手輪在三菱FXPLC定位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、 所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)模式可以有3種:(1回原點(diǎn)模式;(2點(diǎn)動(dòng)(JOG 模式;(3自動(dòng)(定位模式。點(diǎn)動(dòng)(JOG 運(yùn)行模式實(shí)際上是使用了“相對(duì)定位指令”。而手輪模式與JOG 模式類似,如果要加入“手輪運(yùn)行模式”,也必須在現(xiàn)有的可以使用的指令基礎(chǔ)上加以開發(fā)。要使用手輪運(yùn)行模式必須具備下列條件:PLC 輸入接口必須能接收手輪的高速輸入脈沖,并且識(shí)別正反向脈沖,這個(gè)輸入的脈沖值就做為定位的數(shù)據(jù)。而且,隨著手輪輸入脈沖的變化,能相應(yīng)地發(fā)出“相對(duì)定位指令”或“絕對(duì)值定位指令”,使伺服電動(dòng)機(jī)跟隨運(yùn)動(dòng)。12PLC 程序的處理基于以上考慮,對(duì)PLC 程序做如下處理:(1使用FXPLC 內(nèi)部的高速計(jì)數(shù)器C251接收來自手

2、輪的脈沖信號(hào)。高速計(jì)數(shù)器C251具有雙相雙輸入,手輪的A 、B 相脈沖信號(hào)接入PLC 的兩個(gè)輸入點(diǎn),這樣能及時(shí)檢測(cè)到手輪的正反轉(zhuǎn)脈沖信號(hào),使高速計(jì)數(shù)器C251內(nèi)的計(jì)數(shù)值隨著增加或減少,而C251內(nèi)的數(shù)值正可以做為定位的數(shù)據(jù)。(2使用手輪的目的,一是為了獲得足夠慢的速度,二是為了獲得精確的位置數(shù)據(jù),為最終的自動(dòng)程序提供位置數(shù)據(jù)。因此,在手輪模式下驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)必須使用絕對(duì)值指令,這樣,通過監(jiān)視當(dāng)前值寄存器的數(shù)值就能獲得精確的位置數(shù)據(jù)。2實(shí)際接入手輪信號(hào)后遇到的問題及處理方法21手輪的輸入信號(hào)選用的手輪是帶A 、B 相脈沖的手輪,工作電壓12VDC 24VDC ,集電極開路輸出,A 、B 相脈沖信號(hào)分

3、別接入PLC 的X0,X1端。手輪的0VDC 端與PLC 輸入信號(hào)的COM 端相連。與其相關(guān)的PLC 程序如圖2。連線完畢上電后,可以監(jiān)視到C251的值隨著手輪的正反轉(zhuǎn)而變化。使用絕對(duì)值定位指令,以高速計(jì)數(shù)器C251的數(shù) 經(jīng)過實(shí)驗(yàn),這條指令(即絕對(duì)值定位指令在一次定位完成后,即使定位數(shù)據(jù)發(fā)生變化,其指令并不生效,必須重新啟動(dòng)觸發(fā)條件(X22后,該指令才重新執(zhí)行一次。這樣在用手輪給出定位數(shù)據(jù)后,還必須給出一啟動(dòng)信號(hào),電動(dòng)機(jī)才能運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)中,單獨(dú)給出一啟動(dòng)信號(hào),電動(dòng)機(jī)確實(shí)能隨手輪給出的數(shù)據(jù)運(yùn)動(dòng),但電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)一方面顯得“遲鈍”。另一方面,其速度忽快忽慢,其“遲鈍”的原因是“啟動(dòng)信號(hào)”總是在手輪停止

