转盘功能整理文档

1. 概述

本文档详细描述注塑机转盘功能的实现，包括转盘旋转控制逻辑、工位定位、速度控制和MODBUS通信适配。转盘功能用于多工位注塑生产，支持正反转换位和多工位定位功能。

2. 转盘功能块定义 (FB_Turntable)

2.1 变量定义

pascal

FUNCTION_BLOCK FB_Turntable
VAR_INPUT
  Execute : BOOL;                 // 执行触发信号
  Mode : INT;                     // 转盘模式 (0: 停止, 1: 正转, 2: 反转, 3: 回零)
  SimSpeed : INT := 5;            // 仿真速度 (1-10, 10最快)
  UsePhotoelectricSensor : BOOL := FALSE; // 是否使用光电眼
  PhotoelectricSensorInput : BOOL := FALSE; // 光电眼输入
  UseRealADInput : BOOL := FALSE;    // 是否使用实际编码器AD输入
  RealEncoderInput : INT := 0;       // 实际编码器AD输入值
  
  // 可配置的参数（使用INT类型，符合MODBUS协议要求）
  Position1Degree : INT := 1800;    // 工位一位置(度*10)
  Position2Degree : INT := 0;       // 工位二位置(度*10)
  Position3Degree : INT := 3600;    // 工位三位置(度*10)
  RotateSpeed : INT := 0;          // 转盘运行速度(%*10)
  ManualSpeed : INT := 100;        // 手动运行速度(%*10)
  PositiveDelay : INT := 20;       // 正转延时(0.01s*100，即0.2s)
  ReverseDelay : INT := 20;        // 反转延时(0.01s*100，即0.2s)
  PositionPressure : INT := 1000;  // 定位进压力(bar*10)
  PositionFlow : INT := 990;       // 定位进流量(%*10)
  RetractPressure : INT := 1000;   // 定位退压力(bar*10)
  RetractFlow : INT := 990;        // 定位退流量(%*10)
END_VAR
VAR_OUTPUT
  Done : BOOL;                      // 完成信号
  Error : BOOL;                     // 错误信号
  CurrentStep : INT;                // 当前执行步骤
  StepName : STRING;                // 当前步骤名称
  CurrentPosition : INT;            // 当前位置(度*10)
  CurrentRPM : INT;                 // 当前转速(*10)
  
  // 输出控制信号（BOOL类型）
  TurntableRunOut : BOOL;           // 转盘运行输出
  TurntableForwardOut : BOOL;       // 转盘正转输出
  TurntableReverseOut : BOOL;       // 转盘反转输出
  PositionInOut : BOOL;             // 定位进输出
  PositionOutOut : BOOL;            // 定位退输出
END_VAR
VAR
  // 内部变量
  Execute_prev : BOOL := FALSE;
  IsRunning : BOOL := FALSE;
  CurrentStepInternal : INT := 0;
  StepStartTime : INT := 0;
  DelayTimer : INT := 0;
  ActionTimer : INT := 0;
  
  // 位置模拟相关变量
  Position : INT := 0;
  PositionIncrement : INT := 0;
  RotationSpeed : INT := 0;
  TargetPosition : INT := 0;
  
  // 状态标志
  IsRotating : BOOL := FALSE;
  IsPositioning : BOOL := FALSE;
  IsHoming : BOOL := FALSE;
END_VAR

2.2 接口设计

输入/输出	变量名	类型	功能说明
输入	Execute	BOOL	执行触发信号，上升沿启动
输入	Mode	INT	转盘模式选择
输入	SimSpeed	INT	仿真速度调节
输入	Position1Degree	INT	工位一位置(度*10)
输入	RotateSpeed	INT	转盘运行速度(%*10)
输出	Done	BOOL	动作完成信号
输出	Error	BOOL	错误信号
输出	CurrentPosition	INT	当前位置(度*10)
输出	TurntableForwardOut	BOOL	转盘正转输出控制
输出	TurntableReverseOut	BOOL	转盘反转输出控制

