基于三菱PLC伺服平臺設計

1、無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）說明書目錄摘要2第一章 緒論291.1 PCL簡介291.2 PLC 的基本結構291.3 PLC 的工作原理311.4 PLC 特點321.5PLC的應用領域335.1 PLC國內外應用發(fā)展狀況35第二章 PLC 控制系統(tǒng)設計原則和設計步驟362.1 設計原則362.2 設計步驟36第三章 三菱PLC網(wǎng)絡化控制383.1MELSECNET/H網(wǎng)絡383.2. cc一L1nk現(xiàn)場總線413.3三菱PLC 的優(yōu)點42第四章 基于三菱 PLC 的伺服平臺控制系統(tǒng)設計434.2伺服電機 PLC 控制系統(tǒng)硬件設計444.2.1 控制系統(tǒng)主要設備選型444.2.2 PLC

2、 控制系統(tǒng)輸入輸出分配表444.2.3 控制系統(tǒng)電氣原理圖設計454.3 伺服驅動器參數(shù)設置454.4 伺服電機 PLC 控制系統(tǒng)軟件設計464.4.1 觸摸屏畫面設計464.4.2 PLC 主要控制程序設計464.5測試系統(tǒng)的搭建474.5.1系統(tǒng)搭建474.6三菱PLC軟件編程48總結與展望54總結54展望54參考文獻54致謝55摘要：本論文基于三菱plc，伺服平臺設計系統(tǒng)設計，控制系統(tǒng)的電氣原理圖設計、觸摸屏控制界面的制作，伺服驅動器的參數(shù)設定，PLC的程序設計等詳細說明。PLC直接控制伺服電機，表明系統(tǒng)結構簡單、運行可靠、擴張性強、具有更好的實用價值。緊接著，它提出了基于PLC的三菱伺

3、服控制系統(tǒng)設計，并通過一系列測試以證明該系統(tǒng)具有穩(wěn)定、定位精度和廣泛的兼容性。關鍵字：三菱 PLC；伺服電機；定位控制Abstract：This paper designs a servo platform design system based on mitsubishi PLC, and introduces in detail the electrical schematic design of the control system, touch screen control interface making, servo driver parameter setting, PLC pr

4、ogram design and so on. The practice shows that direct control of servo motor by PLC has the advantages of simple system structure, reliable operation, strong expansibility and good practical value. Then, the mitsubishi servo control system design based on PLC is proposed. Finally, through a series

5、of tests, it is proved that the system has a stable operation, high positioning accuracy and wide versatility.Keyword：Mitsubishi PLC; Servo motor; Positioning control第 1 頁 共 31 頁第1章 緒論PLC是一種傳統(tǒng)的繼電器接觸器技術和計算機技術的結合，具有可靠性高，抗干擾能力強，很高的靈活性和通用性，強大的網(wǎng)絡通信功能等特點，操作無故障率比較低，可以持續(xù)工作幾萬,甚至幾十萬小時不損壞，所以在工業(yè)控制方面，它有一個繼電器控制或通

6、用計算機無法比擬的優(yōu)勢?？紤]到現(xiàn)場交通控制環(huán)境可能會遇到各種惡劣天氣和電磁干擾等因素，本文以PLC為控制核心，設計三菱伺服平臺。1.1 PCL簡介PLC是可編程邏輯控制器，也可以被稱為程序控制器，是伴隨著計算機技術、自動控制技術、通信技術的產生與不斷的發(fā)展中誕生的下一代工業(yè)控制器。國際電工委員會(IEC)生成的可編程控制器已經(jīng)在標準草案中定義了PLC，即：可編程邏輯控制器是被設計成應用于工業(yè)環(huán)境并以數(shù)字方式工作的電子系統(tǒng)。PLC系統(tǒng)使用的內存，程序記憶手段、邏輯運算、時機、計數(shù)等面向的用戶動作命令執(zhí)行，并根據(jù)數(shù)字或模擬輸入/輸出方式的種種的種類的機械或制造工藝控制程序功能的內部可能擁有。PLC

7、及相關外部設備被設計為能夠容易地與產業(yè)控制系統(tǒng)協(xié)同地擴展功能的原則。plc的基本設計思想是對于繼發(fā)電-機器的接觸控制系統(tǒng)操作方便、簡潔易懂，價格便宜等優(yōu)點的保留與發(fā)展，而且電腦的有完善的功能，靈活多變的應用方式，通用性強等優(yōu)點。這個思想為基礎，采用了PLC設計標準，GM的控制器硬件，控制對象的連接，方便了，但根據(jù)實際控制的對象和要求，利用外圍設備更好的控制程序寫入編纂了控制器改變用戶的存儲器，區(qū)內的內容，可以通過修改程序實現(xiàn)方便靈活滿足根據(jù)需要控制功能的應用對象。20世紀70年代中期以后，計算機網(wǎng)絡技術、半導體技術、微處理技術的不斷發(fā)展，PLC的中央處理裝置，開始廣泛用到微型處理器中，大規(guī)模集

