PLC伺服控制实例讲解!成功都是可以复制的!
设备:
1.永宏PLC: FBS-24MCT 1 台
2.GSK 伺服1 套: Di20-M10B(驱动器)/80SJT-M032E(电机)
3.DC24V 开关电源1 个
4.信号线若干
查看驱动器引脚定义并选择控制模式
位置控制模式:查看伺服引脚定义,这里用最少的信号线实现电机转动。
SON:为ON 时,开启伺服使能。当然伺服使能功能可以通过参数来修改,该信号可由参数PA54 设置。
PA54=0:只有当外部输入信号SON 为ON 时,电动机才能被使能;
PA54=1:驱动单元内部强制电动机使能,而不需要外部输入信号SON。
CCW/CW:驱动禁止信号,一般和行程开关配合使用,避免超程,该信号可由参数PA20 设置。
PA20=0:使用驱动禁止功能;
PA20=1:不使用驱动进制功能。
RDY:驱动单元准备好信号,当电机通电励磁时该信号有输出。
位置指令输入信号
这里位置输入信号可以采用差分驱动或者单端驱动接法,由于选用的FBS-24MCT 为集电极开路
输出形式,所以采用单端驱动接法。
伺服驱动单端驱动方式限定外部电源最大电压为25V 时,需要串接一个限流电阻R
依据:Vcc=24V,R=1.3KΩ~2KΩ;Vcc=12V,R=510KΩ~820KΩ;Vcc=5V,R=0;
频率限制为:
PLS/DIR:最高脉冲频率500KHZ
U/D:最高脉冲频率500KHZ
A/B:最高脉冲频率300KHZ
控制线制作
GSK 随机附带一个44 针插座,依据引脚图,把需要的控制信号接线出来。在这里把有可能用到
的信号线都接出来,但是这些信号在伺服控制中并不都是必要的,下图中用蓝色线表示伺服的输出
信号给PLC 的输入,红色表示PLC 的输出给伺服的输入,另外开关电源的正、负分别用红、蓝表示。
1)选取需要的控制信号
38引脚——24V、33引脚——0V
2)伺服同PLC 的接线图
这里从伺服给PLC 的输入信号只取了SRDY,PLC 给伺服的信号有SON、FSTP(CCW)、RSTP(CW)、PULS/SIGN 这几个信号。
伺服调试
取出驱动器、电机,电机至驱动的编码器连接线和电机至驱动的电源线,出厂都已配置好,这里只要按照指示接好即可。
把PLC 至驱动器的控制信号线接好。
1.伺服的手动调试
1)伺服参数设定
GSK 伺服上电之后,可以先采用驱动器本身自带的手动功能,该功能模式下,伺服的转动由驱动器按键来控制,进入PA 参数菜单,设置一下参数:
PA4=3:手动方式,在SR-菜单下操作,用↑、↓键进行加、减速操作。
PA20=1:驱动禁止功能无效,此时只是利用驱动器本身来调试,所以把CCW\CW 功能先屏蔽。
PA54=1:驱动单元内部强制电机使能,而不需要外部输入信号SON。
参数设置完成以后,保存后下电。
2)手动运行步骤
1.驱动器上电,显示R - 0,是电机运行速度监视窗口。
2.检查PA1 参数是否和使用的电机代码一致。
3.以上2 步都无误后,进入“SR- /SR-RED” 菜单下后,按↑、↓键开始运行电机。
2.PLC 控制运行伺服在手动调试下运行正常,现在进入PLC 的上位控制,该控制中PLC 的从伺服引入的IO 如下:
Input:
SRDY——X2
Output:
PULS-: Y0
SIGN-: Y1
CCW: Y2
CW: Y3
SON: Y4
为了控制方便,这里先把CCW\CW 信号使能屏蔽。
1) 伺服参数设置
PA4=0: 位置方式。
PA12:电子齿轮倍频系数(电子齿轮分子),设为2。
PA13: 电子齿轮分频系数(电子齿轮分母),设为1。
PA14=0:位置方式下,脉冲输入模式:脉冲+方向。
PA15=0: 位置指令方向维持原指令方向。
PA20=1: 驱动禁止功能无效(即屏蔽CCW/CW 使能信号)。
PA54=0: 外部SON 使能。
参数修改完毕后,存储后下电,重新上电。
2) 相关计算
