PLC触摸屏直接控制伺服电机程序设计

计算机·PLC应用——PLC触摸屏直接控制伺服电机程序设计 机床电器2009．4 计算机·PLC应用 PLC触摸屏直接控制伺服电机程序设计 闰娓。陈忠提，赵安(河南新机股份有限公司，453000) 摘要：1：2---菱公司的Fx，。一48MT—Es—A作为控制元件，GTll55一QFBD—C作为操作元件直接控制三菱伺服 电机的具体程序设计。 关键词：PLC；触摸屏；伺服电机 中图分类号：TM571．6+1；TM383．4文献标识码：B 文章编号：1004一0420(2009)04—0037—02 伺服电机又称执行电机，它是控制电机的一种。 它是一种用电脉冲信号进行控制的，并将脉冲信号转 变成相应的角位移或直线位移和角速度的执行元件。 根据控制对象的不同，由伺服电机组成的伺服系统一 般有三种基本控制方式，即位置控制、速度控制、力矩 控制。本系统我们采用位置控制。 PLC在自动化控制领域中，应用十分广泛。尤其 是近几年PLC在处理速度，指令及容量、单轴控制方 面得到飞速的发展，使得PLC在控制伺服电机方面也 变得简单易行。 1 控制系统中元件的选型 1．1 PLC的选型 因为伺服电机的位移量与输入脉冲个数成正比， 伺服电机的转速与脉冲频率成正比，所以我们需要对 电机的脉冲个数和脉冲频率进行精确控制。且由于伺 服电机具有无累计误差、跟踪性能好的优点，伺服电机 的控制主要采用开环数字控制系统，通常在使用时要 搭配伺服驱动器进行控制，而伺服电机驱动器采用了 大规模集成电路，具有高抗干扰性及快速的响应性i 在使用伺服驱动器时，往往需要较高频率的脉冲，所以 就要求所使用的PLC能产生高频率脉冲。三菱公司 的FX3。晶体管输出的PLC可以进行6点同时100kHz 高速计数及3轴独立100kHz的定位功能，并且可以 通过基本指令0．065V-s、PCMIX值实现了以4．5倍的 高速度，完全满足了我们控制伺服电机的要求，所以我 们选用FX3IJ-48MT—ES—A型PLC。 1．2伺服电机的选型 在选择伺服电机和驱动器时，只需要知道电机驱 动负载的转距要求及安装方式即可，我们选择额定转 距为2．4N·m，额定转速为3000r／min，每转为131 072p／rev分辨率的三菱公司HF—KE73W1一S100伺 服电机，与之配套使用的驱动器我们选用MR—E一 70A—KH003伺服驱动器。三菱的此款伺服系统具有 500Hz的高响应性，高精度定位，高水平的自动调节， 能轻易实现增益设置，且采用自适应振动抑止控制，有 位置、速度和转距三种控制功能，完全满足要求。 同时我们采用三菱GTll55一QFBD—C型触摸 屏，对伺服电机进行自动操作控制。 2 PLC控制系统设计 我们需要伺服电机实现正点、反点、原点回归和自 动调节等动作，另外为确保本系统的精确性我们增加 编码器对伺服电机进行闭环控制。PLC控制系统I／O 接线图如图1。 24v电源 +24V COII S／S Y0 24G Y1 棼 X0 Y2 Xl Y3 公筵端 输出脉冲 伺服停止 伺服复位 脉冲方向 图1 I／O接线图 上图中的公共端的电源不能直接接在输入端的 24V电源上。根据控制要求设计了PLC控制系统梯 形图如图2。 M806控制伺服急停，M801控制伺服电机原点回 归，M802控制伺服正点，M803控制伺服反点，M804为 自动调节，M805为压力校正即编码器的补偿输入。在 电机运行前需要首先进行原点回归，以确保系统的准 确性和稳定性，当M50和M53同时接通时，伺服电机 以2kHz的速度从YO输出脉冲，开始做原点回归动 作，当碰到近点信号M30=ON时，变成寸动速度1 kHz，从Y0输出脉冲直到M30=OFF后停止。M30是 一37— 万方数据 机床电器2009．4 计算机·PLC应用——PLc触摸屏直接控制伺服电机程序设计 ，l M801M6 一fHI l[,2ST HSET L—RST —Hl，IIlS [3TBLY001 一Hl，I [3TBLY001 叫fH．I lI ．[RsT M805M6 M15Ml Mi0 L—sET —fHHHH卜———一RST --[=K0D25C] M50M5 。。1。 一HHDZI孙IK2000K1000li30 M8043 -1I [SET 148000 L1RST —I M804M5 M53 。。1“ 一HHHDDRVADfi4K200Y000 M8043 一I 118349M53 一Hl [RsT M8000 _|I r^州 M805M5 M54 。。