8、成電路規(guī)模也進入了其輸入輸出和周邊電路的使用中，除了plc邏輯判斷功能以外，還可以執(zhí)行數(shù)據(jù)處理、通信的網(wǎng)絡、PID的調節(jié)、故障的診斷和生產相機的DCS監(jiān)控等功能。1.2 PLC 的基本結構PLC一般由主機、擴展機和外部設備組成，主機是必不可少的，其他部件可根據(jù)需要適當配置。主機通常CPU、內存、對應的I / O單元,通信端口和電力供應,擴大單位主要是I / O單元、接口模塊、電源模塊、所需的電纜連接的主機,等等,最基本、最常見的外部設備是程序員,除了可編程終端,打印機、條形碼掃碼機器等。個人計算機從它的制作、編寫、修改、調試等多個角度來看，個人計算機也可以當作是PLC的外部設備了。增加和改進P

9、LC的配置，將擴大和加強PLC的功能，PLC的功能是由其配置決定的。PLC通過它自身結構形態(tài)的不同，能夠分類為集體型(也稱為箱式)和復合型(也稱為模型化)這兩種。中央處理器(CPU)、內存、輸入/輸出單元、電源、通訊端口，I/O擴張端口等被集中在一個箱子形成了主機，這就是PLC的整體特征組成的一部分，它總的體積小，結構也偏于簡單，用于比較小的模式應用。整體PLC主機組成如圖所示：PLC的主要結構是使CPU單元,輸入設備,輸出設備,智能I / O模塊,通信單元電路板或模塊,使用時只要所需的模塊插入踢腳板,通過踢腳板總線,所以模塊相互連接。包含CPU的單元稱為CPU模塊，其他的稱為擴展模塊。中型P

10、LC和大型PLC經(jīng)常結合使用。由于組合PLC系統(tǒng)配置靈活，一些小型機器也采用這種結構。如圖：1.3 PLC 的工作原理PLC的工作原理和計算機基本上是差不多的。都要通過執(zhí)行用戶的程序才可以實現(xiàn)控制的任務。但是，可編程控制器是一種串行工作方式：通電后，為了使可編程控制器的輸出能夠立即響應各種輸入信號，可編程控制器首先需要執(zhí)行內部硬件和資源的若干初始化操作。在初始化后，系統(tǒng)反復執(zhí)行輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出更新等任務。這個循環(huán)叫做掃描。如圖所示。1、系統(tǒng)的初始化PLC 通電后，要進行對變量存儲器區(qū)、I/O 映像區(qū)數(shù)據(jù)的清除處理，同時檢查I/O 模塊與 PLC 的連接、復位所有定時器等。2、 輸入

11、數(shù)據(jù)的采樣在讀取輸入數(shù)據(jù)的階段，PLC通過掃描的方式依次讀取所有外部輸入電路的開/關數(shù)字量狀態(tài)和數(shù)據(jù)存儲，另外，將它存儲在與單獨設置在存儲器中的區(qū)域相對應的區(qū)域中。該區(qū)域分別被稱為輸入圖像寄存器和輸出圖像寄存器，其存儲輸入信號和輸出信號的狀態(tài)以及數(shù)據(jù)。當外部輸入電路被關斷或關閉時，相應的輸入圖像寄存器在梯形圖中的相應觸點狀態(tài)被關斷或關閉時變?yōu)?或1。使得梯形圖中對應觸點呈現(xiàn)出態(tài)斷開或閉合的狀態(tài)。3. 執(zhí)行用戶的程序PLC的用戶程序一般是通過梯形圖指令或言語指令等來構成的。PLC用戶程序的執(zhí)行階段，除非掃描的跳轉命令被執(zhí)行之外，PLC經(jīng)常從第一個命令開始，按順序掃描用戶程序，按照對應的動作邏輯條

12、件,按照命令結束之前應對圖像寄存器動作結果保存。在接收到終止指示時，CPU檢查系統(tǒng)智能模塊是否需要服務。在具有一個掃描周期的用戶程序的執(zhí)行階段中，輸入圖像寄存器的狀態(tài)和數(shù)據(jù)沒有改變。即使外部輸入狀態(tài)在該時段期間改變，也只能在下一個掃描時段中的輸入采樣階段更新輸入圖像寄存器中的狀態(tài)和數(shù)據(jù)。這樣，輸入/輸出狀態(tài)和數(shù)據(jù)通過I/O映像寄存器訪問，而不是直接讀寫實際的I/O點。這樣，系統(tǒng)運行更穩(wěn)定，程序執(zhí)行速度更快，靈活性更好。4. 輸出刷新掃描用戶程序執(zhí)行完成后,可編程序控制器根據(jù)I / O圖像對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)捷敵瞿K和刷新輸出鎖存器電路,信號同時相應的硬件繼電器觸點輸出模塊驅動的行動,比如輸出

