基于FX3U和觸摸屏的三軸伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

自動(dòng)控制2018年第4期基于FX3U和觸摸屏的三軸伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(廣東石油化工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，廣東茂名525000)通過(guò)連接MR-J3系列通用交流伺服驅(qū)動(dòng)器和WEINVIEWMT8000系列人機(jī)界面，設(shè)計(jì)出一款經(jīng)濟(jì)實(shí)用的三軸伺服控制系統(tǒng)。分析了系統(tǒng)硬件組成及接線過(guò)程，并進(jìn)行了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)和觸摸屏監(jiān)控界面編輯設(shè)計(jì)。經(jīng)實(shí)際測(cè)試duction.TransactionsoftheAmericanNuclearSocieprocessfaultdiagnosisAnosisMethodUsingUnsupervisIndustrialElectronics,2016,63(5)ZHAOGQ,ZHANGGH,GEQQ,etal.Researchad-vancesinfaultdiagnosisandprognosticbasedondeeplearning[C]//PrognosticsandSystemHealthManage-mentConference,2017:1-6.tractionanddiagnosismethodbasedondwork[J].ChineseJournalofScientificInstrument,KEERQINHU,QIG,TSAIWT,etal.Fault-Diagnosis1控制系統(tǒng)構(gòu)成開關(guān)量控制輸出X軸伺服電機(jī)伺服電機(jī)100kHz定位功能(晶體管輸出型),使用基本單元三軸伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)，輸出形式為脈沖+方它配備分辨率為262144脈沖/轉(zhuǎn)絕對(duì)位置編碼器2三軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)FX?u-16MT基本單元、FX2N系列PLC的16點(diǎn)數(shù)字輸出模塊FX2N-16EYT和16點(diǎn)輸入擴(kuò)展模塊表1。其中X軸脈沖輸出Y0,方向信號(hào)Y4;Y軸脈沖輸出Y1,方向信號(hào)Y5;Z軸脈沖輸出Y2,方向信號(hào)Y6,將擴(kuò)展模塊3個(gè)輸出口Y21～Y23和3個(gè)輸入口X31～Y33,與伺服驅(qū)動(dòng)器相應(yīng)功能端口相連接，通過(guò)PLC相應(yīng)控制指令就可以讀取絕對(duì)位置值和定位驅(qū)動(dòng)控制。圖2是PLC與X軸伺服驅(qū)動(dòng)器連接圖，X、Y軸與驅(qū)動(dòng)器的連接可參考表1實(shí)現(xiàn)。Y軸Z軸脈沖串方向PLC輸出控制脈沖和方向信號(hào)，伺服驅(qū)動(dòng)器將MR-J3系列伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置包括基本設(shè)定參數(shù)、增益濾波器參數(shù)和擴(kuò)展設(shè)定參數(shù)的設(shè)定。本系統(tǒng)為位置控制模式，只需設(shè)定基本設(shè)定參數(shù)(PA00～PA19),如表2,主要的參數(shù)有控制模參數(shù)NO.電子齒輪分子(指令輸入脈沖倍率分子)電子齒輪分母(指令輸入脈沖倍率分母)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩限制反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩限制編碼器輸出脈沖PLC定位控制程序包含設(shè)定用的程序、執(zhí)行定間等(速度與時(shí)間項(xiàng)目)參數(shù)的設(shè)定和近點(diǎn)信號(hào)邏標(biāo)志位)的設(shè)定等程序，主要是通過(guò)程序?qū)Χㄎ还χ?、絕對(duì)/相對(duì)位置定位、定點(diǎn)定位等功能。也可以使用PLC內(nèi)置TBL表格定位功能，預(yù)先通過(guò)GXDeveloper軟件在定位表格中設(shè)定各脈沖數(shù)和頻率，實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜移動(dòng)定位任務(wù)，簡(jiǎn)化程序編寫。3.2人機(jī)界面設(shè)計(jì)首先在電腦上安裝觸摸屏EB8000軟件，點(diǎn)擊程界面，建立新的項(xiàng)目文件，選擇好機(jī)型和顯示模式，設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，包括選擇PLC類型和通訊參數(shù)的設(shè)置，完善多個(gè)監(jiān)控界面的編輯設(shè)計(jì)與各元件布置，選擇各元件正確的屬性，建立與PLC相應(yīng)輔助繼電器、數(shù)據(jù)寄存器等的鏈接，然后進(jìn)行程序的編輯保存、編譯，最后模擬運(yùn)行，調(diào)試正確后把程序下載到觸摸屏8]。通過(guò)設(shè)計(jì)編制精美的觸摸屏操作面板，可在線對(duì)系統(tǒng)各項(xiàng)工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)置、修改和監(jiān)視，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。本系統(tǒng)監(jiān)控界面的編輯設(shè)計(jì)，可以根據(jù)系統(tǒng)工藝和控制要求，設(shè)計(jì)多個(gè)操控界行相應(yīng)調(diào)試處理的信息界面，進(jìn)行系統(tǒng)有關(guān)工藝參數(shù)的參數(shù)設(shè)置界面，能對(duì)伺服定位程序有關(guān)輔助繼器進(jìn)行賦值、自動(dòng)運(yùn)行的啟動(dòng)與停止等功能的運(yùn)行界面，其中圖3是手動(dòng)監(jiān)控界面，界面含有X、Y、Z三軸的實(shí)時(shí)位置的顯示、手動(dòng)移動(dòng)操作按鈕和手動(dòng)回零按鈕。介紹了利用三菱PX3U內(nèi)置獨(dú)立3軸定位功能和MR-J3系列伺服驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)的三軸伺服控制系統(tǒng)，配備MT