运动控制器多任务编程一

在工业自动化领域，多任务编程在运动控制器上得到广泛应用。多任务编程允许将复杂的程序分解为独立的任务，实现并发性和高效处理。每个任务在运动控制周期中运行，包括Motion Control、多种通讯、用户多任务程序。运动控制器支持多任务编程，各任务可以独立执行，任务间不受影响。通过划分任务，程序模块化，简化错误处理，提高系统灵活性和响应能力。这种方法在3C电子、印刷包装、机器人等领域的运动控制中具有广泛应用，有效提升生产和运行效率。

控制器多任务概念：

任务是执行 I/O 刷新和用户程序等一系列指令处理的功能，一个任务是指一个正在运行的程序。如果多个程序模块能够互不干扰的同时运行，则称为多任务，多任务编程在 ZDevelop 软件上实现。

多任务可以将复杂的程序分成几个部分，分别开任务来同时执行，每个部分的任务是独立的，这样就可以使设备的复杂运动过程变得简单明了，编程更灵活，没有多任务的场合程序只能顺序执行，使得程序的执行效率十分低下。

运动控制器支持多任务编程，每个任务都有自己唯一的编号，此编号没有优先级意义，只是标识当前程序属于哪一个任务。不同型号支持的任务数有所不同，支持的具体任务数量，可连接控制器之后，在 ZDevelop 软件菜单栏“控制器状态”查看或在线命令发送?*max 指令查看，如下图，表示该控制器支持 22 个任务，任务编号范围为 0-21。


运动控制器每个运动控制周期(Servo Period)包含 MC、SS、以及用户多任务程序的运行，如下图所示：


MC：Motion Control、EtherCAT 通讯、中断的实现。

Motion Control 包含：单轴运动控制、多轴插补运动、机械手正反解算法；EtherCAT 通讯包含 PDO 通讯与 SDO 通讯。

SS：System Service，包含 RS232 串口通讯，RS485 串口通讯，CAN 通讯，EtherNET 通讯（MODBUS RTU 主从通讯以及 ZDevelop 相关软件服务）

TASK1、…、TASKn：对应于各个任务的运行，第 1 个任务到第 n 个任务。

在一个控制周期内，不同的任务根据当前执行的指令的差异，任务占用的时间也会有差异，并不完全相同，任务在默认情形下不存在优先级，可通过 PROC_PRIORITY 指令去设置某个任务的优先级。

Basic 的所有任务只扫描运行一次（除非程序内有死循环才会一直运行）。一个工程项目下 Basic 文件支持同时存在多个自动运行任务。

PLC主任务循环扫描执行，PLC子程序任务只运行一次。一个工程项目下PLC文件建议只设置一个自运行任务号。

HMI程序需要设置自动运行任务号，初始化函数只扫描执行一次，周期函数循环扫描。一个工程项目下HMI文件仅支持一个，组态程序要运行只能通过给HMI文件设置自动运行任务号。


运动控制器同时处理四个任务，如上图，任务0123之间是并行的，互不干扰，控制器下载程序之后这四个文件任务同时启动，同时还能在文件任务执行的时候，使用任务指令开启 SUB 子程序任务或标记任务，SUB子程序任务或标记任务一旦开启，便与主程序无关，任务运行停止后可重复触发任务执行。

控制器多任务的优势：

1、程序模块化：用户可以将程序编写成多个较小的、特定的程序，来实现客户设备指定的功能。

2、并发性：每个任务可以独立运行，任务开启后，不受其他任务的影响。

3、简化错误处理：划分多任务运行后错误处理变得简单，只需处理出错的任务。

4、命令交互：程序处于运行状态时，用户也可以随时进行命令交互，如在线修改运动参数，在线命令栏

5、发送指令等，其他程序不受影响。