13、的映像寄存器處于I狀態(tài)，繼電器線圈中的電流，控制常開觸點立即關閉，外部負載的電源被切斷后，控制器開始工作；相反，如果輸出圖像寄存器為處于O的狀態(tài)，那么外部負載將斷電并且停止工作。通常來看，PLC的掃描周期中包含自我診斷、通信等。PLC的自動診斷測試定期地檢查用戶程序的存儲器整合性、E2PROM、模塊I/O和總線I/O的狀態(tài)、監(jiān)視計時器的復位等。在通信信息處理階段，處理器處理通信端口接收的信息，將在適當?shù)臅r候將信息傳輸給通信請求者。1.4 PLC 特點PLC主要特點有:a)可靠性高,抗干擾能力強較高的可靠性是電氣控制器的主要性能。PLC采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的制造工藝，內部電路采用

14、先進的防干涉技術，具有非常高的可靠性。比如三菱電氣PLC的平均不發(fā)生故障的時間為已經(jīng)達到了30萬小時以上，設計壽命為10年。很多使用冗余CPU的一些PLC的平均無故障時工作間會更長。從PLC的外部電路，PLC的使用構成控制系統(tǒng)，用來和差不多規(guī)模的繼電器的接觸器系統(tǒng)相比較而言，電器遙控接線系統(tǒng)，已經(jīng)減少道路數(shù)千分之一，缺點被大幅度地削減。另外，在具備硬件故障自我檢測功能的PLC中，能夠及時地得到對故障的警告消息。在應用軟件中，能夠將用戶編程到能夠向外圍設備編程的故障自我診斷程序中，除了PLC之外，系統(tǒng)內的電路或裝置也能夠得到故障自我診斷保護。b)配套齊全,功能完善,適用性強到目前為止，PLC已經(jīng)

15、開發(fā)并形成了大型、中型和小型的不同規(guī)模的系列性的產品。它可以在所有尺寸的工業(yè)控制情況下使用。除了邏輯處理功能之外，現(xiàn)代PLC還具有很強的數(shù)據(jù)處理能力，可以在多個數(shù)字控制字段中使用。近年來，PLC生產了許多功能單元，允許PLC進入各種工業(yè)控制，如位置控制、溫度控制、CNC控制。隨著PLC通信能力的提高和人機界面技術的發(fā)展，PLC已經(jīng)很容易地組成不同的控制系統(tǒng)。c)這個系統(tǒng)的設計，設計工作量很小，很容易維護，很容易改造和重建。PLC用存儲邏輯取代了電線接線的邏輯，大大減少了控制設備的外部控制線，大大減少了管理系統(tǒng)的開發(fā)和建設周期，以方便其維護修理。更重要的是，為了改變生產過程，在同一個設備上修改程

16、序是可能的。它適合許多品種和小批量生產過程。d)小尺寸，輕重量，低能耗對于一個非常小的PLC，如歐姆龍SRMIPLC，最小的尺寸小于100對，重量為1509，能耗僅為3.5瓦。由于其體積小，在機器內部容易加載，PLC是機械集成實現(xiàn)機電一體化的理想控制裝置。1.5 PLC的應用領域范圍PLC以廣泛應用于各行業(yè),使用情況一般分為以下幾類：(l)運動控制PLC可以在控制圓周運動或線性運動中運用。由于控制機制的設置，I/O開關模塊以前直接用于連接位置傳感器和執(zhí)行器，現(xiàn)在通常使用專用的運動控制模塊。一個單軸或多個軸的位置控制模塊，可以驅動步進引擎或伺服器。世界上幾乎所有主要的PLC產品都有運動控制功能，

17、廣泛應用于各種機器、機床、機器人、電梯等。(2)過程控制過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的關閉。作為工業(yè)控制計算機，PLC可以編制各種控制計算程序，完成關閉，破壞控制。PID調節(jié)是在一般的封閉型控制系統(tǒng)中使用較多的調節(jié)方法。大中型的PLC都有PID模塊，目前許多小型的PLC也具有這種功能，一般用于處理專用的PID模塊。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合十分廣泛地應用。(3)交換量的邏輯控制這是plc最基本、最廣泛的應用領域,它是傳統(tǒng)的接力電路代替,實現(xiàn)邏輯控制、順序控制,使用單一的設備的控制,又可以多機群控制和自動化的管道。主要有機械、鉆床、包裝線、注射器、印刷機、訂書機、鍍金

18、流水線等。(4)模擬控制在工業(yè)生產過程中，有許多連續(xù)變化的量，溫度、壓力、流量、液體位和速度都是模擬量。為了使得可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量(模擬數(shù)字)和數(shù)字量(數(shù)字)的A/ D轉換和D /A轉換。PLC供應商制造A/D和D/A轉換模塊集，并使用可編程控制器以控制模擬量。(5)數(shù)據(jù)處理PLC在數(shù)學運算(含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉換、排序、查表等作用?？梢赃M行數(shù)據(jù)的收集、分析、處理，可以完成。這些數(shù)據(jù)與存儲在存儲器中的參考值相比較，可以完成一定數(shù)量的控制操作，并且可以利用通信功能發(fā)送至另一智能裝置，或打印映射。數(shù)據(jù)處理一般是大控制系統(tǒng)，如，無人柔性制造系統(tǒng);還可

