三菱PLC定位控制理论2

目录：

五、插补与插补指令

1、连动、联动与轨迹控制

1）连动与联动   2）轨迹控制分析

2、直线与圆弧插补

1）什么叫插补   2）直线插补   3）圆弧插补

3、插补指令应用理解

1）插补的应用   2）直线插补指令应用理解   2）圆弧插补指令应用理解

六、端口电路与信号传输

1、电路的连接的重要性

2、端口电路和信号传输

1）信号回路分析法   2）端口电路结构   3）脉冲信号的传输

3、信号接收电路

4、信号发送电路结构

七、FX3U定位控制与伺服应用

1、PLC定位及伺服控制系统

2、FX3U-PLC定位控制指令

1）原点回归指令ZRN   2）带DOG搜索的原点回归指令DSER   3）相对定位指令DRVI   4）绝对定位指令DRVA

5）中断定位指令DVIT   6）采用表格设定方式的定位指令TBL

3、FX3U-PLC定位功能与伺服实操训练

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五、插补与插补指令1、连动、联动与轨迹控制1）连动与联动
定位控制中，一个输出脉冲信号只能控制一台电机（一个工件）的运动，称之为独立单轴运行。一个独立单轴的运行轨迹只能是直线运动或是圆周运动。当一台设备有多个独立单轴时，定位控制运动就产生了独立单轴连动和多轴同步联动的说法。

连动指在定位控制中，多个独立单轴在各自的运动轨迹上运动，但它们之间的是互相独立的，在运动轨迹上没有任何关联。但是，在控制器的协调下，同一时间内可以有多个独立单轴同时在运动。这种独立单轴的同时运动称之为独立单轴连动，简称连动。



在定位控制中，当一个物体的运动同时受到两（或三个）独立单轴的控制时，就称之为多轴同步联动。双轴联动的轨迹是在一个平面中的曲线，而三轴联动的轨迹是在一个立体空间内的曲线。所以联动又称为连续轨迹控制或协调运动控制，简称联动。

二轴同步联动协调控制：

在定位控制中，多轴同步联动比多个独立单轴连动控制复杂的多。二轴同步联动的定位控制中，必须对二轴的位移进行协调控制，才能使工件按预定的运动轨迹位移。目前，对这种协调控制有两种处理方法。一是轨迹方程法、二是插补法。
2）轨迹控制分析
轨迹方程法的前提是定位控制对象在平面上的运动轨迹必须有确定的参数方程表达式。所谓参数方程是指曲线上任一点的坐标（X，Y）都是某个变量t的函数。因此，曲线方程Y=f(X)，就变成了一个参变数t的方程组，如下式：



直线与圆



令V1的速度，就可以求出V24的速度。X轴与Y轴脉冲当量一定要一样。

理论上可实现，但实际应用中，受到加减时间的影响，即在加速和减速时间里位移与速度之比会因不相等而不同步。另外，还会受到程序扫描的影响，即两轴的定位指令是不可以同时执行的。这些都会影响到运动的精度。
2、直线与圆弧插补





圆弧插值比直线插值误差更小，但计算量大。

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1）什么叫插补
在曲线（不能用参数方程表示）的起点和终点之间插入一系列中间点（也叫插值），然后对每两点之间的曲线用一小段直线或圆弧来代替。这种完成曲线轨迹的位移的方法叫做插补。

插补-逐点比较法：

二轴同步联动的定位控制中，如何对二轴进行协调控制，完成直线或圆弧轨迹，称之插补算法。常用的算法有脉冲增量插补算法（又叫逐点比较法），它适用于步进电机和伺服电机。
2）直线插补



在工件（动点）运行过程中，不断地将工件与插补直线或圆弧进行相对位置比较，并根据比较结果使工件朝着偏差减小的方向上进行平行于X轴或Y轴的阶梯型的直线运动，直到到达直线和圆弧的终点为止。X轴与Y轴并不是同时动作，实际X轴与Y轴交替运行。

直线插补分析（逐点比较法）：



插补实质上就是用这样一小段一小段平行于X轴或Y轴的阶梯折线代替直线MN。只要这一小段一小段阶梯折线进给相当微小，那么插补的折线与直线MN的位置误差也相当微小。
3）圆弧插补



3、插补指令应用理解1）插补的应用
平面上两个坐标点之间走曲线，通过插补程序，来控制X轴和Y轴完成控制任务。从理论上说是可以实现的，但实际十分困难。首先，一条曲线，要分成多少段才能满足精度要求？每点坐标都要送入PLC事先存储起来，数据量占用大量的内存。而每一小段进行插补运算，运算量又非常大。完全用PLC编制插补程序来完成曲线运动的控制基本上没有人采用。

