三菱PLC定位控制1
生活随笔
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三菱PLC定位控制1
小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.
內(nèi)容包括定位控制、編碼器基礎(chǔ)知識(shí),脈沖當(dāng)量與電子齒輪比,定位控制模式分析。紫色文字是超鏈接,點(diǎn)擊自動(dòng)跳轉(zhuǎn)至相關(guān)博文。持續(xù)更新,原創(chuàng)不易!
目錄:
FX PLC定位控制構(gòu)成 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 二、編碼器基礎(chǔ)知識(shí) 1、什么是編碼器 光電編碼器是一種集光、機(jī)、電為一體的數(shù)字式角度/速度傳感器。它采用光電技術(shù)將軸、角移動(dòng)信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖信號(hào),與計(jì)算機(jī)連接后可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)量和實(shí)時(shí)控制。光電編碼器具有精度高、測(cè)量范圍廣、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于交流控制系統(tǒng)中作位置和速度檢測(cè)用。 ----------------------------------------------------------- 2、編碼器的分類(lèi) 增量式和絕對(duì)式編碼器;按其運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)方式,分為旋轉(zhuǎn)式與直線式兩種。旋轉(zhuǎn)式編碼器從結(jié)構(gòu)上來(lái)看,主要有實(shí)心軸式與空心軸式兩大類(lèi)。旋轉(zhuǎn)式編碼器從脈沖與對(duì)應(yīng)位置(角度)的關(guān)系來(lái)分有增量式與絕對(duì)式兩大類(lèi)。 ------------------------------ 1)增量式編碼器 增量式編碼器工作原理 當(dāng)碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),感光元件所接受到的感光信號(hào)經(jīng)電路放大和整形后,變成了一個(gè)脈沖串輸出信號(hào)。脈沖信號(hào)輸出形式與碼盤(pán)結(jié)構(gòu)有關(guān),常用的有單脈沖輸出、A-B相脈沖輸出和差分線性驅(qū)動(dòng)脈沖輸出等。
增量式編碼器優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、可靠性高,適合長(zhǎng)距離傳輸。故被大量應(yīng)用在速度檢測(cè)與定位控制中。 增量式編碼器缺點(diǎn) (1)只能控制相對(duì)當(dāng)前位置的位移量,不能消除相對(duì) 位置本身存在的誤差,而且此誤差還會(huì)不斷地累計(jì)下去,最后使整個(gè)定位不能正常工作; (2)由于它不能檢測(cè)出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)的絕對(duì)位置,故若發(fā)生停電,哪怕是瞬間斷電,都會(huì)造成其當(dāng)前位置信息的丟失。 ------------------------------ 2)絕對(duì)式編碼器 絕對(duì)式編碼器工作原理 當(dāng)碼盤(pán)處于不同位置,由徑向排列的感光元件根據(jù)每個(gè)碼道上透光縫隙的不同會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電平信號(hào),組合成一組二進(jìn)制編碼。在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可以讀出一個(gè)固定的與位置相對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制編碼。 絕對(duì)式編碼器編碼方式 常用的碼制有純二進(jìn)制碼、格雷碼和BCD碼等。 格雷碼特點(diǎn):任何相鄰碼組之間只有一位數(shù)位變化,減少了碼組轉(zhuǎn)換時(shí)錯(cuò)碼的可能。是一種錯(cuò)誤少的可靠性編碼方式。格雷是無(wú)權(quán)碼,不能直接時(shí)行比較大小和算術(shù)運(yùn)算,必須經(jīng)過(guò)碼制轉(zhuǎn)換,變成純二進(jìn)制碼,再同上位機(jī)讀取和運(yùn)算。 絕對(duì)式編碼器優(yōu)點(diǎn) 有固定零點(diǎn),表示位置人信息代碼是唯一的,抗干擾能力強(qiáng)。停電后,位置信息不會(huì)丟失,無(wú)累計(jì)誤差等多重優(yōu)點(diǎn),在高精度的定位控制中得到了廣泛應(yīng)用。 ------------------------------ 3)偽絕對(duì)式編碼器 利用增量式編碼器來(lái)保存位置數(shù)據(jù)(圈數(shù)與增量脈沖數(shù))的方式。 必須在電路上增加后備電池和儲(chǔ)存器,在重新上電后,必須按規(guī)定的方式立即把位置數(shù)據(jù)信息通過(guò)指令傳送給PLC。 ----------------------------------------------------------- 3、增量式編碼器的應(yīng)用 1)作轉(zhuǎn)測(cè)量用-高速 原理:在某個(gè)時(shí)段時(shí)間T秒內(nèi),對(duì)編碼器輸出脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。 ------------------------------ 2)作轉(zhuǎn)速測(cè)量用-低速 原理:引入一頻率為fc的高速脈沖源,在編碼器所發(fā)生的兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間內(nèi)去捕捉頻率為fc的高速脈沖的個(gè)數(shù)m。 此方法完全可以應(yīng)用到單片機(jī)的測(cè)速,也包括“1)作轉(zhuǎn)測(cè)量用-高速”。 一般情況說(shuō)明: ------------------------------ 3)作伺服系統(tǒng)反饋元件用 在閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)中,編碼器常和伺服電機(jī)軸端相連。這時(shí),編碼器的實(shí)際發(fā)出脈沖數(shù)常常代表伺服電機(jī)在一圈中的相對(duì)位置被反饋到伺服驅(qū)動(dòng)器中,和控制器發(fā)來(lái)的指令脈沖進(jìn)行比較而控制伺服電機(jī)的運(yùn)行。這時(shí)編碼器是作為閉環(huán)反饋元件使用的。
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4、增量式編碼器的使用 1)主要電性能參數(shù) 電源電壓、分辨率、最高響應(yīng)頻率、最高轉(zhuǎn)速、信號(hào)輸出形式與輸出信號(hào)類(lèi)型。 分辨率:編碼器每圈輸出脈沖數(shù),俗稱為多少線。每種型號(hào)的編碼器都會(huì)做成不同分辨率的產(chǎn)品。線數(shù)越多,分辨率越高。分辨率較低的常用在計(jì)數(shù)和轉(zhuǎn)速檢測(cè)上,分辨率高的常用在定位控制中。一般在10-10000線之間。 信號(hào)輸出形式-單脈沖輸出 A-B輸出需要兩個(gè)高速輸出口,兩個(gè)高速脈沖輸入口X1、X2。差分線性驅(qū)動(dòng)需要4個(gè)高速輸出口,接收需要專門(mén)的電路。
------------------------------ 2)編碼器接線、檢測(cè)、安裝、維護(hù) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 三、脈沖當(dāng)量與電子齒輪比 1、定位控制中的計(jì)算 基本要求是完成定位指令所規(guī)定的位移,同時(shí)還要滿足位移的速度和精度的要求。 參與計(jì)算參數(shù) 參與計(jì)算的參數(shù)指完成定位控制要求的各個(gè)部件所已知的和要求計(jì)算的參數(shù)。而且這些能數(shù)間有一定的關(guān)系式表達(dá)。 固有參數(shù):指一旦部件選定,相關(guān)參數(shù)不再變化的參數(shù),紅點(diǎn)表示。 設(shè)置參數(shù):隨控制要求需要設(shè)定的參數(shù),用綠點(diǎn)表示。 ----------------------------------------------------------- 2、脈沖當(dāng)量與電子齒輪 1)脈沖當(dāng)量及其計(jì)算 (1)什么是脈沖當(dāng)量 指當(dāng)控制器輸出一個(gè)定位控制脈沖時(shí),所產(chǎn)生的定位控制移動(dòng)的位移。對(duì)直線運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō),是指移動(dòng)的距離;對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō),是指其轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。其單位一般采用為um/pls或deg/pls。 脈沖當(dāng)量的意義 越小定位控制的分辨率越高,精度越高。所有的定位控制位移量以脈沖當(dāng)量為單位計(jì)算脈沖數(shù)。 ---------------- (2)伺服系統(tǒng)脈沖當(dāng)量計(jì)算
一、定位控制基礎(chǔ)知識(shí)
1、什么是定位控制 2、直流伺服與交流伺服電機(jī) 3、定位控制系統(tǒng)組成 1)控制器? ?2)驅(qū)動(dòng)器 4、三種定位控制模式 1)開(kāi)環(huán)控制? ?2)半閉環(huán)控制? ?3)閉環(huán)控制 5、三菱PLC定位控制功能介紹 6、定位控制脈沖輸出方式 二、編碼器基礎(chǔ)知識(shí) 1、什么是編碼器 2、編碼器的分類(lèi) 1)增量式編碼器? ?2)絕對(duì)式編碼器? ?3)偽絕對(duì)式編碼器 3、增量式編碼器的應(yīng)用 1)作轉(zhuǎn)測(cè)量用-高速? ?2)作轉(zhuǎn)速測(cè)量用-低速? ?3)作伺服系統(tǒng)反饋元件用 4、增量式編碼器的使用 1)主要電性能參數(shù)? ?2)編碼器接線、檢測(cè)、安裝、維護(hù) 三、脈沖當(dāng)量與電子齒輪比 1、定位控制中的計(jì)算 2、脈沖當(dāng)量與電子齒輪 1)脈沖當(dāng)量及其計(jì)算 (1)什么是脈沖當(dāng)量? ?(2)伺服系統(tǒng)脈沖當(dāng)量計(jì)算? ?(3)固有脈沖當(dāng)量的調(diào)整 (4)基本關(guān)系式介紹? ?(5)相關(guān)參數(shù)核算 2)電子齒輪及其作用 3、電子齒輪比的快速設(shè)置和應(yīng)用注意 1)電子齒輪比的快速設(shè)置? ?2)電子齒輪比應(yīng)用注意 4、定位控制中的計(jì)算示例 四、定位控制模式分析 1、相對(duì)定位和絕對(duì)定位 1)相對(duì)定位方式? ?2)絕對(duì)定位方式? ?3)定位方式的執(zhí)行 2、原點(diǎn)和零點(diǎn) 1)機(jī)械原點(diǎn)與電氣原點(diǎn)? ?2)電氣零點(diǎn)與機(jī)械零點(diǎn) 3、定位控制模式相關(guān)參數(shù) 1)速度參數(shù)? ?2)位置參數(shù) 4、原點(diǎn)回歸模式分析 1)為什么要進(jìn)行原點(diǎn)回歸操作? ?2)原點(diǎn)回歸操作方式? ?3)原點(diǎn)回歸的搜索功能 5、單速運(yùn)行模式分析 1)單速定長(zhǎng)運(yùn)行模式分析? ?2)單速手動(dòng)(JOG)運(yùn)行模式分析? ?3)中斷單速定長(zhǎng)運(yùn)行模式分析 6、多速運(yùn)行模式分析 7、表格定位運(yùn)行模式分析 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一、定位控制基礎(chǔ)知識(shí) 1、什么是定位控制 定位控制是指當(dāng)控制器發(fā)出控制指令后,使運(yùn)動(dòng)件(例如機(jī)床工作臺(tái))按指定速度?