19、以用于造紙、冶金、食品工業(yè)等過程控制系統(tǒng)。(6)通信網(wǎng)絡PLC通訊包括PLC與PLC之間的通訊等智能設備的通訊。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡的發(fā)展非常迅速，PLC的制造商非常重視PLC的通信功能，紛紛推出了自己的網(wǎng)絡系統(tǒng)。最近生產的PLC具有通訊接口，通訊非常方便。5.1 PLC國內外應用發(fā)展狀況1968年，美國通用汽車公司（GM）發(fā)布了更換電氣控制器的請求，次年，美國數(shù)字設備公司（DEC）首次開發(fā)了plc=0。由于微處理器的出現(xiàn)，最初的PLC（70年代后期）發(fā)生了很大的變化。在美國、日本和德國，我們開始采用微處理器作為PLC的中央處理單元（PLC）。這大大增強了PLC的功能。軟件方面

20、增加了算術運算、時間計算、計數(shù)等功能，增加了算術、數(shù)據(jù)處理、傳輸、通信、自診斷等功能。除了保留現(xiàn)有的開關模塊外，還增加了模擬模塊、遠程I/0模塊和各種特殊功能模塊。增加存儲器的容量以增加邏輯控制器的數(shù)量，并提供恒定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器以擴展PLC的范圍。80年代中期到90年代，PLC發(fā)展最早，增長率保持在30-40%左右。這一階段的另一個特點是，世界上生產可編程控制器的國家數(shù)量與日俱增，產量與日俱增，微處理器的市場價格大大降低，而每種PLC的微處理器的這種增長都采用了PLC硬件軟件的特點，大大增強了ED和成本性能顯著提高。20世紀末，程序控制器的發(fā)展已經(jīng)適應了現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模出發(fā)，研制了

21、大型機械和微型機械。從控制能力上，產生了壓力、溫度、轉速、位移等各種控制的特殊功能單元。各種人機界面單元和通信單元都是從產品的組合能力中誕生的。安裝集更簡單。目前，可編程控制器已在機械、石化、冶金、汽車和輕工業(yè)領域得到發(fā)展。在新的21世紀，PLC將朝著高速、高智能化、大容量的方向發(fā)展，網(wǎng)絡將有更大的發(fā)展，隨著品種的增加，國際通用編程語言的出現(xiàn)，PLC的應用將會越來越普及。我國可編程控制器的引進、應用、研究和生產始于改革開放。可編程控制器最初廣泛應用于進口設備。然后在各企業(yè)的生產設備和產品中不斷擴大PLC的應用。隨著我國現(xiàn)代化進程的不斷深入，PLC在我國將有更廣泛的應用。第二章 PLC 控制系統(tǒng)

22、設計原則和設計步驟2.1 設計原則1. 當設計PLC控制系統(tǒng)時，應最大限度地考慮并滿足被控制的控制要求。設計前要深入現(xiàn)場調查分析，收集數(shù)據(jù)，制定電氣控制方案。設計人員不應忽視與機械零件設計人員和設備操作人員的討論與合作，應與他們共同制定并解決設計調試中的各種問題。2. 在滿足控制要求的前提下，控制系統(tǒng)配置應簡單、經(jīng)濟、方便、操作、安全可靠。3.考慮到生產過程的改進和發(fā)展會引起控制要求的變化，PLC在設計時要選擇合適的容量，而且要保留一定的余量以防萬一。2.2 設計步驟PLC 的應用系統(tǒng)的設計與調試過程的通常步驟如圖所示，主要包括以下幾個基本步驟：1、控制要件分析控制和分析控制對象的功能，以及對

23、工程條件的要求的系統(tǒng)的基本方法。在控制過程中理解非周期，如果是周期的，完成的動作等，需要注意是否應該監(jiān)督，結果顯示，報警的量，是什么需要必要的保護措施，是否有必要和聯(lián)鎖故障診斷等。2.確定I/O裝置并且執(zhí)行PLC草案。要求根據(jù)被控對象的控制輸入的確定必要的裝備，一般常用的也控制開關、按鈕、傳感器等、輸出設備，一般常用的是，繼電器、接觸器、電磁閥等，根據(jù)招聘了i / o設備的類型和數(shù)量統(tǒng)計plc的i / o判定，需要適當?shù)膒lc類型，存儲器容量的i / o模塊和電源模塊等。3、分配PLC的I/O點明確PLC的各個輸入點、各個輸出點和各個輸出執(zhí)行部的對應關系，繪制PLC的輸入I/輸出O分配表或者輸