1。 一HHHDDRVAI)64K200Y000 ～18349M54 一Hl [1：ST }d8000 一J 图2梯形图 在自动调节时，电机转动的角度与零点相等时为ON。 电机在进行正反点时，我们采用FX州具有的专用 表格 关于规范使用各类表格的通知入职表格免费下载关于主播时间做一个表格详细英语字母大小写表格下载简历表格模板下载 定位指令DTBLSIs2；在使用 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 格定位之前，我 们首先要在梯形图左边的PLCparameter(PLC参数) 中进行定位设定。正反点控制我们采用指令DRVA S1S2DlD2绝对定位指令。在自动运行时，我们利用 PLC内强大的浮点运算指令，根据系统的多方面参数 进行计算；在操作时，我们只需要在触摸屏上设定参 数，伺服电机便根据程序里的运算公式转化成为脉冲 信号输出到驱动器，驱动器给电机信号运转。在伺服 电机运行的过程中为确保电机能达到我们需要的精 度，我们采用增量式编码器与伺服电机形成闭环控制， 我们把计算到的角度与编码器实际测量角度进行比 较，根据结果调整伺服电机的脉冲输出，从而实现高精 度定位。整个程序我们采用步进指令控制(也可以采 用一般指令控制)，简单方便。 3 伺服系统设置 3．1 伺服驱动器的接线 伺服系统的接线很简单，我们只需要按照规定接 一38一 入相对应的插头即可。将三相电源线Ll，L2，L3插头 接入CPN．，将伺服电机插头接入CN：，将编码器插头 接入CNP：，控制线插头接入CN，。我们在调试程序时 需要用伺服电机的专用软件，通过RS422接口接到伺 服系统的CN，上即可。 对于CN。控制线接法如表1。 表1控制线接法 名称IVINoPcRESEMG．ALMSG PP NP 引脚号I 1 2 3 8 9 13 23 25 接线l110110 Y2 Yl 60 O Y0 Y3 注：上表中110和0作为伺服驱动器的24V电源，60和 0作为伺服故障控制。 3．2伺服驱动器的参数设定 系统采用定位控制。三菱MR—E系列的伺服驱 动器，主要有两组参数，一组为基本参数，另一组为扩 展参数，根据本系统要求，我们主要设定基本参数，主 要有NO．0，NO．1，NO．2，NO．3，NO．4，NO．5，NO．7， NO．18，NO．19，扩展参数要根据具体情况进行设定。 同时我们也可以通过伺服设置软件SETUP221E 进行参数设置。我们在伺服电机进行调试过程中建议 先设为速度模式，进行伺服电机的点动测试。 4触摸屏程序设计 建立初始画面，在画面上分别设置按钮开关，在开 关上分别写上，压力+、压力一、原点回归、自动调节、 压力校正、伺服急停等字样，其中继电器的对应情况如 上所写。控制画面如图3和图4。 图4参数显示 (下转4l页) 瞄m∞；耋川嘲m眦舭 啪∞㈣m如呦毗叭 ；耋 眦 眦m叭 吣 眦唧肿 万方数据 计算机·PLC应用——PLC在自动传送系统中的应用 机床电器2009．4 007X011Y0041卜—一卜——jf———————————叫 骂笮 一一——一SET一卜——————————————————一1盟卜{}骂譬仙set SET TO SET 卜]丽百———————叫 L_1卜———————————一SET RST T1 SET 卜1丽万———————叫 L_1}_——————————————_[SET 仨三三三 图6自动运行梯形图 Y005 SO $20 0}二_1卜—————————二————一}48071H 3H卜T寸F_———————__|X006 31卜一卜_————————————————一vooo>{ 图8运行控制梯形图 3 结束语 自动传送系统中采用PLC控制使机械设备更灵 活有效、动作准确、易于维护，劳动生产率大大提高。 各种操作方式可以自由切换，满足生产需求。若将其 做成教学模型对学生的机、电、气等各项知识深化和综 合运用能力的培养都有重要的意义。 参考文献： [1]陈琳．可编程控制器应用技术[M]．北京：化学工业 出版社，2004． [2]丁炜，魏孔平．可编程控制器在工业控制中的应用 [M]．北京：化学工业出版社，2004． [3]宋建成．可编程控制器原理与应用[M]．北京：科学出 版社．2004． [4]王小玲．工业机械手的PLC控制[J]．机电工程技术， 2004，33(9)． 