探讨如何编写PLC程序去控制伺服马达运动--讲解1

硬件为一台带内置定位功能的小型PLC,基本单元晶体管(漏型)输出，这里为三菱FX3U-48MT-ES，可以带3路脉冲输出控制3根轴，脉冲输出频率最高为100kpps,伺服驱动器型号为三菱MR-JE系列，最大可以接收200kpps(集电极开路输入时)，差动输入模式时最大能接收4Mpps。马达功率为200W,转速3000r/min,编码器分辨率为131072。虽然FX3U系列PLC已经过时或者已经停产，但不妨碍探讨编程控制思路和方法。

先从选型上面说，设备的运动控制项目涉及到电机驱动力矩的大小，机械机构类型，电气控制精度，机械精度，安全，节拍时间(运动速度)等众多复杂参数，需要计算的数据很多，鉴于目前所掌握的知识，只能简单探讨一下自己的见解，比如说关于编码器分辨率的问题，电机编码器分辨率10000和131072之间的区别，如果电机直连丝杆运动(减速比为1:1)，导程为10mm(电机转一圈工作台直线走10mm的意思),电机转一圈，分辨率为10000编码器发给伺服驱动器为10000个脉冲，电气精度为10/10000=0.001mm。分辨率为131072编码器发给伺服驱动器为131072个脉冲，电气精度为10/131072=0.000076mm。如果你的丝杆精度比较差比如在0.01mm以内，你控制的电气精度很高，但整个机器系统并没得到提高，选带分辨率高的伺服驱动器，同时不能牺牲掉高速度，意味着硬件成本变高，发脉冲的控制器发送脉冲的最高频率也要相应提高。所以选型还是要综合考量的。以下图片来自网络，侵权告知必删。

「干货分享」西门子 S7-200 SMART 运动控制（上）

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一、运动控制的概述：

1、S7-200 SMART CPU 通过本体的晶体管输出点，实现运动轴控制：内置于 CPU，用于速度和位置控制。

2、S7-200 SMART CPU 提供了三种开环运动控制方法：运动控制向导，PTO（脉冲串输出）及PWM（脉宽调制）

二、电机运行的控制方式及框架：

PLC控制电机的两种方式：一种是采用通信控制变频器；另一种是高速脉冲输出的方式控制伺服电机（此种方式只支持晶体管型CPU）

控制框架图：有CPU发脉冲给到伺服/步进驱动器，通过驱动器的控制信号 控制电机的启停、相对定位、绝对定位等；再通过编码器反馈给驱动器做半闭环控制

三、运动控制总览：

S7-200 SMART 提供3个轴的开环位置控制所需要的功能和性能：

1、提供高速控制，速度从每秒2个脉冲到每秒100,000个脉冲（2HZ到100KHZ）；

2、提供可组态的测量系统，既可以使用工程单位（例如英寸和厘米）也可以使用脉冲数；

3、提供可组态的反冲补偿；

4、支持绝对、相对和手动位控方式；

5、提供连续运行操作；

6、提供多达32组移动曲线，每组最多可有16步；

7、提供4种不同的参考点寻找模式，每种模式都可对起始的寻找方向和最终的接近方向进行选择。

运动控制输入/输出定义：

四、运动控制向导

1、打开“运动控制”向导，“工具”->“向导”->“运动控制”

2、选择需要配置的轴

3、命名轴名称；也可默认不更改

4、选择测量系统的方式；

（1）有工程单位和相对脉冲两种方式

（2）指电机一圈所需要的脉冲数，如是步进电机时，具体根据驱动器的细分决定

（3）选择工程单位时，可根据实际情况选用CM、MM、M、英尺、弧度、度、英寸这几种测量单位

（4）步进/伺服所走一圈的距离；也就是通常提到的螺距

如选用相对脉冲上诉参数忽略

5、设置脉冲方向输出

脉冲输出的方式有4种

（1）单相1输出：但发脉冲，没有方向信号；适合连续旋转

（2）单相2输出：P0发脉冲，P1作为方向信号（通常使用这种模式）

（3）双相两输出：正反方向各一个输出发脉冲信号

（4）AB正交相两输出：AB相互成90°的相位角的差动输出

极性选择：正表示P1=1时正方向旋转 P1=0 时表示反方向旋转

负表示 P1=0时正方向旋转 P1=1 时表示反方向旋转

7、组态输入点:

LMT+/-表示运动旋转的最大极限位 ，“+”表示正方向的极限位；“-”反方向的极限位

RPS表示参考点信号 ZP表示Z相脉冲信号

STP表示停止信号输入点

TRIG表示变速信号，主要用于GOTO指令的连续旋转功能

以上输入信号可组态I点的任意一个，但同一个点不得重复定义

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作者：技成-眭相建，未经授权不得转载

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