PLCopen 运动控制块

PLCopen MC_* 功能块用于单轴运动控制，适合传送带、升降台、旋转台等场景。如果您做机器人多轴协调运动，请使用 MOVJ/MOVL 指令。

常用功能块

MC_Power — 使能轴

使用轴之前必须先使能。

VAR
    PowerOn : MC_Power;
END_VAR

PowerOn(Axis := Axis1, Enable := TRUE);
// PowerOn.Status = TRUE 表示使能成功

MC_Home — 回原点

VAR
    HomeCmd : MC_Home;
END_VAR

HomeCmd(Axis := Axis1, Execute := TRUE);
// HomeCmd.Done = TRUE 表示原点完成

MC_MoveAbsolute — 绝对定位

移动到指定位置。

VAR
    MoveAbs : MC_MoveAbsolute;
END_VAR

MoveAbs(
    Axis := Axis1,
    Execute := TRUE,
    Position := 100.0,      // 目标位置 (mm 或 度)
    Velocity := 50.0,       // 速度 (mm/s)
    Acceleration := 200.0   // 加速度
);
// MoveAbs.Done = TRUE 表示到达

MC_MoveRelative — 相对定位

从当前位置移动指定距离。

VAR
    MoveRel : MC_MoveRelative;
END_VAR

MoveRel(
    Axis := Axis1,
    Execute := TRUE,
    Distance := 50.0,       // 移动距离
    Velocity := 30.0
);

MC_Jog — 点动

按住运行，松开停止。

VAR
    JogCmd : MC_Jog;
END_VAR

JogCmd(
    Axis := Axis1,
    JogForward := DI[1],    // 正向按钮
    JogBackward := DI[2],   // 反向按钮
    Velocity := 10.0
);

MC_Stop — 停止

立即减速停止。

VAR
    StopCmd : MC_Stop;
END_VAR

StopCmd(Axis := Axis1, Execute := EmergencyStop);

使用示例：传送带定位

PROGRAM ConveyorControl
VAR
    Power   : MC_Power;
    Home    : MC_Home;
    MoveTo  : MC_MoveAbsolute;
    State   : INT := 0;
END_VAR

// 始终使能
Power(Axis := ConveyorAxis, Enable := TRUE);

CASE State OF
    0: // 回原点
        Home(Axis := ConveyorAxis, Execute := TRUE);
        IF Home.Done THEN
            Home(Execute := FALSE);
            State := 1;
        END_IF;

    1: // 等待工件到位
        IF DI[10] = TRUE THEN  // 传感器检测到工件
            State := 2;
        END_IF;

    2: // 传送到工位1
        MoveTo(Axis := ConveyorAxis, Execute := TRUE,
               Position := 500.0, Velocity := 100.0);
        IF MoveTo.Done THEN
            MoveTo(Execute := FALSE);
            State := 3;
        END_IF;

    3: // 等待加工完成
        IF DI[11] = TRUE THEN
            State := 4;
        END_IF;

    4: // 传送到出料位
        MoveTo(Axis := ConveyorAxis, Execute := TRUE,
               Position := 1000.0, Velocity := 100.0);
        IF MoveTo.Done THEN
            MoveTo(Execute := FALSE);
            State := 1;  // 回到等待
        END_IF;
END_CASE;
END_PROGRAM

MC_* vs MOVJ/MOVL

	MC_* 功能块	MOVJ/MOVL
控制对象	单个轴	整台机器人 (多轴协调)
编程方式	功能块调用 + 状态判断	顺序指令
适用场景	传送带、升降台、旋转台	取放、焊接、码垛

PLCopen MC 规范层次

Darra 严格遵循 PLCopen Motion Control:

规范分册	内容	Darra 覆盖
Part 1 - Basic	MC_Power, MC_Stop, MC_Home, MC_MoveAbsolute, MC_MoveRelative 等单轴基础	完整
Part 2 - Extensions	凸轮, 电子齿轮 (MC_CamIn, MC_GearIn), 多轴同步	完整
Part 3 - User Guidelines	用户最佳实践	参考
Part 4 - Coordinated Motion	MC_GroupEnable, MC_MoveLinearAbsolute (机器人多轴协调)	完整
Part 5 - Homing	各种回零模式	完整
Part 6 - Fluid Power	液压轴	预留
Part 7 - Safety	安全功能块 (SF_*)	配合安全 PLC

功能块分类详表

Administrative (管理)

功能块	功能
MC_Power	使能 / 去使能轴
MC_Home	回原点
MC_Stop	减速停止
MC_Halt	中断当前运动 (可恢复)
MC_Reset	清除错误
MC_ReadStatus	读轴状态
MC_ReadAxisError	读错误码
MC_ReadParameter / MC_WriteParameter	读写参数

Single Axis Motion (单轴运动)

功能块	功能
MC_MoveAbsolute	绝对定位
MC_MoveRelative	相对运动
MC_MoveAdditive	在现有运动上追加
MC_MoveSuperimposed	叠加运动 (调整偏置)
MC_MoveVelocity	速度模式
MC_Jog	点动
MC_TorqueControl	力矩控制
MC_PositionProfile	按时间 - 位置曲线
MC_VelocityProfile	按时间 - 速度曲线

Multi-axis Coordinated (多轴协调)