在这里先做一个伺服电机的多段速运行程序,运动过程
1.以速度1000RPM 转10 圈
2.接着以速度1200RPM 转20 圈
3.接着以速度1400RPM 转30 圈
4.接着以速度1600RPM 转40 圈
5.接着以速度1800RPM 转50 圈
6.接着以额定速度2000RPM 运行60 圈
7.停顿一定时间后,从第1 步开始重复。
由手册知道,伺服每转1 圈,编码器反馈10000PS,又电子齿轮设定为2,所以PLC 每发出5000PS,伺服就转动1 圈
即第一段行程10 圈对应的脉冲数=10 圈×5000PS/圈=50000PS,其它段的行程脉冲计数同此式。
把伺服需要的速度转化成PLC 的脉冲数,以1000RPM 为例,假设PLC 需要发出的脉冲数为X,
电子齿轮设定是2,则有
由此公式,可求得其它速度所对应的PLC 脉冲数。
3) PLC 参数的设置
FBS-24MCT 的脉冲输出点共有4 轴( 8 点),为Y0~Y7,默认Y0~Y3 为高速200K,Y4~Y7 为中速20K。
要使得PLC 的高速点输出脉冲时,需要先对这几个点的输出进行组态,点击永宏编程软件菜单栏中的“专案\IO 组态”进入组态页面
4) 程序的编写
设置完成之后即可进入程序的编写。
5) NC定位表格的编辑
用鼠标左键点击FUN140 指令,然后在英文输入状态下,按键盘上的Z 键进入NC 定位
表格的编写,最终结果如下
6)子程序内容
INIT 子程序主要是做一些初始化,如下
SPEED 子程序,主要把输入的速度和形成转化成PLC 所需要产生的脉冲个数,这里以第1段速度和行程的换算为例,由于这里伺服的额定转速为2000RPM,所以在速度设定的时候,要防止输入转数超过该值。
7) 上电运行调试
程序编写完成后,让PLC 处于RUN 状态,在输入页中进行数值监控,如下
总结 :由于该示例中PLC 的输入信号只从伺服抓取了SRDY,其它点位的接入同SRDY 的接法一样。PLC输出给伺服的信号只有PLS\DIR、SON 这3 个信号,其它信号的接法类似。GSK 伺服只需要极少的几根控制线就可以实现伺服的运转,永宏PLC 的定位指令全部在NC 表格中填写即可。
附图:
PLC初学者学习步骤
一、小型CP系列1、I/O接线
1、接线
(1)、PLC输入接线包括按钮输入接线、NPN型接近或光电开关接线、PNP型接近或光电开关接线。
(2)、PLC输出接线包括继电器输出型接线、晶体管NPN型输出接线、晶体管PNP型输出接线。同时按负载的不同类型进行接线,如:灯、继电器、伺服等。主要掌握PLC的几种不同输出类型的差别,接线上的注意点。(接线的基本技巧是电流导通法和电压的适应负载)
(3)、实际动手把按钮和继电器接入PLC。实现单按钮启停。
2、简单编程
(1)、熟悉软件的基本操作包括:OMRON软件刻录、安装,打开编程软件,新建工程,保存工程,打开工程,与PLC在线,模拟,监视I/O地址,新建任务,新建段,新建I/O表,设置PLC参数等。
(2)、了解小型PLC的I/O分配和扩展包括:CP1E/CP1L/CP1H三个系列本体的I/O分配和三个系列扩展模块的I/O分配。弄懂外部输入输出,PLC内存分配(各部分内存区的作用和不同点)。
(3)、熟悉基本指令包括:TIM/SET/RSET/KEEP/CNT/MOV/MOVL/XFER等指令。
(4)、学会PLC的简单操作(如上下载程序)包括:懂得拨码开关的作用和设置,USB上下载程序,串口上下载程序等。
(5)、PLC硬件的熟悉、选型。包括:熟悉小型PLC的各个系列、各个型号的特点和区别。他们包含的功能、扩展等。
3、掌握小型PLC的一些基本功能
(1)、脉冲控制功能(重点掌握)包括:弄懂脉冲控制原理,CW/CCW与脉冲加方向控制的区别,连续模式与独立模式的区别,原点搜索的作用,相对与绝对的差别。学会点动、停止、相对位置正反转、原点搜索(熟悉掌握原点搜索的几种不同方式的区别和设置)、绝对位置正反转、自动往复走等功能。通过以上功能掌握SPED/INI/PLUS/PLS2/ACC等指令的使用。
