轴，执行每个时间片的时间为10ms。执行一个时间片时，下一时间片会在队列中等待执行。如果执行该轴的一个新运动任务，可能等待最大20ms（当前时间片+排队时间片）。
在TIA STEP7 Professional V16的工艺对象TO_PositioningAxis V7.0版本中，可以设置时间片的时间，参数为PTOSliceTime，如图6所示，int类型，范围是2-20（默认值为10），单位为ms。
PTOSliceTime参数
下面以两个相对位移指令的超驰功能为例，说明PTOSliceTime参数的作用。
实验三：超驰功能指令的响应时间
设置PTOSliceTime = 5ms，在循环中断OB30中，调用一个“MC_MoveRelative”指令，Distance = 100000脉冲，Velocity = 10000 脉冲/s；调用一个“MC_ReadParam”指令，读取Velocity参数，并保存在MD100（变量名称：Velocity，数据类型：REAL）中。在硬件中断OB40中（通过I0.0的上升沿触发），调用第二个“MC_MoveRelative”指令，Distance = 300000脉冲，Velocity = 60000 脉冲/s。程序执行过程通过Trace曲线记录，如图所示：
超驰功能的Trace曲线三
图中的红色方框内的曲线，放大后如下图所示：
超驰功能的Trace曲线四