完成指定方向上的指定位移。 上述三種定位控制方式又稱之為速度控制方式。它們的共同點(diǎn)是當(dāng)發(fā)出位置到達(dá)信號(hào)后,從電機(jī)斷電到到電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)這段時(shí)間均為自由滑行時(shí)間,自由滑行時(shí)間與負(fù)荷大小、滑行阻力等系統(tǒng)慣性有很大關(guān)系,難于精度控制。因此,速度控制方式的定位精度就難于進(jìn)一步提高。 伺服控制 指執(zhí)行機(jī)構(gòu)嚴(yán)格按照控制命令的要求而動(dòng)作。即控制命令未發(fā)出時(shí),執(zhí)行機(jī)構(gòu)是靜止的,而控制命令發(fā)出后,執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照命令對(duì)電機(jī)連續(xù)地進(jìn)行速度控制執(zhí)行,當(dāng)控制命令消失后,執(zhí)行機(jī)構(gòu)立即停止。 伺服控制特點(diǎn) 1)由控制器直接發(fā)出定位控制指令; 2)位置控制是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)(實(shí)際上是開(kāi)環(huán)或半閉環(huán)控制); 3)用伺服電(或步進(jìn)電機(jī))作為執(zhí)行元件。 ----------------------------------------------------------- 2、直流伺服與交流伺服電機(jī) 伺服控制分為直流與交流伺服兩類(lèi)。直流伺服是用直流電壓來(lái)控制直流伺服電機(jī)。交流伺服是用交流電壓或脈沖串控制交流伺服電機(jī)。 ----------------------------------------------------------- 3、定位控制系統(tǒng)組成 ------------------------------ 1)控制器 發(fā)出位置控制命令的裝置。其主要作用是通過(guò)編制程序下達(dá)控制指令,使步進(jìn)或伺服電機(jī)按控制要求完成位移與定位。 ------------------------------ 2)驅(qū)動(dòng)器 作用是把控制器送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行功率放大,用以驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),根據(jù)控制命令與反饋信號(hào)對(duì)電機(jī)進(jìn)行連續(xù)速度控制。 ----------------------------------------------------------- 4、三種定位控制模式 通過(guò)輸出高速脈沖進(jìn)行位置控制。這是目前比較常用的方式。PLC的脈沖輸出指令和定位指令都是針對(duì)這種方法極設(shè)置和應(yīng)用的。輸出高速脈沖進(jìn)行位置控制又有三種控制模式。 ------------------------------ 1)開(kāi)環(huán)控制 ------------------------------ 2)半閉環(huán)控制 ------------------------------ 3)閉環(huán)控制 ----------------------------------------------------------- 5、三菱PLC定位控制功能介紹 可以通過(guò)本體上的高速脈沖輸出端口向外部設(shè)備輸出定位控制脈沖信號(hào),并都內(nèi)置有定位控制功能指令,可直接對(duì)定位對(duì)象進(jìn)行定位控制。只有晶體管輸出型PLC才能實(shí)現(xiàn)。 在FX系列PLC中,FX1S/FX1N屬于經(jīng)濟(jì)型,特別是在定位控制的一些簡(jiǎn)單應(yīng)用中,單獨(dú)使用PLC就可以完成一些如單速定長(zhǎng)進(jìn)給控制的工作時(shí),這兩種的性價(jià)比最好。獨(dú)立兩軸控制,最大100KHz。 FX2N的定位控制功能:此自身定位功能最差,主要是下面2個(gè)原因造成的,1是FX2N只有脈沖輸出指令而沒(méi)有定位控制指令;2是其輸出脈沖頻率最高才20KHz。 FX3U定位控制功能:FX系列PLC中運(yùn)算速度最快,功能最強(qiáng)PLC。本體獨(dú)立3軸,加一個(gè)模塊可擴(kuò)展到4軸,本體最大頻率100KHz。 FX PLC除了內(nèi)置定位功能外,還可以通過(guò)擴(kuò)展定位模塊與定位單元來(lái)實(shí)現(xiàn)定位控制功能。常用的定位模塊有FX2N-1PG、FX2N-10PG與FX3U-22SSC-H,常用的定位單元有FX2N-10GM與FX2N-20GM。 定位模塊1PG和10GM必須作為特殊模塊與PLC連接才能完成定位控制功能。不能獨(dú)立運(yùn)行。用PLC的讀/寫(xiě)指令FROM/TO對(duì)它們進(jìn)行操作。僅支持FX2N和FX3U PLC,1臺(tái)PLC主機(jī)最多可控制8臺(tái)定位模塊。 定位單元是帶有電源、CPU、存儲(chǔ)器、I/O端口等基本硬件與軟件的獨(dú)立定位控制單元。可以與PLC連接使用,也可以單獨(dú)使用。 