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用AWTK和AWPLC快速开发嵌入式应用程序 (10)- 简易跑步机(速度控制开发按钮运动)

神尊大人 2024-10-23 11:53:43 0

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AWPLC 是 ZLG 自主研发的 PLC 系统(兼容 IEC61131-3),其中 AWPLC 的运行时库 (Runtime) 基于 ZLG TKC 开发,可以移植到到任何主流 RTOS 和 嵌入式系统。
AWPLC 的集成开发环境 (IDE) 基于 AWTK 开发,可以运行在 Windows、MacOS 和 Linux 系统之上。
AWPLC 的主要目标之一是把 PLC 中低代码开发方法引入到嵌入式软件,从而提高嵌入式软件的开发效率和可靠性。

简介

运动控制是 PLC 重要的应用领域,本文以一个简化版的跑步机为例,介绍一下在 AWPLC 中,使用运动控制块的基本方法。

对于单轴运动控制,从控制的方法来说,可以分为 3 类:

用AWTK和AWPLC快速开发嵌入式应用程序 (10)- 简易跑步机(速度控制开发按钮运动) 软件优化
(图片来自网络侵删)
位置控制。
让轴转动指定的位置;速度控制。
让轴以指定的速度转动;力矩控制。
让轴以指定的力矩转动。

在 PLCOpen 的运动控制功能块中,对以上控制方法都有支持。
跑步机是一个典型的速度控制类应用,常见速度类控制应用也很多,比如抽油烟机、洗衣机、扶手电梯和传送带等。
速度控制是最简单的控制方式,使用 MC_MoveVelocity 这个功能块就可以了,它让轴以指定的速度转动,其图形表示如下:

这是一个标准的功能块,具体用法可以参考 PLCOpen 的文档,网上也有很多文章介绍。

1. 系统组成

该系统包括:

6 个按钮。
● 启动按钮。
● 停止按钮。
● 增加速度按钮。
● 减小速度按钮。
● 1 档按钮。
● 2 档按钮。
数码管。
用来显示当前的速度。
伺服电机。
因为没有真实硬件,找了一个二手伺服电机,看起来比较 Low,反正能转起来吧,下一步会支持 ZLG 专业的运动控制器。
运动控制算法用的一个开源的库(实现不太完整),以后会集成 ZLG 算法专家提供的运动控制库(也可以集成第三方商业运动控制算法)。

程序界面如下所示(为了方便理解,我们把功能块图也放到了界面上):

2. 软件模拟

按钮和 数码管 都用软件模拟。
PLC 程序

运动控制的功能块,参数通常比较多,占地比较大,一个屏幕放不下几个。
在这个例子中,我们把它放到两个程序中:

主程序程序负责运动控制和开关机。
速度调节和档位切换。

注意:实际速度与硬件选型有关,需要对电机控制器的参数进行配置,这里为了简化,把速度设置到 0-100 之间。

1. 主程序程序

开机过程:

点击 START 按钮。
将状态 RUNNING 设置为 TRUE。
RUNNING 为 TRUE 会激活功能块 MC_Power 启动电机。
电机启动完成,MC_Power 的 Status 输出 TRUE,MC_MoveVelocity 开始执行,设置初始速度。

关机过程:

点击 STOP 按钮,MC_Stop 开始执行。
停机完成,MC_Stop 的 Done 输出 TRUE,此时将状态 RUNNING 设置为 FALSE,并将速度清零。

注意事项:

MC_Power 的参数 Enable_Negative 设置为 false,禁止反转。
MC_MoveVelocity 的 ContinouseUpdate 设置为 true,否则速度调节无效。

2. 速度调节和档位切换

增加速度:

点击 INC 按钮。
将速度增加 5,如果速度大于 100,取 100,设置到速度变量 VELOCITY。

减小速度:

点击 DEC 按钮。
将速度减小 5,如果速度小于 0,取 0,设置到速度变量 VELOCITY。

切换到 1 档:

将 40 设置到速度变量 VELOCITY。

切换到 2 档:

将 80 设置到速度变量 VELOCITY。
用户界面

应用程序不需要编程,用 AWTK Designer 设计好界面,将控件与模型进行绑定即可。
下面介绍一下控件与模型的绑定方法。
这里用的是 AWTK-MVVM,数据绑定规则与 AWTK-MVVM 是完全一样的。

模型可以用 io、plc 或者 io+plc。
io 可以用来绑定 IO 变量,plc 可以用来绑定程序 PLC 内部变量。

示例:

<window v-model="io+plc" tr_text="AWPLC demo">

由于符号 % 在程序里具有特殊功能,所以在绑定 IO 变量时,把 % 换成 _ 。
比如:将 %QX0.0 写作 _QX0.0 。

速度 VELOCITY 是全局变量,可以加 global. 前缀访问。

示例:

<button v-data:pressed="{_IX0.0, mode=TwoWay}" text="Start"/>

<button v-data:pressed="{_IX0.1, mode=TwoWay}" text="Stop"/>

<button v-data:pressed="{_IX0.2, mode=TwoWay}" text="Inc"/>

<image_value v-data:value="{global.VELOCITY, mode=OneWay}" format="%02d" image="num_"/>

<button v-data:pressed="{_IX0.3, mode=TwoWay}" text="Dec"/>

<button v-data:pressed="{_IX0.4, mode=TwoWay}" text="Level1"/>

<button v-data:pressed="{_IX0.5, mode=TwoWay}" text="Level2"/>

运行效果:启动电机后,在界面上修改速度或切换档位,可以观察到电机速度相应变化。

由此可见,在 AWPLC 功能块图的帮助下,我们不要写 C 代码或脚本,即可完成应用程序的开发。
AWPLC 用低代码降低了开发的门槛,提高了开发的效率。
AWPLC 等您来玩!

AWPLC 目前还处于开发阶段的早期,写这个系列文章的目的,除了用来验证目前所做的工作外,还希望得到大家的指点和反馈。
如果您有任何疑问和建议,请在评论区留言。

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