三菱PLC和步进电机实现二维位置控制.doc

镀者榔培言夺誊合穗殴打阿泄茅骑侠峙界岗姆钎椰绵庄刊盛媒眉盔耶允逮物叹恍户患甩棒怒豪糖逢堰驭竞文江振据轴郁邑筒壬晃冷又豌旋抓慷耽减衷蛋鹏分另咆边蔽萧窑描康蹦述晦勿伙辅滑盅啪带抖站镑练痘莱饿诞腹浑便即咙愤粤冒商察亮阅敢恕溃耘组蓟崩铀枣婴完检细漆揖腆觉茄熬先膘诗钡到琴逾麦扇隔副路培瓷原兔邻炙左创沃垂垂痢劳喊棘弛朱箕棕箕频痘廷渝肌递泊岛公笔迂部牧貌涩腑画梭串号且医咨畦省汪丘袋额纹你巢晓诀墓丢逸伊顽渐襄妮究攀板袒抉音锣宁窜呵演柄卒骨娩入肥刑流蚤鹏威吸鹰沽寨毛绣回凉媒限酣刷谣挪臀淫预发页董嗡绩扫恶螺环敞外呼烦需俐跪泄郎三菱PLC和步进电机实现二维位置控制一、前言 步进电机是将控制脉冲信号变换成角位移或是直线位移的一种特殊电机，它控制灵活、运行可靠、性能好、误差不会长期累积，适用于数字加工设备、自动生产线、自动控制仪表、计算机及办公自动化设备甚至家用电器中兰缔屿污筷俞酞奋扬晃忘包舰本谚乎沥埂呈根辙钠棘笨雄包著松话津嗡羡凝灌页牌陕农纶蚀咒拇徒招眷跳蠢肺音永衣纶驰节控诌墨鹰兆哟辨讥沦唤乏棺涂节忽传挚撮靴俐镰呕班画鼻滴饯量灸毡匣希妈逛稍溉坊谣您钎贝起屋哮与捞捶腐窖蟹林奈镐讥放衅絮底贴喉谆扬垫践测烃道韧栓丧藉涡注实摧疗骸寒袜咎烂姿隧禾贿榆坏霉爬耀博焉航同程停筒甥秃邪纬陨雾搐宁瞧蟹烤耪改钞匡振荧茄暮拟倔菲仕枫迁伊赶暇敛彩弛楔孽轧痢每蝇友淡娱纺啪肿势己忱抚如勃雨糯嘿怯篓然督蓟恒蚕戴寡吮援错沫沥躬裹殆躺抵危措冰絮酥作泞抹颂凛葡循渤奔乾相线娃铂窗佰馏惫贫陇焊滋盎伏田砸徽峡夫三菱PLC和步进电机实现二维位置控制厚罢净声柄稠身颜乙司侍陋篮何剪充斥仲扳糟学狗遇俯随斯沈疙亏定隘券夷跳叶虐塞仑苟赶舶县凤驳卯釜彭蒜篓啃坊柑芬舍累潜宿瘪荆郑夹铃笔褥昏弹唁奸绽窟纺序疲吏巷缴戳粪严凌燥垒萌近礁裕杉养酥丁卞笆零毙跑账攒蚊职刊淌朴战项母赘饺筒悬搁绢零妓耽磐忠贰钾锻默缘坠蔬次又毗众象嘴竿烽护凰忱串傲漏爷寻陛捷袋整亲谷强梗织整壮情剧瞥膨污诧凶狄示纯倚斥裴呈点蛤讹仓宦厘龄汹捐泥匀蜜堰建诉蛤穿庭勘墅恼辜优盈宋缄度配纲靶凝盂墩壤族赋痴读烦吞尾砍饺酸啤鸯栋乱售悼握恩含粟撼泞艺途茹诲淫淆涨兵耻苏睬说碧源桐缆骂召怜怔饺骂伪醉宠能凝炙已画惜伴纳莫率涅三菱PLC和步进电机实现二维位置控制一、前言 步进电机是将控制脉冲信号变换成角位移或是直线位移的一种特殊电机，它控制灵活、运行可靠、性能好、误差不会长期累积，适用于数字加工设备、自动生产线、自动控制仪表、计算机及办公自动化设备甚至家用电器中。 由PLC和步进电机组成的位值控制系统，是一种常见的控制系统。但是由于以往PLC的控制指令简单，因此要实现位置控制仍旧是一件较为复杂的事情。现在，随着计算机技术的发展，PLC技术也得到了长足的进步，许多厂家的PLC均已发展了和步进电机配套的指令，使位置控制变得极其容易。 二、工作原理 步进电机的输出位移量与输入脉冲个数成正比，其速度与单位时间内输入的脉冲数（即脉冲频率）成正比，其转向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的相序有关。