24、入/輸出端子的布線?？删幊炭刂破鲬孟到y(tǒng)的程序設計接著變?yōu)榭赡堋?、PLC應用程序設計更復雜的控制系統(tǒng)時,控制過程分為幾個階段,不同階段之間的聯(lián)系及各階段的功能決定條件,系統(tǒng)控制流程圖的繪制,并說明動作的順序和條件,最后制定了計劃,設計梯形圖。編制好程序后,可以先利用軟件進行模擬調試,測試并排除出現(xiàn)的錯誤、使編寫的控制程序能基本實現(xiàn)控制要求,為聯(lián)機調試打好基礎、縮短聯(lián)機調試的周期。對于簡單的控制系統(tǒng)可省去畫控制流程圖這一步。5、連機調試在前面這些步驟及現(xiàn)場施工完成后,就可以進行 PLC 與現(xiàn)場設備的連接調試。如果控制系統(tǒng)是由幾部分組成的或步驟較多,在聯(lián)機調試的過程中,可以按照先局部、分段、后整

25、體連調的方法,逐一排除問題和不足,直至程序完全的符合控制要求。另外,程序聯(lián)機調試完,必須運行一段時間、經(jīng)過實踐的考驗,才能確認程序是否達到控制要求。6、制作技術文件。這個工作指的是，控制系統(tǒng)的安裝，動作說明書的制作，裝置清單和系統(tǒng)的文檔的整理，保存程序。第三章 三菱PLC網(wǎng)絡化控制3.1MELSECNET/H網(wǎng)絡三菱網(wǎng)絡控制按照國際互聯(lián)網(wǎng)工廠內部管理控制網(wǎng)工生產線內現(xiàn)場，總線控制網(wǎng)三層網(wǎng)絡模式組態(tài)，最上層為信息網(wǎng)，中間是控制層網(wǎng)絡，最下面是設備層網(wǎng)絡，如圖所示：在某種意義上將以態(tài)網(wǎng)細分為控制器網(wǎng)MELSECNET/H，和生產線內現(xiàn)場總線CC一Link，起到網(wǎng)絡橋接作用。工廠內部控制器管理網(wǎng)采用

26、三菱公司專用的MELSECNET/H，它通過使用高速通信和大容量的鏈接軟元件，可以實現(xiàn)在控制設備之間實時傳輸和機械設備運行參數(shù)相關的數(shù)據(jù)。MELSECNET/H網(wǎng)具有以下獨特的優(yōu)點:(l)實現(xiàn)了高速通一訊系統(tǒng)(a)MELSECNET/H能夠以25MbpS和IOMbPs的通訊速度進行高速通訊(25Mbps只用于QJ7lLPZ一25光纖環(huán)路系統(tǒng))。(b)通過使用專門為鏈接設計的處理器,鏈接掃描時間更快。(c)通過多路傳送,光纖環(huán)路系統(tǒng)能夠更快速地進行數(shù)據(jù)通訊。(2)大規(guī)模和靈活的系統(tǒng)配置(a)鏈接軟元件具有較大容量:16384點用于鏈接繼電器(LB)!16384點用于鏈接寄存器(LW)。(b)現(xiàn)在

27、每個站的鏈接點數(shù)可以設置成最高2000字節(jié)。(c)向其它站傳送和接收數(shù)據(jù)的命令能夠傳送和接收最高960個字的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)可以擴展到最多包含239個網(wǎng)絡。(d)通過使用交互鏈接數(shù)據(jù)傳送功能，不用創(chuàng)建順控程序，數(shù)據(jù)就可以傳送至另外的網(wǎng)絡。(e)通過安裝多個網(wǎng)絡模塊，可以使用路由功能，把PLC作為中繼站，與八個網(wǎng)絡系統(tǒng)上的目標站進行N:N通訊(瞬時傳送)。(3)提供各種各樣的通訊服務(a)通過指定接收站的通道號(1至64)可以進行瞬時傳送。(b)通過使用低速循環(huán)傳送功能，能夠循環(huán)發(fā)送不需要以成批模式高速傳送的數(shù)據(jù)。(c)上位站的CPU模塊的中斷順控程序可以使用事件發(fā)布功能起動。該功能減少了系統(tǒng)的響應時

28、間并處理實時數(shù)據(jù)接收。(4)擴展了RAS功能(a)通過使用控制站開關功能，如果網(wǎng)絡的控制站宕機，正常站代替控制站，能夠繼續(xù)網(wǎng)絡通訊。(b)當故障站恢復并可以重新起動正常運行時，它使用自動返回功能自動返回網(wǎng)絡重新起動數(shù)據(jù)通訊。(c)因為通過自動返回控制，宕機的控制站可以返回到網(wǎng)絡作為正常站，所以網(wǎng)絡停止時間縮短了。(d)通過使用環(huán)路回送功能(光纖環(huán)路系統(tǒng))，能夠通過斷開故障區(qū)(諸如電纜斷開、故障站等的網(wǎng)絡部分)繼續(xù)運行站間的數(shù)據(jù)傳送。(e)通過使用站分離功能(同軸總線系統(tǒng))，即使由于斷電等原因而造成某此連接站宕機，也可以在其它運行站中繼續(xù)正常通訊。(f)當由于斷開等原因而使正常網(wǎng)絡中發(fā)生錯誤時，