2.3 方法实现

pascal

// 首先检查Execute状态，如果为FALSE则立即复位所有状态（最高优先级）
IF Execute = FALSE THEN
  IsRunning := FALSE;
  CurrentStepInternal := 0;
  StepStartTime := 0;
  DelayTimer := 0;
  ActionTimer := 0;
  Done := FALSE;
  Error := FALSE;
  StepName := '';
  CurrentStep := 0;
  TurntableRunOut := FALSE;
  TurntableForwardOut := FALSE;
  TurntableReverseOut := FALSE;
  PositionInOut := FALSE;
  PositionOutOut := FALSE;
  IsRotating := FALSE;
  IsPositioning := FALSE;
  IsHoming := FALSE;
  // 更新Execute_prev为当前值，确保下次调用时能够正确检测上升沿
  Execute_prev := FALSE;
  RETURN; // 直接返回，不执行后续逻辑
END_IF;

// 检测Execute信号上升沿或Execute为TRUE但需要重新初始化
IF (Execute_prev = FALSE AND Execute = TRUE) OR 
   (Execute = TRUE AND IsRunning = FALSE) OR 
   (Execute = TRUE AND CurrentStepInternal = 9) THEN
  // 新的执行周期开始或需要重新启动，强制重置所有状态
  IsRunning := TRUE;
  CurrentStepInternal := 1;
  StepStartTime := 0;
  DelayTimer := 0;
  ActionTimer := 0;
  Done := FALSE;
  Error := FALSE;
  TurntableRunOut := FALSE;
  TurntableForwardOut := FALSE;
  TurntableReverseOut := FALSE;
  PositionInOut := FALSE;
  PositionOutOut := FALSE;
  IsRotating := FALSE;
  IsPositioning := FALSE;
  IsHoming := FALSE;
END_IF;

// 在所有逻辑处理完成后，再保存当前的Execute状态用于下一个扫描周期
Execute_prev := Execute;

// 限制SimSpeed范围
IF SimSpeed < 1 THEN 
  SimSpeed := 1;
END_IF;
IF SimSpeed > 10 THEN 
  SimSpeed := 10;
END_IF;

// 主执行逻辑 - 只有当IsRunning为TRUE时执行
IF IsRunning = TRUE THEN
  StepStartTime := StepStartTime + 1;
  CurrentStep := CurrentStepInternal;
  
  // 基于速度调整位置增量
  PositionIncrement := 1 + (SimSpeed - 1) / 2; // 根据SimSpeed调整速度
  
  // 步骤1: 转盘准备
  IF CurrentStepInternal = 1 THEN
    StepName := '准备转盘动作';
    IF StepStartTime >= 5 THEN // 简单的准备时间
      // 根据转盘模式决定下一步操作
      CASE Mode OF
        0: // 停止模式
          CurrentStepInternal := 9;
        1: // 正转
          CurrentStepInternal := 2;
        2: // 反转
          CurrentStepInternal := 4;
        3: // 回零
          CurrentStepInternal := 7;
      END_CASE;
      StepStartTime := 0;
    END_IF;
  END_IF;
  
  // 步骤2: 正转延时
  IF CurrentStepInternal = 2 THEN
    StepName := '正转延时';
    IF DelayTimer < PositiveDelay THEN
      DelayTimer := DelayTimer + 1;
    ELSE
      CurrentStepInternal := 3;
      StepStartTime := 0;
      ActionTimer := 0;
      
      // 设置目标位置（根据工位一位置）
      TargetPosition := Position1Degree;
    END_IF;
  END_IF;
  
  // 步骤3: 正转动作
  IF CurrentStepInternal = 3 THEN
    StepName := '正转动作';
    TurntableRunOut := TRUE;
    TurntableForwardOut := TRUE;
    IsRotating := TRUE;
    ActionTimer := ActionTimer + 1;
    
    // 计算旋转速度
    RotationSpeed := (RotateSpeed / 10) * PositionIncrement;
    IF RotationSpeed < 1 THEN
      RotationSpeed := 1;
    END_IF;
    
    // 模拟位置更新
    IF NOT UseRealADInput THEN
      Position := Position + RotationSpeed;
      // 处理360度循环
      IF Position >= 3600 THEN // 360度*10
        Position := Position - 3600;
      END_IF;
    END_IF;
    
    // 检查是否到达目标位置
    IF (UseRealADInput AND RealEncoderInput >= TargetPosition - 5 AND RealEncoderInput <= TargetPosition + 5) OR 
       (NOT UseRealADInput AND Position >= TargetPosition - 5 AND Position <= TargetPosition + 5) THEN
      TurntableRunOut := FALSE;
      TurntableForwardOut := FALSE;
      IsRotating := FALSE;
      CurrentStepInternal := 5;
      StepStartTime := 0;
    END_IF;
    