功能块	功能
MC_GroupEnable	使能轴组 (机器人)
MC_GroupDisable	去使能
MC_GroupHome	组回零
MC_GroupStop	组停止
MC_GroupReset	组复位
MC_MoveLinearAbsolute	直线绝对 (= MOVL 功能块形式)
MC_MoveLinearRelative	直线相对
MC_MoveCircularAbsolute	圆弧绝对 (= MOVC)
MC_MoveSplineAbsolute	样条
MC_MoveDirectAbsolute	关节绝对 (= MOVJ)
MC_SetCartesianTransform	设坐标系变换
MC_SetKinTransform	设工具 / 工件

Synchronization (同步)

功能块	功能
MC_CamIn / MC_CamOut	电子凸轮
MC_CamTableSelect	选凸轮表
MC_GearIn / MC_GearOut	电子齿轮
MC_Phasing	相位偏移
MC_CombineAxes	轴合成

状态机 (PLCopen 标准状态)

每个轴 / 组有统一的状态机:

Disabled ──Power──→ Standstill
                         │
                  Move*  │  Stop
                         ↓
                    Moving
                         │
                         └──→ ErrorStop
                                  │
                               Reset
                                  ↓
                             Standstill

状态	说明
Disabled	伺服未使能
Standstill	使能且静止, 可接收运动指令
Moving	正在运动
Stopping	减速中
ErrorStop	错误, 需 Reset
Homing	回零中
SynchronizedMotion	凸轮 / 齿轮同步中

机器人使能完整示例

PROGRAM RobotSetup
VAR
    Power     : MC_GroupEnable;
    Home      : MC_GroupHome;
    ReadState : MC_GroupReadStatus;
    step      : INT := 0;
END_VAR

Power(
    Robot    := Robot1,
    Enable   := TRUE
);

ReadState(Robot := Robot1);

CASE step OF
    0: // 等待使能
        IF Power.Status THEN step := 10; END_IF;

    10: // 回零
        Home(Robot := Robot1, Execute := TRUE, HomeMode := HOME_SET_REF);
        IF Home.Done THEN
            Home(Execute := FALSE);
            step := 20;
        END_IF;

    20: // 就绪
        IF ReadState.State = MC_GROUP_STANDSTILL THEN
            // 可以开始运动
        END_IF;
END_CASE;

BufferMode — 运动衔接

相邻运动指令如何衔接由 BufferMode 决定:

模式	行为
mcAborting	立即中断当前运动, 执行新的 (不推荐)
mcBuffered	等当前完成再开始新的 (默认)
mcBlendingLow / Med / High / Previous / Next	按 Zone 平滑过渡

mcL1(..., BufferMode := mcBlendingHigh);   // 高速过渡, Zone 自动
mcL2(..., BufferMode := mcBlendingHigh);

错误码体系

MC_GroupReadAxisError / MC_ReadAxisError 返回标准错误码:

范围	类别
0x1000..0x1FFF	参数错误
0x2000..0x2FFF	状态错误 (状态机不允许)
0x3000..0x3FFF	运动错误 (超限 / 奇异)
0x4000..0x4FFF	通讯错误 (EtherCAT)
0x5000..0x5FFF	安全错误 (急停)

详细列表见 机器人诊断.

PLCopen vs 简化语法对照

PLCopen	简化语法
MC_MoveJointAbsolute	MOVJ
MC_MoveLinearAbsolute	MOVL
MC_MoveCircularAbsolute	MOVC
MC_MoveSplineAbsolute	MOVS
MC_GroupHome	HOME
WaitTime 功能块	DELAY

简化语法背后是编译器自动生成功能块调用, 两者性能等价。

参数表 (通用)

参数	类型	说明
Axis / Robot	轴 / 机器人引用	目标
Execute	BOOL	上升沿触发
Done	BOOL	完成标志
Busy	BOOL	正在执行
Active	BOOL	已被接收执行
CommandAborted	BOOL	被中止
Error	BOOL	错误标志
ErrorID	UINT	错误码

所有 MC 功能块都遵循 PLCopen 统一接口, 有 Execute 上升沿触发 + Done / Busy / Error 反馈。

排错清单

现象	原因	解决
Power.Status 一直 FALSE	急停 / 安全门	检查安全回路
MoveAbsolute 不动	轴在 ErrorStop 态	先 MC_Reset
Execute 保持 TRUE 不释放	按 PLCopen 规范必须下降沿	显式 Execute := FALSE
组运动期间单轴运动	状态机不允许	先停组再单轴
凸轮同步后无法切回独立	没调 MC_CamOut	先 CamOut
Done 脉冲丢失	没在同周期检测	用保持型变量存 Done

最佳实践

1. 每功能块独立变量: 不要复用同一个 MC_MoveAbsolute 实例
2. Execute 边沿触发: 每次启动先 FALSE → TRUE
3. 状态机编程: 用 CASE OF 一个 step 变量串接多个运动
4. 错误集中处理: 一个 MC_Reset 统一清, 避免到处 Reset
5. 参数预配置: 机器人参数 (速度 / 加速度 / 跃度) 在全局常量表定义, 不散落在各处
6. BufferMode 显式: 默认 mcBuffered 最稳妥, 连续过渡用 mcBlending
7. 读文档不猜语义: PLCopen 规范 250 页, 有疑问查规范

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