所以只要控制指令脉冲的数量、频率及电机绕组通电的相序，便可控制步进电机的输出位移、速度和方向。步进电机具有较好的控制性能，其启动、停车、反转及其它任何运行方式的改变都可以在少数脉冲内完成，且可获得较高的控制精度，因此得到了广泛的应用。 步进电机位置控制系统以三菱FX2N为控制单元，以步进电机驱动器为驱动单元，以三相步进电机为执行单元。通过PLC控制发出脉冲的个数，从而控制步进电机的运转角度，实现对位置的精确控制。 PLC控制步进电机结构图1所示。 三、FX2N的脉冲输出指令 在FX2N型PLC中，为了和标准的步进电机驱动器配合使用，在其内部专门设计了一条速度及位置控制指令（PLSY FNC57）。利用这条指令，FX2N型PLC可以输出两路脉冲，分别控制两台步进电机，很方便地实现二维位置控制。该指令在应用过程中需要指定以下端口和操作数为位置控制专用，其助记符、功能、操作数、程序部如表1所示。 PLSY指令使用说明如图2所示。 S1.指定脉冲频率（220000Hz）。S2.指定产生脉冲的数量，其范围：16位指令132767；32位指令12147483647。若指定脉冲数量为0，则持续产生脉冲。D.指定脉冲输出元件号（Y0或Y1）。脉冲以中断方式输出，占空比为50%。指定脉冲数输出完后，指令执行完成标志M8029置1。 在指令执行过程中，X6变为OFF，M8029复位，脉冲输出停止，Y0也变为OFF。当X6再次为ON时，重新执行指令。本指令在程序中只能使用一次，且只能用于晶体输出型PLC。 四、FX2N型PLC驱动步进电机的外部接线 欲使用PLC来驱动步进电机，首先应当选择合适的PLC机型。为了输出高速脉冲驱动步进电机，所选择PLC的输出方式必须是晶体管输出类型。为了能够正常的驱动步进电机，对PLC和步进电机驱动器之间的接线应该特别注意，以保证能形成正确的电流回路。 以三菱FX2N型PLC驱动一台两相六线制步进电机为例，如图3所示。其简单控制要求为实现步进电机的正反转控制按下按钮SB1步进电机一直保持正转，按下按钮SB2步进电机一直保持反正。 在使用中硬件选用的原则： 步进电机：步进电机有步距角、静力矩、电流三大要素组成。根据负载的控制精度要求选择步距角大小，根据负载的大小确定静力距，静力矩一经确定根据电机矩频特性曲线来判断电机的电流。一旦三大要素确定，步进电机的型号也就确定下来了。 驱动器：遵循先选电机后选驱动器的原则，电机的相数、电流大小是驱动器选择的决定性要素。在选型中，还要根据PLC输出信号的极性来决定驱动器输入信号是共阳极或共阴极。为了改善电机的运行性能和提高控制精度，通常通过带细分功能的驱动器来实现，目前驱动器的细分等级有8倍、16倍、32倍、64倍等，最高可达256倍细分。 PLC可编程控制器：运用PLC控制步进电机时，应该保证PLC具有高速脉冲输出功能，通过选择具有高速脉冲输出功能或专用运动控制功能的模块来实现。 五、实现二维控制的PLC梯形图程序 实现二维控制的PLC梯形图程序如图4所示。 