29、如果每個PLCCPU(雙結構網(wǎng)絡)安裝了兩個網(wǎng)絡模塊，即正常使用的模塊和待機模塊，可以通過切換到待機網(wǎng)絡外的鏈接,數(shù)據(jù)刷新繼續(xù)數(shù)據(jù)鏈接。(g)即使在系統(tǒng)運行時發(fā)生停止CPU模塊的錯誤,網(wǎng)絡模塊也可以繼續(xù)瞬時傳送。(h)能夠檢查發(fā)生瞬時錯誤的時間。(5)增強了網(wǎng)絡功能并使網(wǎng)絡功能具有更大的兼容性。(6)提高了與Q系列GX Developer組合的網(wǎng)絡配置的容易程度。3.2. cc一L1nk現(xiàn)場總線控制和信息處理融合了的現(xiàn)場總線CC一link，是一種省線、信息化網(wǎng)絡不僅提供臨時性的高度、分散控制、智能設備通信功能，而且還與現(xiàn)場許多設備廠商密切合作，提供開放的環(huán)境。與普通總線相比，具有以下獨特特征。

30、(l)系統(tǒng)配置:一個主要站可以連接遠程I/0站以及遠程設備站!本地站!后站臺站!包括智能機器局在內共有64個車站。(2)通信速度快、距離遠：CC一Link達到了行業(yè)中最高的通信速度(10Mbit/S)，可確保需高速響應的傳感器輸人和智能化設備間的大容量數(shù)據(jù)的通信。(3)CC一Link站的類型如表l一1所示:(4)鏈接因素:各CC link鏈接系統(tǒng)共得到4096點的比特,合計512點的沃德數(shù)據(jù)組合的循環(huán)通信，并通過這些鏈接的要素，遠程i /模擬模塊、接口轉換器等的FA設備產品和高速通信成為可能。(5)循環(huán)通信方式:CC Link鏈接系統(tǒng)中,主站，本站的循環(huán)數(shù)據(jù)區(qū)域，在各自的遠程i /o遠程設備局

31、、智能設備、空間站對應,遠程輸入輸出及遠程、寄存器的數(shù)據(jù)將被自動更新。(6)高速鏈路掃描:能夠通過僅在主系統(tǒng)和遠程I/O站中設置遠程I/O網(wǎng)絡模式來縮短鏈路掃描時間。(7)瞬時傳送通信:除了自動更新的環(huán)形通信外，CC- link瞬時傳輸系統(tǒng)能夠由主站、本地站、智能裝置站發(fā)起，并且能夠進行以下處理:l)某一PLC站可以讀寫出另一PLC站的軟元件相關數(shù)據(jù)；2)主站PLC對智能設備站讀寫數(shù)據(jù)；3)能夠用GXDeve1Oper軟件對其他PLC站的程序進行讀寫數(shù)據(jù)或監(jiān)控；4)上位的個人計算機等設備可以來讀寫一臺PLC站內的軟元件數(shù)據(jù)資料。(8)備份主函數(shù):當主程序發(fā)生異常時，備份主程序將接管主程序，啟用

32、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)鏈接繼續(xù)。(9)中繼器:CC - L1nk系統(tǒng)配備多種中繼器，不降低通信速度，擴展通信距離,最長可達13.2km。(10)自動CC一Link啟動:在只有主站和遠程I/0站的系統(tǒng)中,如果不設定系統(tǒng)參數(shù),當接通電源時,也可自動開始數(shù)據(jù)鏈接。(11)遠程設備站初始設定功能:使用GX Developer軟件,無需編寫順序控制程序,就可完成握手信號的控制!初始化參數(shù)的設定等遠程設備站的初始化。(12)中斷程序的啟動(事件中斷):當從網(wǎng)絡接收到數(shù)據(jù),設定條件成立時,可以啟動CPU模塊的中斷程序。因此,可以符合有更高速處理要求的系統(tǒng)。中斷程序的啟動條件,最多可以設定16個。CC一Link現(xiàn)場總線以其

33、強大的兼容性以及開放性、低噪聲高速通信速率、完備的備用主站功能、完備的RAS功能、強大的網(wǎng)絡組態(tài)功能、高可靠性、自動回復功能、預約站功能、遠程設備站初始化設定功能等幾大特性贏得了眾多企業(yè)的信賴,目前在中國許多重大的工程項目和典型設備中有大量的應用。3.3三菱PLC 的優(yōu)點國際知名PLC品牌主要包括三菱、西門子、歐姆龍等，三菱PLC除了具有通用PLC的特點外，除了具有通用PLC的多種功能外,與其他品牌相比,主要還有以下優(yōu)點:（1）性價比高與西門子PLC同功能類型相比，三菱QPLC具有價格優(yōu)勢，特別是在中小型控制系統(tǒng)的應用中，三菱PLC具有絕對優(yōu)勢，在我國中南部占有大部分市場。(2)性能好,功能強