插补在PLC的定位控制应用中仅限于完成直线、圆弧和圆的轨迹，通常称作直线插补和圆弧插补。使用者只要输入按手册规定的直线插补和圆弧插补指令。工件会自动走出一条直线、圆弧和圆，但任意曲线PLC是实现不了的。学习和应用都是十分方便。
2）直线插补指令应用理解





3）圆弧插补指令应用理解









当前位置点、终点、圆心坐标、半径、大弧、小弧、顺时针和逆时针、上圆和下圆，这些都是学习圆弧插补指令所需要掌握的位置参数知识点。

圆弧插补指令速度参数有运行速度、最高速度、加减速时间等。



在实际应用插补指令进行直线和圆弧定位时，有一点必须注意。在设置X轴和Y轴的脉冲当量时，它们的脉冲当量值必须一致。否则所走出的直线和圆弧是一条变形的直线和变形的圆弧。

六、端口电路与信号传输
1、电路的连接的重要性
在定位控制系统的设计中，电路连接是编程设计的基础。而保证电路连接的正确，就必须对定位控制各个硬件输入、输出有一个清楚的了解。对有电路基础的人员此部分内容可略去。
2、端口电路和信号传输1）信号回路分析法



通用端口是指普通的I/O端口，有时又叫编程口。编程口的功能是由用户所定义的，一旦定义了其功能，外部接线必须按功能接线，在编程时都必须根据该功能编制程序。

专用信号口是指这些端口的功能是硬件设备根据需要所指定的。用户如需使用这些端口，必须按照其定义的功能处理。所谓信号的功能接线就是指这些功能定义端口之间的连接。
2）端口电路结构
端口电路的结构是指组成端口的元器件及其所构成的电子电路。了解端口电路结构和工作原理对它们之间的正确连接非常重要。

端口电路连接是指信号发生电路与信号接收电路之间的连接，也就是定位控制中各个设备之间的信号传输的连接。

一般来说，定位控制硬件的端口电路结构可以从其相关的使用手册上查到。因此，向供货商索取这些资料或自己用其他方法获取这些资料和学会看资料是每一个工控人员所必须做的工作程序。



信号发生电路：指能够产生开关量信号或脉冲序列信号的电路。分无源与有源开关信号两大类。

信号接收电路：指能够接收开关量信号或脉冲序列信号的电子电路。一般则光电耦合器或电子开关电路组成。

电源：信号回路能量供给单元，用以提供信号电路的电流。
3）脉冲信号的传输
信号传输回路分析：

回路电流法是电子电路最基本的分析方法。任何复杂的电路结构都可以简化成一个个基本回路来分析。因此，掌握回路电流法在学习电路连接时特别重要。

回路电流法分析有以下二方面的内容：

（1）信号发生电路、信号接收电路和电源要能组成一个闭合的回路；

（2）信号能正确传输，就是在闭合回路中，必须能形成回路电流。



3、信号接收电路结构
信号接收电路一般使用光电耦合器。
4、信号发送电路结构
有晶体管和继电器两种。

七、FX3U定位控制与伺服应用
1、PLC定位及伺服控制系统













2、FX3U-PLC定位控制指令1）原点回归指令ZRN



工作台必须在原点的右边，才能使用。





Y0脉冲输出端的清零信号选择（1）

M8341=ON：清零信号输出有效；M8346＝OFF：清零信号输出端固定有效。Y4：清零信号固定输出端。

Y0脉冲输出端的清零信号选择（2）

M8341＝ON；清零信号输出有效；M8464＝ON：清零信号输出指定有效。D8464：清零信号指定寄存器。



























2）带DOG搜索的原点回归指令DSER





















3）相对定位指令DRVI











4）绝对定位指令DRVA









注：相对定位指令有累计误差，绝对定位指令则没有。
5）中断定位指令DVIT







以脉冲输出端Y0为例：

执行中断定位指令，电机转动，工作台运行；

以输出脉冲频率的速度V向指定的方向移动；

当中断输入信号Xi=ON时的瞬间，输出指定脉冲数后，立即停止；

指令执行结束标志位M8029=ON，结束中断定位执行。

注意：

若在加速过程中，中断输入ON，则输出脉冲大于加速所需脉冲数+减速所需脉冲数。

指令执行时，中断输入已动作，相当于执行DRVI相对定位指令。

在指令执行过程中，指令输入条件为OFF时，电机减速停机；

正转极限与反转极限标志为ON时，电机减速停机，并且指令执行异常结束，标志位M8329=ON。













6）采用表格设定方式的定位指令TBL