收稿日期：2008—04一15 作者简介：张桂玉，助教，主要从事工厂电气控制方面的教学 与科研工作。 (上接38页)本系统同时还设置有手动调节功能，确 保在自动调节出现问题时及时补救。触摸屏上我们设 置了指示灯，可显示此时的工作状态。同时我们在手 动和自动指示灯的中间部分，设置了脉冲的输出指示， 即伺服电机的运转指示，当有脉冲输出时，会有“脉冲 输出中”的红色指示灯出现。当无红色指示灯显示时， 即表示电机有故障，此时操作者需根据伺服驱动器上 显示的异常字母进行故障查询，简单方便。 5 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 利用PLC可以直接对伺服电机进行位置和速度控 制，无需增加定位模块，节约成本。PLC的处理速度高， 输出脉冲的频率也很高，而且指令也很简单，在系统联 机的情况下也可方便地进行所有指令的修改工作。 本系统通过触摸屏进行调节控制，使操作简单，也 减少了在运行过程中的故障查找环节，大大提高了工 作效率。 系统运用一年多来，从未出现故障，稳定性好，且 定位精确，为用户节约很多时间。 参考文献： [1]三菱微型可编程控制器编程手册[Z]．2005． [2]FX3U．FX3UC系列用户手册[Z]．2005． [3]三菱ME—R系列伺服驱动器设置手册[Z]．2005． [4]三菱人机界面手册GOTl000[Z]． [5]许晓峰．电机及拖动[M]．北京：高等教育出版社，2004． 收稿日期：2009—04—10 —41一 舢蛐㈣m勉舢鼢煳泓灿滔帆m|||姗嘶耋|m∞唧 一 吾i吼 锄吼 姚吼 鼢汛 泓吼 ；5；吼 {；；吼 哳吼 O 4 7埒坫墙 鹅弱勰钉弛卵∞蛇 盯 ∞砣砖8拿 万方数据 PLC触摸屏直接控制伺服电机程序设计 作者： 闫娓， 陈忠提， 赵安 作者单位： 河南新机股份有限公司,453000 刊名： 机床电器 英文刊名： MACHINE TOOL ELECTRIC APPARATUS 年，卷(期)： 2009，36(4) 被引用次数： 0次 参考文献(5条) 1.三菱微型可编程控制器编程手册 2005 2.FX3U FX3UC系列用户手册 2005 3.三菱ME-R系列伺服驱动器设置手册 2005 4.三菱人机界面手册GOT1000 5.许晓峰 电机及拖动 2004 相似文献(10条) 1.期刊论文 罗敏.LUO Min 基于PLC和触摸屏的纸厂污水控制系统 -机电工程技术2009,38(11) 着重研究如何使用PLC和触摸屏对纸厂污水处理进行控制.PLC采用S7-300系列(CPU314).针对污水处理中构筑物(格栅、调节沉淀池、提升泵、加药装 置和SBR反应池等)的作用和运行特点,确定需要检测的水质参数和设备运行状态,提出系统控制的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 .根据方案用流程图介绍自动控制的工艺流程,分析 系统如何使用PIC进行控制污水处理的控制.触摸屏采用Easy-Builder500.应用触摸屏集中显示分散在现场的PLC点和仪表所采集的各种工艺数据.根据现 场设备运行状况及工艺要求,使用触摸屏发出主控指令传达到现场. 2.期刊论文 吴霆.陆平.李芳.凌大鹏.陈宁.WU Ting.LU Ping.LI Fang.LING Da-peng.CHEN Ning PLC和触摸屏相结 合的控制系统在检测仪器中的应用 -舰船科学技术2008,30(z2) 介绍了如何利用PLC(可编程控制器)和触摸屏相结合,对自动采集系统进行控制.简单介绍了PLC和触摸屏,阐述了系统组成以及PLC和触摸屏的软件、 算法设计.本文基于CODcr(水质化学耗氧量)在线检测仪器的设计,选用艾默生EC10系列PLC和Eview触摸屏,实现了仪器的自动采集、手动设定、故障报警 、纪录、上传历史数据及通讯等功能,并具有友好的人机交互界面. 3.期刊论文 杜韦辰.张世俊 基于PLC与触摸屏的恒压供水系统的设计 -兰州石化职业技术学院学报2010,10(2) 给出了一种由触摸屏与PLC、变频器组成的恒压供水系统.论述了设计思想、系统组成、系统功能、工作原理和安全措施,以及PLC的主要程序设计,变 频器的设置,通过触摸屏为系统提供良好的人机界面,使得操作更加简洁. 4.期刊论文 褚渊博.唐云龙.Chu Yuanbo.Tang Yunlong PLC、触摸屏仿真软件在交通信号灯系统设计中的应用 -石 家庄铁道学院学报2010,23(1) 以交通道口信号灯控制系统的开发为例,论述了PLC、触摸屏仿真软件在控制系统开发中的应用.