    // 光电眼检查
    IF UsePhotoelectricSensor AND NOT PhotoelectricSensorInput THEN
      TurntableRunOut := FALSE;
      TurntableForwardOut := FALSE;
      IsRotating := FALSE;
      Error := TRUE;
      CurrentStepInternal := 9;
      StepStartTime := 0;
    END_IF;
  END_IF;
  
  // 步骤4: 反转延时
  IF CurrentStepInternal = 4 THEN
    StepName := '反转延时';
    IF DelayTimer < ReverseDelay THEN
      DelayTimer := DelayTimer + 1;
    ELSE
      CurrentStepInternal := 5;
      StepStartTime := 0;
      ActionTimer := 0;
      
      // 设置目标位置（根据工位二位置）
      TargetPosition := Position2Degree;
    END_IF;
  END_IF;
  
  // 步骤5: 反转动作
  IF CurrentStepInternal = 5 THEN
    StepName := '反转动作';
    TurntableRunOut := TRUE;
    TurntableReverseOut := TRUE;
    IsRotating := TRUE;
    ActionTimer := ActionTimer + 1;
    
    // 计算旋转速度
    RotationSpeed := (RotateSpeed / 10) * PositionIncrement;
    IF RotationSpeed < 1 THEN
      RotationSpeed := 1;
    END_IF;
    
    // 模拟位置更新
    IF NOT UseRealADInput THEN
      Position := Position - RotationSpeed;
      // 处理360度循环
      IF Position < 0 THEN
        Position := Position + 3600;
      END_IF;
    END_IF;
    
    // 检查是否到达目标位置
    IF (UseRealADInput AND RealEncoderInput >= TargetPosition - 5 AND RealEncoderInput <= TargetPosition + 5) OR 
       (NOT UseRealADInput AND Position >= TargetPosition - 5 AND Position <= TargetPosition + 5) THEN
      TurntableRunOut := FALSE;
      TurntableReverseOut := FALSE;
      IsRotating := FALSE;
      CurrentStepInternal := 6;
      StepStartTime := 0;
    END_IF;
    
    // 光电眼检查
    IF UsePhotoelectricSensor AND NOT PhotoelectricSensorInput THEN
      TurntableRunOut := FALSE;
      TurntableReverseOut := FALSE;
      IsRotating := FALSE;
      Error := TRUE;
      CurrentStepInternal := 9;
      StepStartTime := 0;
    END_IF;
  END_IF;
  
  // 步骤6: 定位动作
  IF CurrentStepInternal = 6 THEN
    StepName := '定位动作';
    PositionInOut := TRUE;
    IsPositioning := TRUE;
    
    // 模拟定位完成
    IF StepStartTime >= 10 THEN
      PositionInOut := FALSE;
      IsPositioning := FALSE;
      CurrentStepInternal := 9;
      StepStartTime := 0;
    END_IF;
  END_IF;
  
  // 步骤7: 回零动作
  IF CurrentStepInternal = 7 THEN
    StepName := '回零动作';
    IsHoming := TRUE;
    TurntableRunOut := TRUE;
    TurntableReverseOut := TRUE;
    ActionTimer := ActionTimer + 1;
    
    // 模拟位置更新
    IF NOT UseRealADInput THEN
      Position := Position - 5; // 固定速度回零
      IF Position < 0 THEN
        Position := 0;
      END_IF;
    END_IF;
    
    // 检查是否到达零点
    IF (UseRealADInput AND RealEncoderInput <= 5) OR 
       (NOT UseRealADInput AND Position <= 5) THEN
      TurntableRunOut := FALSE;
      TurntableReverseOut := FALSE;
      IsHoming := FALSE;
      CurrentStepInternal := 8;
      StepStartTime := 0;
    END_IF;
  END_IF;
  
  // 步骤8: 回零确认
  IF CurrentStepInternal = 8 THEN
    StepName := '回零确认';
    IF StepStartTime >= 5 THEN
      CurrentStepInternal := 9;
      StepStartTime := 0;
    END_IF;
  END_IF;
  
  // 步骤9: 完成
  IF CurrentStepInternal = 9 THEN
    StepName := '转盘动作完成';
    Done := TRUE;
    TurntableRunOut := FALSE;
    TurntableForwardOut := FALSE;
    TurntableReverseOut := FALSE;
    PositionInOut := FALSE;
    IsRotating := FALSE;
    IsPositioning := FALSE;
    IsHoming := FALSE;
    