(2)、串口通信功能(重点掌握)包括:串口通信原理、接线、端口定义。PLC与触摸屏连接、PLC与PLC连接、PLC与电脑连接、PLC与温控器/变频器等连接、PLC与第三方设备连接。根据以上的几种连接,掌握NT-LINK/PC-LINK/HOST-LINK/TOOLBUS/串口网关/RS-232C(无协议)等通信方式。学会与不同设备通信时连接线的制作。
(3)、以太网通信功能(重点掌握)包括:以太网通信原理,IP地址的作用和设置,了解TCP和UDP方式的差别,了解路由表的作用,学会制作路由表。掌握CP1W-CIF41、CJ1W-EIP21、CJ1W-ENT21等以太网模块的使用,了解OMRON FINS指令的通信和CJ1W-EIP21数据共享功能。
(4)、高数计数功能包括:接线,旋转编码器的原理及使用,PLC的高数计数设置,高数计数的几种不同方式的原理及使用,高数计数中断功能,比较表登录比较等。
(5)、模拟量功能包括:了解数模转换和模数转换,平均值功能,峰值功能和谷值功能等。知道电流与电压的差异,懂得如何接线等。
(6)、中断功能包括:中断原理及作用。区分定时中断、外部I/O中断、高数计数中断、输入中断。
二、中型CJ系列
1、了解CPU及各种模块硬件构成
(1)、CPU模块包括:CJ1M/CJ1G/CJ1H以及CJ2M/CJ2H这几个系列CPU的功能,硬件结构,特点等。
(2)、了解其它各种模块的作用包括:I/O输入输出单元(CJ1W-ID211/261和CJ1W-OD211/261)、以太网模块(CJ1W-ETN21/CJ1W-EIP21)、位置控制单元(CJ1W-NC113/213/413/133/233/433)、模拟量输入单元(CJ1W-AD041/081)、模拟量输出单元(CJ1W-DA041/081)等。
2、控制功能(1)、伺服控制主要掌握CJ1W-NC413的功能。包括:控制原理、接线、直接操作、存储器操作、学会CX-Position软件的使用。
(2)、网络控制主要掌握以太网控制和DeviceNet控制功能。以太网包括:CJ1W-ETN21与CJ1W-EIP21的差异、以太网通信原理、以太网通信特点、了解OMRON FINS通信功能(掌握SEND/RECV/CMND等指令的使用)、了解CJ1W-EIP21的数据共享功能(掌握Network Configurater软件的的使用)。DeviceNet包括:CJ1W-DRM21模块的使用及接线、OMRON DeviceNet从站的数据共享配置、其它厂家DeviceNet从站的数据共享配置。
(3)、串口通信主要掌握CJ1W-SCU21/31/41模块的使用。了解协议宏功能以及CX-Protocol软件的使用。
(4)、模拟量控制主要掌握CJ1W-AD041/081和CJ1W-DA041/081模块的使用。
3、编程
(1)、了解CJ系列的I/O及内存分配
(2)、学会创建I/O表
(3)、掌握梯形图编程、功能块的使用、SFC顺序功能图编程、ST语言编程。
三、实验
(1)、触摸屏连接PLC实验;
(2)、高数计数和中断功能实验;
(3)、模拟量控制变频器程序的编写与测试;
(4)、RS485通信方式控制变频器的程序编写与测试;
(5)、DeviceNet通信的实验;
(6)、小型PLC与CJ内置脉冲控制的动手实验;
(7)、NC单元的脉冲控制功能的动手实验;
(8)、PC-Link通信实验;
(9)、串口无协议通信TXD、RXD指令程序的编写与测试;
(10)、以太网通信SEND/RECV/CMND指令程序的编写与测试;
(11)、温控器与PLC通信实验。
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