4、后才發(fā)出,不可避免地要出現(xiàn)“遲鈍”。這種效果不能進(jìn)入實(shí)用。那么,怎樣才能具有手輪模式的邊搖邊動(dòng)的效果呢?22對(duì)手輪運(yùn)行模式下“啟動(dòng)信號(hào)”的處理問題的關(guān)鍵是處理“啟動(dòng)信號(hào)”。由于PLC 內(nèi)的高速計(jì)數(shù)器C251表示了手輪輸入脈沖數(shù)據(jù)的狀態(tài),當(dāng)C251不等于零時(shí)表示有脈沖輸入,可以用這個(gè)狀態(tài)做為“啟動(dòng)信號(hào)”,當(dāng)定位完畢后用PLC 內(nèi)部的“定位完成標(biāo)志M8029”對(duì)C251置零。按照這個(gè)思路編制了PLC 程序,未能得到良好效果,電動(dòng)機(jī)時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)不轉(zhuǎn),也不能進(jìn)入實(shí)用狀態(tài)。那么,直接用脈沖信號(hào)做為“啟動(dòng)信號(hào)”可以嗎?從手輪的A 、B 相輸入的脈沖已經(jīng)接入PLC 的X0、X1端做為計(jì)數(shù)信號(hào),再將A 、B 相信號(hào)

5、連接在PLC 的輸入端X6、X7上用其做絕對(duì)值定位指令的“啟動(dòng)信號(hào)”,效果會(huì)怎樣呢?按此方案編制了PLC 程序如圖3 。實(shí)驗(yàn)效果是,搖動(dòng)手輪后,電動(dòng)機(jī)能隨之正反向運(yùn)動(dòng),但快速搖動(dòng)手輪時(shí),電動(dòng)機(jī)不能隨之快速運(yùn)動(dòng),有時(shí)甚至不動(dòng)。只有慢速搖動(dòng)手輪時(shí),電動(dòng)機(jī)能正常運(yùn)行。這是什么原因呢?經(jīng)過分析,其原因是當(dāng)輸入信號(hào)的頻率高到一定數(shù)值,超過PLC 程序的掃描周期時(shí),PLC 檢測(cè)不到手輪A 、B 相信號(hào)的低電平,只檢測(cè)到高電平,這樣,定位指令一直保持接通ON 狀態(tài),沒有OFF ON 的變化,所以定位指令就沒有執(zhí)行。從PLC 程序上監(jiān)視到的情況確實(shí)是輸入信號(hào)X6或X7一直保持ON 狀態(tài)。如果PLC 程序的掃描

6、周期=2ms ,輸入信號(hào)濾波延遲時(shí)間為10ms ,則允許的手輪脈沖信號(hào)頻率=1000/12,約90Hz 。實(shí)驗(yàn)中用手輪每轉(zhuǎn)發(fā)出100脈沖,在2r /s 時(shí)可以觀察到電動(dòng)機(jī)已經(jīng)不能正常運(yùn)行。23提高PLC 處理速度響應(yīng)性的方法為了提高PLC 輸入信號(hào)的響應(yīng)性,必須使用其高速輸入輸出功能,及縮小輸入信號(hào)的濾波時(shí)間。按此方案編制的PLC 程序如圖3。(1REF 指令是輸入輸出刷新指令,該指令不受程序掃描周期的影響,直接檢測(cè)輸入信號(hào)并立即輸出運(yùn)算結(jié)果。使用該指令后,情況有些改善,但效果不明顯。這是因?yàn)閽呙柚芷诘臅r(shí)間本身也很小,掃描周期不是主要因素。(2輸入信號(hào)的濾波時(shí)間是重要影響因素,輸入信號(hào)的濾波時(shí)間較長(zhǎng),所以還必須縮短輸入信號(hào)的濾波時(shí)間。一般的濾波時(shí)間為10ms ,經(jīng)過如圖3所示程序處理后,濾波時(shí)間可縮短到1ms 。經(jīng)以上處理后,輸入信號(hào)不受PLC 掃描周期的影響,輸入濾波時(shí)間僅為1ms ,綜合其他方面的影響,其響應(yīng)頻率可達(dá)到300Hz ,手輪的輸入脈沖頻率可達(dá)到300Hz 。實(shí)際實(shí)驗(yàn)時(shí),以3r /s 的速度搖動(dòng)手輪,可以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,這樣在伺服驅(qū)動(dòng)器一側(cè)再設(shè)定適當(dāng)?shù)碾娮育X輪比,就能獲得適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)運(yùn)行速度。對(duì)于由PLC 直接構(gòu)成的定位系統(tǒng)而言,這樣使用手輪就能滿足實(shí)用的機(jī)床要求了。3結(jié)