采用三菱公司的GX Developer软件编写PLC控制程序 、GX Simulator仿真软件测试PLC控制程序、触摸屏软件GT Designer2设计人机对话窗口、触摸屏仿真软件GT Simulator2检验人机对话窗口,并将其与 PLC程序连接,对整个控制系统进行联机通讯仿真.经实验证明,该虚拟仿真方法开发控制系统方便灵活、危险性低、可重复操作性强,不但能够大大地缩短 系统研发周期,还可以有效降低系统研发成本.可应用于高等院校实践教学、现代化企业的人员培训. 5.期刊论文 刘广萍.翟润平.LIU Guangping.ZHAI Runping 交通信号PLC控制触摸屏动态显示系统 -世界科技研究 与发展2008,30(6) 本文基于可编程逻辑控制器(PIC)和触摸屏,设计了一个城市道路交通信号动态显示系统.该系统的特点是组合应用了PLC和触摸屏,采用PLC对交通信 号进行控制,同时将交通信号的实时状态显示在触摸屏上,并具有在线修改信号配时参数的功能.该系统能对不同相位的信号交叉口的信号进行控制,同时 具有信号的协调控制功能.文章介绍了系统的设计过程,论述了交通信号PIE控制程序的设计步骤以及相应的触摸屏界面的制作方法,并给出了典型的PLC控 制子程序. 6.期刊论文 张晓杰.王君艳.ZHANG Xiao-jie.WANG Jun-yan 基于触摸屏、PLC及伺服驱动器的伺服系统 -微特电机 2010,38(3) 介绍了一种由触摸屏、PLC及伺服驱动器构成的伺服电机控制系统,该控制系统采用空间矢量脉宽调制和CANopen总线通信,保证了系统的高速、高精 确性. 7.期刊论文 谢英 基于触摸屏和PLC的发射机控制系统 -信息化研究2009,35(11) PLC(可编程逻辑控制器)与触摸屏的组合应用为发射机控制提供了一个全新、方便可靠、功能完善的软硬件平台.文中介绍了GE公司新推出的Proficy ME 5.80软件的使用和开发,描述了该软件的集成开发环境和开发工具,在此基础上分别介绍了该发射机控制系统的硬件和软件设计,给出了PLC模块配置图 和控制程序流程图,阐述了触摸屏IC754VSL12CTD的程序和显示界面设计,以及该发射机控制系统的通信特点. 8.期刊论文 张还.张后国.唐菊兰.Zhang Huan.Zhang Houguo.Tang Julan PLC和触摸屏技术在真空玻璃生产线控制 系统中的应用 -玻璃2009,36(7) 通过对真空玻璃生产线工作机理和工艺流程的分析,设计了基于三菱FX<,2N>系列PLC和上海步科EVIEW触摸屏的真空玻璃线电气控制系统.该控制系统 可以实现进料、清洗干燥、检查、定位、待料、板压、翻转等全过程的自动化生产,大大地提高了真空玻璃生产的自动化水平和生产效率. 9.期刊论文 韩满林.HAN Manlin 用触摸屏和PLC实现四人抢答器的控制设计 -电子工程师2007,33(12) 用触摸屏和PLC(可编程逻辑控制器)实现控制是现代工业控制中的一种新方法.文中基于三菱F940GOT-LWD-C型触摸屏和FXOS-30MR型PLC,提出了4路抢 答器控制系统.描述了触摸屏的工作原理及特点,阐述了控制系统硬件与软件设计方案,实现了对四路抢答器的监控.系统软件设计包括触摸屏端的画面运 行系统的设计和基于顺序功能图的控制程序设计.实际应用表明,该系统具有运行稳定、可靠性高、实用性强等特点. 10.期刊论文 王飞.侯力.舒畅.雷唐.WANG Fei.HOU Li.SHU Chang.LEI Tang PLC和触摸屏在爆炸喷涂设备改造中的 应用 -机电工程技术2007,36(11) 应用PLC和触摸屏控制改造爆炸喷涂设备,利用模拟量模块采集压力和流量值代替原设备的控制卡,再通过触摸屏将流量与压力值显示出来;当流量与 压力符合工艺参数要求的条件,操作触摸屏控制按钮控制完成喷涂流程.由于PLC自身的在工业控制中的稳定性以及触摸屏组态的良好用户界面,完全可以 取代原计算机控制系统.实践证明该系统能够实现高频率的爆炸喷涂过程,并且性能可靠,操作方便. 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jcdq200904012.aspx 授权使用：武汉工程大学(whgc)，授权号：29b99f7b-1472-40ba-8d2b-9e1f012dc330 下载时间：2010年10月30日