34、大三菱PLC以速度快、響應快、性能穩(wěn)定、掃描時間短而著稱。例如三菱Q02HCPU的處理速度，輸入(LD)為34ns(納秒)，輸出(MOV)為102ns(納秒)，掃描時間可設置為0.5ms，三菱PLC可配置兩個cpu。一個是基本CPU，另一個是運動控制或過程控制CPU，專門處理數(shù)據(jù)和模擬處理。所以它在數(shù)據(jù)處理方面有很大的優(yōu)勢。此外，三菱PLC內存、數(shù)據(jù)寄存器也可以擴展，支持多達8級擴展。電源供應，CPU可以取冗余系統(tǒng)，支持在線模塊替換。在軟件方面,編程接口是友好的,它可以粘貼連接功能塊和設置參數(shù),很容易編輯控制程序,系統(tǒng)配置和調試方便,它支持在線項目的變化(西門子PLC程序編寫時,CPU必須停止

35、模式)。三菱CC - Link現(xiàn)場總線通信開發(fā)和發(fā)布較晚，其硬件和軟件基礎在行業(yè)中比較完善和先進。因此，三菱CC - Link在技術上具有獨特的優(yōu)勢，是亞洲唯一能夠與歐美競爭的現(xiàn)場總線。(3)易學好用三菱PLC編程符合亞洲人的思維方式。例如脈沖指令，三菱只需要在接觸點添加一個箭頭，西門子需要添加一個P和N，這更符合用戶的使用習慣。該程序易于理解和維護。由于三菱PLC自身的諸多優(yōu)勢，贏得了各國用戶的好評，尤其在亞洲擁有較高的市場份額。第四章 基于三菱 PLC 的伺服平臺控制系統(tǒng)設計隨著PLC技術、變頻技術和伺服控制技術的迅速普及，以步進電機和伺服電機為執(zhí)行元件的定位控制技術在工業(yè)生產中得到了越來

36、越廣泛的應用。伺服電機不僅可以實現(xiàn)精確的速度控制，還可以實現(xiàn)精確的角度(位置)控制，具有較強的動態(tài)特性1。本文采用PLC脈沖輸出端口直接控制伺服電機的運動，設計了電氣原理圖、PLC的主控制程序等，該系統(tǒng)能夠實現(xiàn)與PLC主控制器的良好對接，具有良好的生產設備實用價值。4.1伺服電機控制系統(tǒng)的組成及其控制要求本文的伺服電機控制系統(tǒng)由PLC、伺服驅動器、伺服電機、觸摸屏和一套單軸運動執(zhí)行機構組成。系統(tǒng)組成如圖1所示:控制要求：設計觸摸屏控制接口，并具備手動控制和自動控制接口。在手動控制中，按下正向或反向的按鈕，并且伺服馬達能夠在正向或反向操作。在自動控制時，按下自動按鈕，伺服控制系統(tǒng)首先回到原點，并

37、執(zhí)行多點控制，每到一點都停止1秒，反復循環(huán)。按下停止按鈕，伺服馬達就會停止。4.2伺服電機 PLC 控制系統(tǒng)硬件設計4.2.1 控制系統(tǒng)主要設備選型4.2.1.1 PLC 的選用鑒于直接控制伺服PLC,供出口,PLC類型32MT三菱薄膜晶體管。本文選擇FX3U PLC系統(tǒng)、起源和搜索功能，具有原點搜索的功能指令，并且內置獨立 3 軸最高 100KHz 的定位功能，可以同時控制 3 個軸的運動，完全滿足伺服控制系統(tǒng)的定位控制要求。4.2.1.2 三菱伺服驅動器及其電機的選用本文選用三菱mr-j3-10a伺服驅動器和配套的hf-kp13伺服電機。mrj3系列伺服執(zhí)行機構是在mrj2系列伺服執(zhí)行機構

38、的基礎上發(fā)展起來的。它們的動態(tài)響應過程更快，位置也更好?？膳cFX系列PLC、脈沖發(fā)生器、定位模塊連接。4.2.1.3 觸摸屏的選用本文選用三菱GT10系列觸摸屏，支持FA透明傳輸功能。與三菱PLC連接后，PLC程序可讀、可寫、可監(jiān)控。GT10與PLC之間的通信接口根據(jù)型號的不同可分為RS232、RS422和USB。傳輸速率可達115.2 KBPS。4.2.2 PLC 控制系統(tǒng)輸入和輸出的分配表為避免伺服執(zhí)行機構在前進或后退過程中出現(xiàn)故障，設置兩個位置開關限位保護。執(zhí)行原點回歸命令需要一個接近開關，因此需要三個輸入點。PLC的輸出信號主要是脈沖和方向信號，需要兩個輸出點。輸入和輸出點的具體分配如