定位脈沖類(lèi)型和FX PLC定位控制結(jié)構(gòu) 定位脈沖根據(jù)電路結(jié)構(gòu)的不同分為集電極開(kāi)路(NPN型、PNP型)輸出和差分線性驅(qū)動(dòng)輸出兩種類(lèi)型。 差動(dòng)線驅(qū)動(dòng)其抗干擾能力好,可長(zhǎng)距離傳輸,從A/A輸出給驅(qū)動(dòng)器。 ----------------------------------------------------------- 6、定位控制脈沖輸出方式 定位脈沖輸出方式:用高速脈沖去控制運(yùn)動(dòng)物體的速度、方向與位移時(shí),常用的脈沖控制方式4種。 定位脈沖的匹配 1)定位脈沖的類(lèi)型必須能形成回路電流; 2)定位脈沖的方式必須一致。FX PLC定位控制構(gòu)成 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 二、編碼器基礎(chǔ)知識(shí) 1、什么是編碼器 光電編碼器是一種集光、機(jī)、電為一體的數(shù)字式角度/速度傳感器。它采用光電技術(shù)將軸、角移動(dòng)信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖信號(hào),與計(jì)算機(jī)連接后可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)量和實(shí)時(shí)控制。光電編碼器具有精度高、測(cè)量范圍廣、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于交流控制系統(tǒng)中作位置和速度檢測(cè)用。 ----------------------------------------------------------- 2、編碼器的分類(lèi) 增量式和絕對(duì)式編碼器;按其運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)方式,分為旋轉(zhuǎn)式與直線式兩種。旋轉(zhuǎn)式編碼器從結(jié)構(gòu)上來(lái)看,主要有實(shí)心軸式與空心軸式兩大類(lèi)。旋轉(zhuǎn)式編碼器從脈沖與對(duì)應(yīng)位置(角度)的關(guān)系來(lái)分有增量式與絕對(duì)式兩大類(lèi)。 ------------------------------ 1)增量式編碼器 增量式編碼器工作原理 當(dāng)碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),感光元件所接受到的感光信號(hào)經(jīng)電路放大和整形后,變成了一個(gè)脈沖串輸出信號(hào)。脈沖信號(hào)輸出形式與碼盤(pán)結(jié)構(gòu)有關(guān),常用的有單脈沖輸出、A-B相脈沖輸出和差分線性驅(qū)動(dòng)脈沖輸出等。
增量式編碼器優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、可靠性高,適合長(zhǎng)距離傳輸。故被大量應(yīng)用在速度檢測(cè)與定位控制中。 增量式編碼器缺點(diǎn) (1)只能控制相對(duì)當(dāng)前位置的位移量,不能消除相對(duì) 位置本身存在的誤差,而且此誤差還會(huì)不斷地累計(jì)下去,最后使整個(gè)定位不能正常工作; (2)由于它不能檢測(cè)出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)的絕對(duì)位置,故若發(fā)生停電,哪怕是瞬間斷電,都會(huì)造成其當(dāng)前位置信息的丟失。 ------------------------------ 2)絕對(duì)式編碼器 絕對(duì)式編碼器工作原理 當(dāng)碼盤(pán)處于不同位置,由徑向排列的感光元件根據(jù)每個(gè)碼道上透光縫隙的不同會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電平信號(hào),組合成一組二進(jìn)制編碼。在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可以讀出一個(gè)固定的與位置相對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制編碼。 絕對(duì)式編碼器編碼方式 常用的碼制有純二進(jìn)制碼、格雷碼和BCD碼等。 格雷碼特點(diǎn):任何相鄰碼組之間只有一位數(shù)位變化,減少了碼組轉(zhuǎn)換時(shí)錯(cuò)碼的可能。是一種錯(cuò)誤少的可靠性編碼方式。格雷是無(wú)權(quán)碼,不能直接時(shí)行比較大小和算術(shù)運(yùn)算,必須經(jīng)過(guò)碼制轉(zhuǎn)換,變成純二進(jìn)制碼,再同上位機(jī)讀取和運(yùn)算。 絕對(duì)式編碼器優(yōu)點(diǎn) 有固定零點(diǎn),表示位置人信息代碼是唯一的,抗干擾能力強(qiáng)。停電后,位置信息不會(huì)丟失,無(wú)累計(jì)誤差等多重優(yōu)點(diǎn),在高精度的定位控制中得到了廣泛應(yīng)用。 ------------------------------ 3)偽絕對(duì)式編碼器 利用增量式編碼器來(lái)保存位置數(shù)據(jù)(圈數(shù)與增量脈沖數(shù))的方式。 必須在電路上增加后備電池和儲(chǔ)存器,在重新上電后,必須按規(guī)定的方式立即把位置數(shù)據(jù)信息通過(guò)指令傳送給PLC。 ----------------------------------------------------------- 3、增量式編碼器的應(yīng)用 1)作轉(zhuǎn)測(cè)量用-高速 原理:在某個(gè)時(shí)段時(shí)間T秒內(nèi),對(duì)編碼器輸出脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。 ------------------------------ 2)作轉(zhuǎn)速測(cè)量用-低速 原理:引入一頻率為fc的高速脈沖源,在編碼器所發(fā)生的兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間內(nèi)去捕捉頻率為fc的高速脈沖的個(gè)數(shù)m。 此方法完全可以應(yīng)用到單片機(jī)的測(cè)速,也包括“1)作轉(zhuǎn)測(cè)量用-高速”。 一般情況說(shuō)明: ------------------------------ 3)作伺服系統(tǒng)反饋元件用 在閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)中,編碼器常和伺服電機(jī)軸端相連。這時(shí),編碼器的實(shí)際發(fā)出脈沖數(shù)常常代表伺服電機(jī)在一圈中的相對(duì)位置被反饋到伺服驅(qū)動(dòng)器中,和控制器發(fā)來(lái)的指令脈沖進(jìn)行比較而控制伺服電機(jī)的運(yùn)行。這時(shí)編碼器是作為閉環(huán)反饋元件使用的。
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4、增量式編碼器的使用 1)主要電性能參數(shù) 電源電壓、分辨率、最高響應(yīng)頻率、最高轉(zhuǎn)速、信號(hào)輸出形式與輸出信號(hào)類(lèi)型。 分辨率:編碼器每圈輸出脈沖數(shù),俗稱為多少線。每種型號(hào)的編碼器都會(huì)做成不同分辨率的產(chǎn)品。線數(shù)越多,分辨率越高。分辨率較低的常用在計(jì)數(shù)和轉(zhuǎn)速檢測(cè)上,分辨率高的常用在定位控制中。一般在10-10000線之間。 信號(hào)輸出形式-單脈沖輸出 A-B輸出需要兩個(gè)高速輸出口,兩個(gè)高速脈沖輸入口X1、X2。差分線性驅(qū)動(dòng)需要4個(gè)高速輸出口,接收需要專門(mén)的電路。
------------------------------ 2)編碼器接線、檢測(cè)、安裝、維護(hù) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 三、脈沖當(dāng)量與電子齒輪比 1、定位控制中的計(jì)算 基本要求是完成定位指令所規(guī)定的位移,同時(shí)還要滿足位移的速度和精度的要求。 參與計(jì)算參數(shù) 參與計(jì)算的參數(shù)指完成定位控制要求的各個(gè)部件所已知的和要求計(jì)算的參數(shù)。而且這些能數(shù)間有一定的關(guān)系式表達(dá)。 固有參數(shù):指一旦部件選定,相關(guān)參數(shù)不再變化的參數(shù),紅點(diǎn)表示。 設(shè)置參數(shù):隨控制要求需要設(shè)定的參數(shù),用綠點(diǎn)表示。 ----------------------------------------------------------- 2、脈沖當(dāng)量與電子齒輪 1)脈沖當(dāng)量及其計(jì)算 (1)什么是脈沖當(dāng)量 指當(dāng)控制器輸出一個(gè)定位控制脈沖時(shí),所產(chǎn)生的定位控制移動(dòng)的位移。對(duì)直線運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō),是指移動(dòng)的距離;對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō),是指其轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。其單位一般采用為um/pls或deg/pls。 脈沖當(dāng)量的意義 越小定位控制的分辨率越高,精度越高。所有的定位控制位移量以脈沖當(dāng)量為單位計(jì)算脈沖數(shù)。 ---------------- (2)伺服系統(tǒng)脈沖當(dāng)量計(jì)算
結(jié)論:伺服系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量δ與控制器所輸出的脈沖數(shù)P無(wú)關(guān),與伺服系統(tǒng)的參數(shù)有關(guān)。
上述5個(gè)例子說(shuō)明,伺服系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量?jī)H與系統(tǒng)本身的參數(shù)(螺距D、驅(qū)動(dòng)輪直徑D、模數(shù)m、齒數(shù)Z、減速比K與編碼器分辨率Pm)有關(guān),與伺服電機(jī)所接受到的脈沖數(shù)無(wú)關(guān),這種僅與伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成參數(shù)有關(guān)的脈沖當(dāng)量稱之為系統(tǒng) 的固有脈沖當(dāng)量δ。 ---------------- (3)固有脈沖當(dāng)量的調(diào)整 當(dāng)固有脈沖當(dāng)量不能滿足控制要求的精度時(shí)必須對(duì)其進(jìn)行調(diào)整,通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器的電子齒輪比來(lái)完成。 電子齒輪:在伺服驅(qū)動(dòng)器設(shè)置的一對(duì)參數(shù),相當(dāng)于在控制器與電機(jī)之間的一對(duì)軟齒輪。 ---------------- (4)基本關(guān)系式介紹 ---------------- (5)相關(guān)參數(shù)核算 當(dāng)定位參數(shù)設(shè)定后,必須對(duì)某些參數(shù)進(jìn)行核算,其目的是保證定位控制在安全范圍里運(yùn)行。 ------------------------------ 2)電子齒輪及其作用 精度和轉(zhuǎn)速(生產(chǎn)效率)是相互矛盾的。 ----------------------------------------------------------- 3、電子齒輪比的快速設(shè)置和應(yīng)用注意 1)電子齒輪比的快速設(shè)置 ------------------------------ 2)電子齒輪比應(yīng)用注意 電子齒輪比的取值: (1)分母CDV、分子CMX取值規(guī)定了一定范圍,1-1048576; (2)脈沖電子齒輪比的取值規(guī)定了范圍,0.02-500。 脈沖當(dāng)量的取值及所引起的誤差: (1)脈沖當(dāng)量的取值 在滿足控制精度要求下,不會(huì)引起產(chǎn)生計(jì)算定位誤差,最好是10的整數(shù)倍; (2)脈沖當(dāng)量的取值應(yīng)盡量提高電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行轉(zhuǎn)速。 電子齒輪比約分所引起的誤差: 當(dāng)分母CDV和分子CMX在計(jì)算確定后如大于所規(guī)定的取值范圍時(shí),則必須要時(shí)行約分處理。若約分必須考慮到應(yīng)盡量使約分后的值最接近約分前的值。 ----------------------------------------------------------- 4、定位控制中的計(jì)算示例 書(shū)本P42電子齒輪比的設(shè)置和定位程序中指令脈沖的數(shù)量和頻率選擇建議。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 四、定位控制模式分析 1、相對(duì)定位和絕對(duì)定位 在定位控制中,控制對(duì)象是在不斷進(jìn)行位置移動(dòng)的。這就設(shè)計(jì)到工件移動(dòng)的移動(dòng)量和其所處的相應(yīng)位置的表示問(wèn)題。也設(shè)計(jì)到控制器使用何種指令能明確告訴工件的移動(dòng)量和停止位置的問(wèn)題。 ------------------------------ 1)相對(duì)定位方式 指定位置與工件當(dāng)前的位置的位移量。以相對(duì)位稱量來(lái)計(jì)算的位移表示稱相對(duì)定位方式,相對(duì)定位又叫增量式定位。 在相對(duì)定位中,若設(shè)定正方向移動(dòng)為正值(電機(jī)正轉(zhuǎn)),否則負(fù)值。 ------------------------------ 2)絕對(duì)定位方式 定位位置表示是位置的絕對(duì)地址值(距原點(diǎn)的位移量),僅與定位位置的絕對(duì)地址值有關(guān),而與當(dāng)前位置無(wú)關(guān)。 若定位位置在原點(diǎn)正方向?yàn)檎?#xff0c;否則為負(fù)值。 ------------------------------ 3)定位方式的執(zhí)行 (1)先確定定位控制方式,以后的定位控制指令中的值均按確定定位控制方式理解,常用在定位模塊和定位單元中; (2)根據(jù)指令的功能說(shuō)明確定,常用在PLC中。 ----------------------------------------------------------- 2、原點(diǎn)和零點(diǎn) 1)機(jī)械原點(diǎn)與電氣原點(diǎn) 機(jī)械原點(diǎn)是設(shè)備本身所固有的,一旦設(shè)備裝備好,其機(jī)械原點(diǎn)的位置也就確定了。通過(guò)各種無(wú)源或有源開(kāi)關(guān)來(lái)確定的,因開(kāi)關(guān)精度有限,加之高速回歸慣性,就產(chǎn)生了原點(diǎn)重置性較差的問(wèn)題,每次原點(diǎn)回歸的原點(diǎn)位置不完全一樣。為解決上述問(wèn)題,人們采用了利用原點(diǎn)開(kāi)關(guān)來(lái)確定原點(diǎn)位置的方法。當(dāng)工件進(jìn)行原點(diǎn)回歸時(shí),以先高速后低速向原點(diǎn)主向運(yùn)動(dòng),碰到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)后以一定方式停止。把這個(gè)有原點(diǎn)開(kāi)關(guān)并通過(guò)一定方式停止的點(diǎn)稱之為電氣原點(diǎn)。原機(jī)械原點(diǎn)作保護(hù)性限位開(kāi)關(guān)。 通常把坐標(biāo)系中地址值為0的點(diǎn)作為所有加工數(shù)據(jù)的參照點(diǎn),把坐標(biāo)系中其他位置的地址值稱作絕對(duì)地址值。機(jī)械原點(diǎn)和電氣原點(diǎn)并不是一個(gè)點(diǎn),它們并不重合,電氣原點(diǎn)位置非常靈活。總是把電氣原點(diǎn)設(shè)置在靠近機(jī)械原點(diǎn)的地方。 ------------------------------ 2)電氣零點(diǎn)與機(jī)械零點(diǎn) 在定位控制中,當(dāng)前值數(shù)據(jù)寄存器表示物體當(dāng)前位置的絕對(duì)地址值(CP),電氣原點(diǎn)的CP=0。實(shí)際操作中,CP=0的點(diǎn)位置是可以在定位控制的有效行程內(nèi)任一點(diǎn)位置設(shè)置的,其必要條件是確定好這個(gè)位置后,其值必須為0,這種可在任意點(diǎn)設(shè)置為CP=0的點(diǎn),為和電氣原點(diǎn)相區(qū)別,它稱之為電氣零點(diǎn)。 電氣原點(diǎn)是在控制中執(zhí)行了原點(diǎn)回雪指令(有一定要求和步序)后所回到的點(diǎn),這個(gè)點(diǎn)是固定的,一旦確定不再變化。 電氣零點(diǎn)是在當(dāng)前值寄存器數(shù)據(jù)CP=0的點(diǎn),它可以在任意點(diǎn)設(shè)置。 