YZ(PLC)PLC定位单元在运动控制领域的应用.docVIP

PLC定位单元在运动控制领域的应用 PLC作为逻辑控制的控制器，以其高可靠性，逻辑功能强、体积小，可在线修改程序，易于与计算机接口，能对模拟量进行控制等优异性能，已经广泛替代了大量的中间继电器、时间继电器等组成的传统的继电—接触器控制系统。在工业控制领域中得到大量运用, PLC也越来越广泛地应用于运动控制领域。 PLC单元—FP∑。在原来FP0系列产品的基础上，大幅度提高了位置控制功能： 100KHz的脉冲序列, 提供梯形升降速曲线控制、返回原点、点动运行（JOG）等专用高级指令。 FP∑增加了两轴直线和圆弧插补联动功能。 FP∑也具有常规PLC的强大逻辑控制功能。本文以作者利用FP∑成功开发的一两轴联动控制系统为例，介绍FP∑在运动控制系统中的应用。 1、两轴系统通过插补运动实现如图1所示的曲线轨迹； 2、可以修改运动速度参数和实时动态的运动状态显示。 1 二、系统组成 　 系统主要由以下三部分组成： 1、上位控制器—FP∑ FP∑是一种面向运动控制的PLC，具有专用指令实现脉冲输出，内置直线插补、圆弧插补功能，同时也具有一般PLC的逻辑控制功能。 2、执行机构—步进电机（HN 200 3438）及驱动器（IM483） FP∑输出的脉冲、方向信号，控制步进电机带动机械传动部分，使焊枪走出图1所示的轨迹。 3、人机界面—easyviewMT220D HMI）和PLC进行双向数据交换，接收用户的工作参数设置，同时监视步进电机的运行状况。 FP∑输入/输出口定义如表1所示： 1 输出/输入口定义 输入口 功能 输出口 功能 X0 启动按钮 Y0 X向脉冲输出 X2 X向原点输入 Y1 X向方向输出 X3 Y3 Z向脉冲输出 X4 /自动转换 Y4 Z向方向输出 X5 Z向原点输入 　 三、系统控制软件 1、FP∑的插补功能说明 1）直线插补功能的实现 2 直线插补寄存器数据 DT500 DT501 控制字 H1000 DT502 DT503 初始速度 500Hz DT504 DT505 最大速度 5000Hz DT506 DT507 加速时间 300mS DT508 DT509 X目标值 5000Pulse DT510 DT511 Y目标值 2000PLUS 2所示的寄存器数据，执行直线插专用指令F175，便可实现如图3所示的直线插补运动。 2）圆弧插补功能的实现 3 圆弧插补寄存器数据 DT600 DT601 控制字 H10 DT602 DT603 插补速度 500Hz DT604 DT605 X目标值 8860PLUS DT606 DT607 Y目标值 -5000PLUS DT608 DT609 X目标值 9396PLUS DT610 DT611 Y目标值 -3420PLUS 3所示的寄存器数据，执行圆弧插补运动专用指令F176，便可实现如图4所示的圆弧插补运动。 2、PLC软件流程 1所示的轨迹由多段直线和圆弧构成，我们首先将整个图形从接点处分成一段段的直线和圆弧，然后利用FP∑的直线和圆弧插补功能逐一实现每段的插补图形。最终完成整个插补过程。软件流程如图5所示。 5 软件流程图 PLC的插补功能来进行分段的插补。我们利用了PLC内部的WR寄存器。它是一个16位数据寄存器，每一位的状态都和一个R寄存器相对应。如图6示，当我们将“1”从WR1的最低位移向最高位的过程中，寄存器R10到R1F将依次轮流变为ON状态。因此，可以利用对WR1移位操作，顺次改变寄存器R1X的状态，来触发每一个单段的插补运动，以实现整个曲线运动，如流程图（图6）所示。 在该系统开发过程中，由于充分利用了FP∑强大的运动控制功能，大大缩短了开发周期，同时也节省了开发费用。通过长时期的使用，用户反映该系统具有较强的稳定性和较高的加工精度。伴随着PLC技术的进一步发展，FP∑在中小型运动控制系统中必将得到越来越广泛的应用。