【产品应用】用 AWTK 和 AWPLC 快速开发嵌入式应用程序 (10)- 简易跑步机

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。

 

 背景

AWTK 全称 Toolkit AnyWhere，是 ZLG 开发的开源 GUI 引擎，旨在为嵌入式系统、WEB、各种小程序、手机和 PC 打造的通用 GUI 引擎，为用户提供一个功能强大、高效可靠、简单易用、可轻松做出炫酷效果的 GUI 引擎。

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：

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：

 

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。

 

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。