原點(diǎn)和零點(diǎn)的應(yīng)用: 常常把電氣原點(diǎn)的絕對(duì)地址值CP設(shè)為0,這時(shí),電氣原點(diǎn)和電氣零點(diǎn)合二為一,為同一點(diǎn),一般統(tǒng)稱為原點(diǎn)。 在某些情況下,電氣原點(diǎn)和電氣零點(diǎn)為二個(gè)點(diǎn),這時(shí)電氣零點(diǎn)CP設(shè)為0,而電氣原點(diǎn)的CP則不為0。 ----------------------------------------------------------- 3、定位控制模式相關(guān)參數(shù) 1)速度參數(shù) 在定位控制運(yùn)行中涉及的速度參數(shù)有:原點(diǎn)回歸速度、爬行速度、最高速度、基底速度、運(yùn)行速度等,以及與速度有關(guān)的時(shí)間參數(shù):加速時(shí)間、減速時(shí)間等。 ---------------- (1)原點(diǎn)回歸速度和爬行速度 電機(jī)執(zhí)行原點(diǎn)回歸指令時(shí),最初以原點(diǎn)回歸速度向原點(diǎn)回歸,當(dāng)磁到相應(yīng)信號(hào)后,由原點(diǎn)回歸速度減速至爬行速度而完成原點(diǎn)回歸動(dòng)作,高速回歸低速定位。 ---------------- (2)最高速度 指電機(jī)在運(yùn)行中的最大速度。一般情況下,最大轉(zhuǎn)速不要超過(guò)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速。最大轉(zhuǎn)速還受到PLC的最高輸出頻率的限制。故一般都是把PLC最高輸出頻率作為其最高速度。 ---------------- (3)基底(啟動(dòng))速度: 指步進(jìn)電機(jī)開(kāi)始加速的速度,其含義是:當(dāng)脈沖輸出頻率達(dá)到基底速度時(shí),電機(jī)才開(kāi)始加速到運(yùn)行速度。伺服電機(jī)不關(guān)注。 ---------------- (4)運(yùn)行速度 為電機(jī)在定位控制運(yùn)行時(shí)設(shè)置的速度,一般不要超過(guò)最高速度,不要小于基底速度。 ---------------- (5)加速時(shí)間Ta和減速時(shí)間Tb 加速時(shí)間Ta指電機(jī)從基底速度加速到最高速度所需的時(shí)間。減速時(shí)間Tb指電機(jī)從最高速度減速到基底速度所需時(shí)間。 ---------------- (6)速度和時(shí)間參數(shù)的設(shè)置 直接在定位指令操作數(shù)中指定或在指定的特殊數(shù)據(jù)寄存器設(shè)定;時(shí)間參數(shù)一般通過(guò)指定的特殊數(shù)據(jù)寄存器設(shè)定。 ------------------------------ 2)位置參數(shù) 在定位控制運(yùn)行中涉及的位置參數(shù)有:運(yùn)行位置和運(yùn)行位置當(dāng)前值寄存器(CP) 運(yùn)行位置:指工件在執(zhí)行定位指令運(yùn)行時(shí)的位移,一般由指令給出。但必須注意,運(yùn)行位置有2種確定方式:相對(duì)定位方式運(yùn)行時(shí)的位移量;絕對(duì)定位方式運(yùn)行時(shí)的絕對(duì)地址值。這兩種運(yùn)行方式的運(yùn)行位移值是完全不同的。 運(yùn)行位置當(dāng)前值寄存器(CP) 在定位控制中,當(dāng)前值寄存器是記錄物體運(yùn)行的當(dāng)前位置絕對(duì)地址值的一組特殊數(shù)據(jù)寄存器。它的值是隨著物體當(dāng)前位置變化而變化。 在原點(diǎn)位置上,當(dāng)前值寄存器的數(shù)據(jù)是0,當(dāng)物體作正轉(zhuǎn)方向運(yùn)動(dòng)時(shí),當(dāng)前值寄存器的數(shù)據(jù)隨位置變化而增加,當(dāng)物體作反轉(zhuǎn)方向時(shí),則隨位置變化而減少。故當(dāng)前值所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)始終是以原點(diǎn)位置為參考點(diǎn)的當(dāng)前位置值,亦即為絕對(duì)地址值,與所用定位指令性質(zhì)無(wú)關(guān)。 ----------------------------------------------------------- 4、原點(diǎn)回歸模式分析 1)為什么要進(jìn)行原點(diǎn)回歸操作 原點(diǎn)回歸:機(jī)械所停止的位置不一定是原點(diǎn),從當(dāng)前位置回到原點(diǎn)的操作叫做原點(diǎn)回歸。 工件在每次斷電后所停止的位置不一定是原點(diǎn),但PLC內(nèi)部當(dāng)前位置數(shù)據(jù)寄存器都已清零。這樣就需要做一次原點(diǎn)回歸操作而保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性。 控制系統(tǒng)在首次投入運(yùn)行,也必須先做一次原點(diǎn)回歸操作,確保原點(diǎn)位置的準(zhǔn)確性。 ------------------------------ 2)原點(diǎn)回歸操作方式 原點(diǎn)回歸模式有2種回歸方式:DOG塊信號(hào)原點(diǎn)回;零相信號(hào)計(jì)數(shù)原點(diǎn)回歸。 DOG塊信號(hào)原點(diǎn)回歸特點(diǎn): 開(kāi)始位置只能在原點(diǎn)右邊 對(duì)DOG塊的長(zhǎng)度有一定要求 重復(fù)精度受制于開(kāi)關(guān)和DOG塊限制 零相信號(hào)計(jì)數(shù)原點(diǎn)回歸: 在近點(diǎn)開(kāi)關(guān)DOG由ON變成OFF時(shí),對(duì)編碼器輸出的Z相信號(hào)(零相信號(hào))進(jìn)行計(jì)數(shù),當(dāng)零相信號(hào)到達(dá)所設(shè)定的數(shù)目時(shí),電機(jī)停止,停止位置為原點(diǎn)。 