    // 保持完成状态一段时间
    IF StepStartTime >= 5 THEN
      // 可以选择在此处自动重置状态或等待Execute变为FALSE
      // IsRunning := FALSE;
      // CurrentStepInternal := 0;
    END_IF;
  END_IF;
  
  // 更新输出位置和转速
  IF UseRealADInput THEN
    CurrentPosition := RealEncoderInput;
  ELSE
    CurrentPosition := Position;
  END_IF;
  
  // 计算当前转速（简化）
  CurrentRPM := RotationSpeed * 10;
END_IF;

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3. 转盘功能实现细节

3.1 工作模式

正转模式：转盘正向旋转，定位到工位一位置
反转模式：转盘反向旋转，定位到工位二位置
回零模式：转盘旋转回到零点位置
停止模式：停止所有转盘动作

3.2 安全保护机制

光电眼检测：支持光电眼输入，异常时停止动作
位置检测：精确的位置控制，确保准确到位
速度控制：可配置的运行速度，适合不同负载情况
延时控制：支持正转和反转前的延时，确保动作协调
定位功能：到位后进行精确定位，提高加工精度

3.3 工位设置

根据不同的工作模式，支持多种工位配置：

正反转型：工位一位置约180度(170-190)，工位二位置约0度(350-10)
正转三工位型：工位一位置约120度(110-130)，工位二位置约240度(230-250)，工位三位置约360度(350-370)

4. MODBUS通信适配指南

4.1 数据类型说明

为确保MODBUS通信的一致性，所有参数均使用INT类型存储，并遵循以下原则：

角度参数：以度为单位，实际存储值 = 显示值 * 10
- 例如：显示180.0度，实际存储1800
速度参数：以%为单位，实际存储值 = 显示值 * 10
- 例如：显示99.0%，实际存储990
时间参数：以秒为单位，根据精度要求选择合适的放大倍数
- 延时参数：显示值*100（0.01s精度）
- 例如：显示0.20s，实际存储20
压力参数：以bar为单位，实际存储值 = 显示值 * 10
- 例如：显示100.0bar，实际存储1000

4.2 HMI与PLC数据交互

HMI读取参数：从PLC读取INT值，显示时除以相应的倍数
- 例如：PLC值1800 → HMI显示180.0度
HMI写入参数：用户输入显示值，HMI乘以相应的倍数后写入PLC
- 例如：用户输入180.0度 → HMI写入1800到PLC

4.3 程序内数据处理

在程序内部需要进行计算时，应将INT类型参数转换为REAL类型：

pascal

// 例如：计算实际角度（度）
ActualPosition := TO_REAL(Position1Degree) / 10.0;

5. 使用注意事项

转盘模式选择：在脉冲转盘模式下，移模页面的下一页会显示转盘设定页面
工位设置：根据实际工作需求选择合适的工位配置
光电眼使用：选择使用光电眼时，转盘运行过程中光电眼异常会停止动作
速度调整：根据实际负载情况合理调整运行速度和手动速度
延时设置：根据需要设置正转延时和反转延时，确保动作协调
定位参数：根据实际情况调整定位进/退的压力和流量参数
MODBUS一致性：确保所有与HMI交互的参数都使用INT类型，遵循数据放大规则
安全操作：操作转盘时，确保人员安全，避免在旋转过程中接触
定期维护：定期检查转盘机械部件和传感器，确保正常工作

转盘功能整理文档 ​

1. 概述 ​

2. 转盘功能块定义 (FB_Turntable) ​

2.1 变量定义 ​

2.2 接口设计 ​

2.3 方法实现 ​

3. 转盘功能实现细节 ​

3.1 工作模式 ​

3.2 安全保护机制 ​

3.3 工位设置 ​

4. MODBUS通信适配指南 ​

4.1 数据类型说明 ​

4.2 HMI与PLC数据交互 ​

4.3 程序内数据处理 ​

5. 使用注意事项 ​

转盘功能整理文档

1. 概述

2. 转盘功能块定义 (FB_Turntable)

2.1 变量定义

2.2 接口设计

2.3 方法实现

3. 转盘功能实现细节

3.1 工作模式

3.2 安全保护机制

3.3 工位设置

4. MODBUS通信适配指南

4.1 数据类型说明

4.2 HMI与PLC数据交互

4.3 程序内数据处理

5. 使用注意事项