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TwinCAT NC的基本特征
发布时间:2024-11-26

TwinCAT NC的基本特征


图片1. NC与PLC的关系


TwinCAT NC PTP把一个电机的运动控制分为三层:PLC轴、NC轴和物理轴。


PLC程序中定义的轴变量,叫做PLC轴。在NC配置界面定义的AXIS,叫做NC轴,在IO配置中扫描或者添加的运动执行和位置反馈的硬件,叫做物理轴。它们的关系如图所示:



由图可见,PLC程序直接读写所指示灯、传感器连接的输入模块和输出模块的Input和Output变量, 就可以控制这些普通的IO设备。而PLC程序控制伺服电机时,必须经过运动控制器(即TwinCAT NC):PLC轴发指令给NC轴;NC经过换算再发指令给伺服驱动器。


(1) PLC轴

运动控制库的功能块,其控制对象的接口为特定的类型,比如,在TcMc2.lib中规定所有Motion Control的功能块,被控对象类型都为“Axis_Ref”。这种类型的变量,通常就称之为PLC轴。


必须手动指定PLC轴与NC轴的对应关系,否则操作该PLC轴的Motion Control功能块不会有任何作用。


(2) NC轴

NC轴的功能分为轨迹规划、控制和IO接口处理。


·轨迹规划

是指SetPointGenerator,即NC接收到PLC的运动指令后,根据加减速度特性,计算出每个NC周期(比如:2ms)伺服轴的设定位置、设定速度和设定加速度。轨迹规划与驱动器硬件无关。


·控制(Controller)

是指当伺服驱动器工作在CSV(周期同步速度模式),或者驱动模块没有CSP(周期同步位置模式)时,需要在TwinCAT NC中实现位置环的PID运算。这个功能不是必须的,当伺服本身工作在CSP模式时,NC中的Controller就不调节了。


·IO接口处理

是指根据轴的驱动和反馈类型以及脉冲当量等参数设置,将SetPointGenerator的输出换算成控制驱动器的Process Data。IO接口处理随反馈类型和驱动器的接口不同而不同。


这些运算都在后台进行,用户只需要进行参数设置。这些参数由TwinCAT System Manager配置文件初始化,可以在PLC程序中通过ADS指令修改。


(3) 物理轴

物理轴包含两个部分:反馈(Feedback)和驱动(Drive)。TwinCAT NC支持多种硬件接口类型,不同类型的物理轴,NC在做硬件接口处理时会有一些特定的设置。


物理轴的配置,主是要驱动器的设置。在驱动器中,要配置好正确型号的电机、编码器、电子齿轮比,还要调整位置环、速度环、电流环的PID参数。如果是总线接口,还要设置好接口变量和通讯参数。在本书的第4、7至11章,会讲到各种接口的物理轴配置方法。


图片2. PLC控制伺服与NC控制的区别


实际上,脱离TwinCAT NC,只用TwinCAT PLC也可以控制伺服驱动器和电机。二者的区别在于:



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