39、表1所示。4.2.3 控制系統(tǒng)電氣原理圖的設計在圖2中示出了控制系統(tǒng)的電氣原理圖的設計圖。設備使用中的安全考慮執(zhí)行機構左右,為了防止元件的破損,極限開關執(zhí)行機構的兩端分別設置SQ1、SQ2,將常閉觸點接至伺服驅動器正反轉限位端口(LSP、LSN),常開觸點接至 PLC 的輸入端口。SQ3是原點開關,執(zhí)行原點回歸指令時使用。4.3 伺服驅動器的參數(shù)設置在該系統(tǒng)中，服務器驅動器在位置控制模式下運行，fx3u-32mt的Y0輸出脈沖是服務器驅動器的位置指令，Y1輸出是服務器驅動器的方向指令。采用自動增益調整模式。根據(jù)以上要求，伺服器驅動參數(shù)的設置與表2所示的一樣。4.4 伺服電機 PLC 控制系統(tǒng)軟

40、件設計4.4.1 觸摸屏的畫面設計以三菱觸摸屏為服務器控制系統(tǒng)的人機界面。手動控制畫面上設置了插件點火、反轉點火開關，與PLC輔助繼電器M0和M1相對應。自動控制界面設有會員點、啟動、靜止開關，分別與PLC輔機M2-M4相對應，并插入自動運行速度數(shù)字輸入元件，與PLC的數(shù)據(jù)存儲器D10相對應。4.4.2 PLC 主要控制程序設計4.4.2.1 原點回歸的程序設計如圖(3)所示，返回原點是由ZRN命令實現(xiàn)的。當渦輪遙控OFF /秒時，服務器的電力以原點回轉速度(頻率為12000HZ)，在原點回轉OFF /秒時停止，而在此期間，服務器的電力是在機器繼續(xù)運行速度(頻率為2000HZ)的情況下，按此指

41、令執(zhí)行M8029電機和執(zhí)行，準備了確認遠定位置的程序。4.4.2.2 多點定位控制的程序設計多點定位控制可按絕對位置命令完成DRVA，如圖(1)所示。按下啟動按鈕M3時，以D10設定的速度移動，K5500個脈沖量表示目標位置與原點位置的距離。M8029是脈沖輸出退出的信號，而不是服務器電力啟動退出的信號。因此，在連接M8029時，驅動一個定時器，在因適當?shù)难訒r而減少停留脈沖的范圍內的服務器服務器停止后，啟動定位指令，提高定位精度。.4.5測試系統(tǒng)的搭建(l)CPU選取PLCCPU選取三菱QOZHCPU，它是三菱新型PLC中一種高性能PLC，最大可控制4096(X/YO一FFF)點的輸入/輸出(

42、I/0)，主基板12插槽，支持7級擴展，和主基板在一起總共可以達到64個I/0插槽，擴展性非常好。內置的RAM存貯器存貯容量64K，可存貯文件2個，ROM存貯器存貯容量112K，可存貯文件28個，QOZHCPU與三菱專用的GxDeve10per軟件通訊傳輸速度更快。(2)模數(shù)轉換模塊選取模數(shù)轉換模塊選用Q64AD模塊，它具有4個通道，每個通道都可以選擇電壓輸入或電流輸入，我們選擇電壓信號輸入，Q64AD模塊有以下幾個特性：l)高速轉換能在80u S/通道的高速下進行轉換。2)高精度轉換過程的精度是+/-0.1%(環(huán)境溫度是2+/-5c°)3)可在線更換不用復位PLC CPU就可以在正

43、常模式和偏置/增益設置模式之間切換模塊。4)兼容性好可與多種CPU配合使用，還可采用實用程序包進行初始化設置和自動刷新設置，不需要另外編程序。4.5.1系統(tǒng)搭建利用三菱MR一JZS伺服放大器控制伺服電機，可實現(xiàn)變頻調速，MR一JZS伺服放大器與三菱PLC連接通訊。系統(tǒng)采用三菱Q64AD模塊進行模數(shù)轉換，要求接收電壓在0一5伏之間，所以此傳感器采集的電壓信號還不符合轉換要求，應采用了一級正向放大電路進行放大，放大到要求范圍。傳感器收集到的信號經(jīng)過AD轉換輸入三菱QOZHCPU進行處理，測控系統(tǒng)框圖如下：HC一SFS352伺服電機由MR一JZS伺服放大器控制變頻調速，而QD75PI定位模塊則主要控

44、制伺服電機轉動的位置，例如：設定伺服電機轉動一周發(fā)送36000個脈沖，設定起始位置的定位數(shù)據(jù)，根據(jù)以后發(fā)脈沖個數(shù)的多少可以準確了解伺服電機轉過的角度。三菱電源模塊、QOZHCPU模塊、Q64AD模塊、QD75PI定位模塊通過基板電路相連接,QOZHCPU再通過一根RS232串口線與工業(yè)計算機通信。4.6三菱PLC軟件編程PLC必須通過程序來驅動初始化，通過設置參數(shù)、命令，以實現(xiàn)基本的控制功能,，本試驗要求伺服電機要精確定位，必須首先設置一個原點，一記憶這個原點，每次開機前伺服電機要回到這個原點，無論以前是停在偏離這個原點的哪個方向。另外還要設置上下限值，伺服電機在這兩個極限間擺動。整個編程的思想與流程圖如下：把編好的PLC程序通過232串口線傳入