零相信號(hào)計(jì)數(shù)原點(diǎn)回歸特點(diǎn): 必須有編碼器的Z相信號(hào); 對(duì)DOG塊的要求降低了; 重復(fù)精度比DOG塊原點(diǎn)回歸有適當(dāng)提高。 ------------------------------ 3)原點(diǎn)回歸的搜索功能 對(duì)DOG塊信號(hào)原點(diǎn)回歸來(lái)說(shuō),其開(kāi)始位置只能在原點(diǎn)的右邊區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。若DOG塊壓住近點(diǎn)開(kāi)關(guān)、DOG塊牌近點(diǎn)開(kāi)關(guān)左邊區(qū)域或DOG塊與限位開(kāi)關(guān)保持 接觸都不能進(jìn)行原點(diǎn)回歸。這就使DOG塊信號(hào)原點(diǎn)回歸模式應(yīng)用受到了很大的限制。為此,又開(kāi)發(fā)出了帶搜索功能的原點(diǎn)回歸模式。 DOG塊壓住B點(diǎn)近點(diǎn)開(kāi)關(guān):先向右運(yùn)行,當(dāng)DOG塊前端離開(kāi)近點(diǎn)開(kāi)關(guān)時(shí),以爬行速度向左運(yùn)行,后端一離開(kāi)B點(diǎn)近點(diǎn)開(kāi)關(guān)立即計(jì)數(shù)Z相信號(hào),脈沖數(shù)到停止。PLC指令自動(dòng)執(zhí)行。 DOG塊處于C點(diǎn):往右運(yùn)行碰到D點(diǎn)左限開(kāi)關(guān),電機(jī)反轉(zhuǎn)往右運(yùn)行,后端碰到B點(diǎn)近點(diǎn)開(kāi)關(guān),后面的動(dòng)作同上。 DOG處于D點(diǎn):先往右運(yùn)行,其他動(dòng)作同上。 ----------------------------------------------------------- 5、單速運(yùn)行模式分析 1)單速定長(zhǎng)運(yùn)行模式分析 當(dāng)工件以一種運(yùn)行速度從位置A向位置B移動(dòng)時(shí)稱作單速定長(zhǎng)運(yùn)行模式。 單速運(yùn)行模式是定位控制中最基本也是最常用的運(yùn)行模式,一般的定位控制指令都是針對(duì)單速運(yùn)行模式所設(shè)計(jì)的。在定位控制中,工件的復(fù)雜定位一官半職直就一段一段的單帶運(yùn)行模式的連接。 單速定長(zhǎng)運(yùn)行模式參數(shù): 運(yùn)行位置方式(相對(duì)或絕對(duì)) 最高速度 運(yùn)行速度 加速時(shí)間Ta和減速時(shí)間Tb 位移量或絕對(duì)地址值 ------------------------------ 2)單速手動(dòng)(JOG)運(yùn)行模式分析 單速運(yùn)行模式的特例,定位控制中不可缺少的運(yùn)行模式。不管何種定位控制,都要求在程序中編入手動(dòng)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行程序。 單速手動(dòng)(JOG)運(yùn)行模式參數(shù): 最高速度 手動(dòng)速度(大于步進(jìn)電機(jī)基底速度) 加速時(shí)間Ta和減速時(shí)間Tb 位移量設(shè)置為最大 ------------------------------ 3)中斷單速定長(zhǎng)運(yùn)行模式分析 單速運(yùn)行模式的一種變通和補(bǔ)充,當(dāng)運(yùn)行起動(dòng)后,工件以指令規(guī)定的運(yùn)行速度一直在移動(dòng),沒(méi)有具體的目標(biāo)位置。直到有中斷信號(hào)輸入時(shí),運(yùn)行就以運(yùn)行速度運(yùn)行運(yùn)行到指令指定的位移量時(shí)停止。 中斷單速定長(zhǎng)運(yùn)行模式參數(shù): 最高速度 運(yùn)行速度 加速時(shí)間Ta和減速時(shí)間Tb 定長(zhǎng)位移量 中斷信號(hào)輸入 ----------------------------------------------------------- 6、多速運(yùn)行模式分析 在定位控制的實(shí)際應(yīng)用中,往往為了提高生產(chǎn)效率和保證加工精度,需要在一個(gè)定位控制中用兩種速度運(yùn)行。例如:工件的快進(jìn)-工進(jìn)等控制就是。這時(shí),可用二次單速運(yùn)行模式進(jìn)行定位連續(xù)運(yùn)行來(lái)完成。但是單速運(yùn)行模式有一個(gè)缺陷,它每次運(yùn)行旱季要減速到停止后才能進(jìn)行第二次單速運(yùn)行。 雙速定位運(yùn)行模式參數(shù): 最高速度 基底速度 加速時(shí)間Ta和減速時(shí)間Tb ----------------------------------------------------------- 7、表格定位運(yùn)行模式分析 無(wú)具體的定位指令,事先把定位控制的操作模式、操作要求(輸出頻率、脈沖個(gè)數(shù)、脈沖方向)以指令的形式事先存放在一些存儲(chǔ)單元內(nèi),形成一張表格,表格中的每一行表示一個(gè)定位控制操作。這張表格隨同程序一起寫(xiě)入到PLC中去。然后在程序中用指令進(jìn)行調(diào)用。 表格定位運(yùn)行模式的應(yīng)用和子程序調(diào)用十分相似,在需多種運(yùn)行操作的定位控制中應(yīng)用十分方便,可以簡(jiǎn)化程序。 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的三菱PLC定位控制1的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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