一种基于PLC的单轴运动控制器

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种基于 P C的单轴运动控制器 I _出功能。其位置控制指令使定位控制非常简单。比如在步进电机控制中。了避免在启动或停止的时候出现丢步或过冲的现象，为需要设计如上图所示的升降速曲线： 若使用 C或其他高级语言编程。需要通过较为复杂的算法才能实现这一功能。如果使用松下 F O系列 P C只需执行如下指令， P L通过参数化编程，每点简单的设置数值即可进行自动升降速计算。对

一

引言

在工业自动化控制中。经常会有关于单轴运动控制的问题。目前解决此类问题的方案一般有用工控机、单片机或专用的单轴控制器做控制单元。用工控机或专用单轴控制器作控制单元成本偏高。用单片机而作控制单元开发周期较长。现提出的一种基于 P c的单轴运动控制器 L的解决方案。控制部件采用可编程逻辑控制器 P c这种方案的成本其 L。较低，且硬件工作量小、发周期短。是一种比较可行的方案。而开 二方案设计目前。动控制的执行电机多用步进电机或交流伺服电机。早期的运交流伺服系统是用模拟信号进行控制。为了便于数字化控制。多厂家许都相继推出数字式的交流伺服系统。和步进电机一样。是接收脉冲它也和方向信号工作。致厂家生产的 P C都具有脉冲输出功能。以用做多 L可单轴控制器的控制单元，现以松下 F O系列 P C( r P L F O—CIT。8人 8 6 出 )例介绍这种基于眦的单轴控制器的工作原理。为X1— -- -一

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r IH— F1致 1加 O阴) I控初 6最 M制 D速 8】大 V度 S时 P字 D速输 K同 H( 10 O 3度 75 5出 0脉。O DK oZ 2冲 I 0。 D r啪 5 . 0 T】 D 2 .】。

K]从 Y 0 O通道输出脉冲

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图 3 F 0专用脉冲输出指令 P通过运行此程序段 .当 P C检测到输入 ) L ( 2的一个上跳变时 .可便自动执行如图 3所示的脉冲输出功能。可见。用其独特的脉冲输出功 利能和位置控制指令可以轻松地实现对步进电机和数字式交流伺服电机

的控制。 假定工作台的运动规律如下：

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FP一、 Y2 o C1 T 6Y4Y5

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图 1单轴控翻器原理示意图如图 1示，P C控制步进或交流伺服电机通过丝杠螺母带动工作 L台做左右运动。 P￡各输入、出点定义如下： I输 X原点接近开关、号来自设备的原点开关。 0:信 Xl茂速接近开关。当返回原点时， L: P C先接收到该信号，电机开始茂至低速。到接收到原点信号 X0电机停止运转。直。 X: 2左移启动信号。P C接收到该信号后， L以给定频率发出给定数工作台从原点 O开始以速度 Vl前进到 A点。并停留，收到前进接量的脉冲 (率及脉冲数由软件给定 )频。从而控制电机带动工作台以给信号后再以速度 Vl前进到 B点并停留。如此运动，依此前进刊 C、 D各定速度向左移动给定距离。 点。接收到复位信号后，以速度 V 2高速返回原点。当运动刊原点附近 E X: 3右移启动信号。与 X2类似。工作台此时向右移动。 点时。低速度至 V接收到原点信号后停止。即一个工作循环。降 3,此 下面列出 P c控制工作台向右移动给定距离的程序段： L X: 4左移点动信号。P C接收到该信号以后。制电机带动工作台 L控向左点动前进 (进速度由软件给定 )用于对工作台的初始位置调前。整。

X: 5右移点动信号。与 X4类似。工作台此时向右运动。 X: 6复位 (回原点 ) L。P c接收到该信号后，控制工作台返回原点。 X7急停。P C接收到该信号后。论工作台处于何种运动状态。: L元都马上在当前位置停下来。用于紧急情况的处理。 Y步进脉冲信号。 0: Yl方向信号。: Y:动中信号。表明电机处于运动状态。 4运 Y原点 (位信号 ) 5:在。当工作台处于原点位置时有输出信号。 Y:障、停、 6故急限位信号。 其中。 4, 5、 6三个信号用于向上位控制机报告单轴控制器的当 Y Y Y前工作状态或驱动信号指标灯。加速时间 (0 n ) 3 0 t s减速时间 (0 I ) 3 oI I s

最大速度( K Z 7H )

圈 5运动控翻梯形图示例

如上图所示。急停开关 X7

处于 O状态的前提下。在 N眦接收到左移启动信号。内部寄存器 R2使 1为 ON 。向 D 0 T10~D 0 T16七个寄存器中存人运动参数。便可自动执行脉 初速度(0 H ) 50 Z冲输出功能。 通过参数化编程，以任意修改进给步长 .可进给速度 Vl高速返回、输出脉冲教( 0 X ) 3 ( ) 0X0速度 v2以及回原点速度 V3和点动速度等 .因此这种基于 P C的单轴 L图 2速度图控制器具有控制灵活。发简单的特点。开 三软件设计四结束语从这个实饲中我们看到。要仔细分析了被控对象的运动规律， 只通首先就松下 F O系列 P c的运动控制功能做一简单介绍。 P L 松下 F O系列晶体管输出型 P C具备最高可达 1 K Z的脉冲输过 P C编程便可以快速定做出适用于不同应用场合的单轴控制嚣。 P L 0H L

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