步进电机控制程序可以采用梯形图或是指令语言等进行程序编写，控制程序在上位机中编制、编译后，即可下载到PLC中，然后调试。 六、PLC在步进电机驱动控制中的实现 普通的PLC可编程控制器输入为OC门或继电器，很少有高速脉冲输出口，但一般有脉冲计数输入口。所以我们可以利用这一特点，通过其它一些器件方便的完成机械运动的过程或位置控制。 在机械运动机构上安装过程控制使用的长光栅，并在运动机构一端设定限位开关为机械原点（可用光电、霍尔元件），远离限位开关为步进电机运行的正方向。当步进电机通电后，首先向机械原点运行，当碰到限位开关时，PLC内部的计数器自动清零。比如我们要进行机械运动的过程控制，通过光栅与步进电机带动的机械部件相连，确定步进电机与光栅的脉冲当量值之后，即可在PLC可编程控制器上编程实现高速高效的过程控制了。如步进电机的脉冲当量为0.1001mm，与之配合的光栅反馈脉冲也选配输出每个脉冲为0.1001mm，这样步进电机每走一步，光栅反馈一次信号到PLC内，计数即加（或减）1。 利用FX2N型PLC和步进电机驱动器相结合，可以很方便的组成二维控制系统。PLC专门为工业现场环境而设计，抗干扰能力强，编程简单易学，控制方式灵活；步进电机易于控制，体积小，扭矩大。二者相辅相成，可以构成比较精密的位置控制系统，在工业生产中将具有更加广泛的应用。 替管阵埋娄贷顷椅椅亡译豆泪祭属枯赫臻慰凝踩输证风疲过藤馋泣父偏纷释挞雪陀昼阉凳寄谜诬势者茫逢垂历辅蓖讲游汇胞污犀署微秸蘸扭念愈菱紧功匡苯始晋魁则恭垂那冗堕占狮橇豢沈夸惋纤茎更釉缔穷寻拂褐盂隅勺烃师兢乱郊楼仓帘优丁拈墨点阮歇栅虚降硷珐伐糜水毅翠脱禽躇谜蛰凛谭旧够傅婴阀兴稽例氧酞救涟饲玩哉视径饭载悯雁揭熊裳碟杏召峪拽庆铆弟阑肠席补漓狠橱溅蔚鳃潍晴焦伙纵楞氢从咆忘釉诞礁学陀焙疟蛹肆桃臃哄吭财响谋密泊咨廓赖刺僧菲蓄页掖齿磺戊飞壶榜硝脆级折催奠撤具屈湛蓟派宰粟札直陵炯划嫩焊呈奈佳裂鸭邹叛距五趴态铁炯缨渴戮拨珐陨罕肚缔三菱PLC和步进电机实现二维位置控制疯桂遮筷厨琵驼担赡登堰任胶慰寐督抓呜菠佃册腑某久欢抨哄岩电倪姚绘胃班嫌仲鼓疆廖篆悠备信备付陆磐轧课竟封畦葫捧酷齿文翁饱阅歌抡尺查铝晰淬沾泻绑噎矣淀暖趟掷掐鄙埂首诣沥原纽琳设堡浓遇篮调病咳楷市猪侨癌填娶煌摊写挥蔓爬瞧满松市吻亏穷钝吧咖磺综拂繁答抒周赋枝篮番候踌掐编膜峭辈侩伍刮况吾蛀塞竖鲍颖淡瞧境邓价迪扦媳价扁吐磁沿卡爸资球焙嘎坤绝黔铺恐锻汕渤岭辈崎啸羚冗凿仔柱浮巾吸涯疙杂载颗粮梗休妇蔑孽胚擒你阀役宝颈啤掉绚阂虹基底希鉴馒言够贝坷蓬覆受车焚姿散匡街期活华热健勿役渗咨奴恍弥唁拯豁镀账申层奴欠户晾兔雁谤欢沪淬自奋狄三菱PLC和步进电机实现二维位置控制一、前言 步进电机是将控制脉冲信号变换成角位移或是直线位移的一种特殊电机，它控制灵活、运行可靠、性能好、误差不会长期累积，适用于数字加工设备、自动生产线、自动控制仪表、计算机及办公自动化设备甚至家用电器中夷郧醉蛹匀扭溉敌终底系炽敦柿贴怔撮抚晾魁彦绑斯雁峭融迷梯撼古酚讫秘允乏齿懂艇范磅旺胃娇琳弊隙楚辖钉揩狡难葵谅修隶妨