欧姆龙PLC NC(位置控制)单元的应用,有两种操作方式可以选...

欧姆龙PLC NC单元的应用

NC单元也叫位置控制单元（Position Control Unit，简称PCU），是在CPU单元不能满足定位精度的情况下，所采用的高速度、高精度的定位单元。NC单元目前有CJ1W-NC□□3、CJ1W-NC□□4、CS1W-NC□□3、CJ1W-NC□71、CS1W-NC□71、CJ1W-NC□81、CJ1W-NC□82等系列。

一、NC单元特点

欧姆龙NC单元的一些功能特点如下表：

	NC□□3	NC□□4	NC□71	NC□81/82
响应速度/控制周期	2ms	0.1ms	250us-8ms	0.25-2ms
操作方式	存储100条/直接	存储500条/直接	同步通信执行指令直接操作	存储500条/同步通信执行指令直接操作
轴数	1、2、4轴	2、4轴	2、4、16轴	2、4、8、16轴
插补	直线	直线/圆弧		直线/圆弧/螺旋
电机驱动器	步进/脉冲型伺服	步进/脉冲型伺服/线性电机/直驱电机	MECHATROLINK-II总线伺服	内置EtherCAT通信功能的G5系列伺服
中断进给	有0.1ms	有	有	有
定位范围	-1073741823~1073741823	-2147483648~+2147483647	-2147483648~+2147483647指令单元	-2147483648~+2147483647指令单元
速度	1-500kpps	1-4Mpps	0-2147483647指令单元/s	104Mpps转换值
精度	1/500kpps	1/4Mpps		1/104857600pps
超驰	1-999%	0.01-500.00%	0.01~32767.67%	0.01~500.00%
同步控制		5单元/20轴
高速计数器/带绝对编码器		有		有
索引表控制		有
进给器控制		有
MPG功能		有
示教	有	有		有
齿隙补偿	有	有	有	有
区域设置	有	有		有
S曲线加减速	有	有	梯形/S形	有
电子凸轮		有		部分有
传送速率			10Mbps	100Mbps
传送距离			50m	节点间100m
通信方式			主-从完成同步	主-从串级链
通信介质			屏蔽双绞线	5类屏蔽双绞线RJ45连接器
节点多样性				有

二、CJ1W-NC213单元的直接操作实例

直接操作，意思是定位的位置、速度、加减速时间等，直接由CPU单元的程序设定，定位执行由CPU单元的程序指令执行，也可以根据指令执行中途改变位置（包括方向）、速度。直接操作模式中不可以使用插补。



如要实现上图中的定位要求：速度5000pps、加减速时间100ms、绝对定位方式移动5000个脉冲、方向为CW方向，要如何实现呢？

（一）、硬件接线

NC单元与伺服驱动器的连接如下图所示：



NC单元未使用轴的连接如下图所示：



使用伺服继电器单元和连接专用电缆可以减少接线。

（二）、参数设置

NC单元自带有CPU，同时它在PLC的CPU单元中也有4个数据存储区域与之对应，从下图中由上到下分别称之为n区、I区、m区、k区。



1、其中k区的作用是传递数据到NC单元内。

2、m区为公共参数和轴参数区，其中公共参数占用（m~m+3），开始字m=D20000+100*单元号。

m可以为0000，000D，0X0E。

0000：分配给特殊IO单元的数据存储区字，在轴参数后被连续分配。

000D：用户定义I区（操作数据区），开始字为m+1中定义。

0X0E：用户定义EM区域字，X为块号。

m+1定义I区（操作数据区）开始字，用十六进制数表示。

m+2轴参数定义（标识指定）。参数标识占用00-07位，轴标识占用08-15位。参数标识中，00，使用快闪存储器中的轴参数；01分配给特殊IO单元的数据存储区为轴参数。轴标识中，08为x轴定义，09为y轴定义，10为z轴定义，11为u轴定义。位为0，使用分配给特殊IO单元的数据存储区域中的轴参数设置；位为1，使用缺省轴参数设置。

m+3系统保留。



m+4~m+59/m+115为轴（x、y/x、y、z、u）参数区域。在IO表中通过特殊IO单元号设定轴参数。



3、n区为操作存储器区，作用是对NC单元进行控制输出（序列号使能、操作控制位、读写数据位等），及NC单元状态的返回（标志位、原点信号位、错误代码等）。

开始字n=2000+10*单元号，其中1轴占用n~n+4共5个字，其中2轴占用n~n+9共10个字，其中4轴占用n~n+19共20个字。





编写程序执行命令位功能时，要结合NC单元的当前状态，如轴是否忙，是否有原点，是否报错等。

4、I区为操作数据区，开始字由公共参数m~m+1指定，作用是设定NC单元直接操作、存储器操作的操作数据、特殊功能操作数据、NC单元状态数据，以及k区（数据传送区）参数定义等。



5、CJ1W-NC213单元参数设置

如单元号为5，则公共参数m~m+3的地址对应为：

m区	m	m+1	m+2	m+3
地址	D20500	D20501	D20502	D20503
内容	000D	01F4	0000	0000

因m+1中设定的内容为#01F4（&500），则操作数据区（I区）的起始字为D500，对应参数如下表。

I区	位置	速度	加速时间	减速时间
地址	D509 D508	D511 D510	D513 D512	D515 D514
#内容	0000 1388	0000 1388	0000 0064	0000 0064
&内容	5000	5000	100	100

（三）、程序编写

程序样式编写如下：



三、CJ1W-NC213单元的内存操作实例

内存操作是指定位控制所需的参数数据（定位序列、位置、速度、加减速时间）被预先传输到NC位置控制单元中，NC单元根据PLC CPU向工作存储器区发出命令，执行相应的定位序列来完成定位控制。内存操作可以通过序列的完成码，实现包括插补在内的复杂多样的定位控制。

内存操作的实现方法，现举例说明如下。



利用CJ1W-N213的内存操作，完成如上图所示的定位要求：xy轴直线插补从（0，0）移动到（5000，5000），然后y轴回到0点，x轴回到0点，插补速度为500。

（一）、硬件接线

硬件接线方法与NC单元的直接操作方式的接线方法一样，单元号设定为5。

（二）、参数设置

1、公共参数设置

m区参数	m	m+1	m+2	m+3
地址	D20500	D20501	D20502	D20503
内容	000D	01F4	0000	0000

01F4指定I区的起始字为D500。



以上参数设置并下载到NC单元后，断电重启一次，让设置生效。

2、序列号指定设置



序列号指定字为D516。

3、内存操作相关命令及状态反馈





根据上表内容对轴执行相应的读写（命令与反馈）内存操作。

（三）、定位序列编辑

1、CX-Position操作

在CX-Programmer中创建IO表，右击NC模块，选择“启动专用应用程序”→“继承设定启动”，打开CX-Position软件。



在CX-Position软件中设定下表数据。



Table1，是指选择当前序列的启动轴为X轴。对于除了轴数据之外的数据，启动操作的轴的数据被用作在序列数据中被定义的数据。

在位置数据（Position Data）中，分别设置X轴Y轴的坐标数据，注意轴的运行方向为CCW（负方向）。

轴设置（axis Set）设为“XY”（定义轴）。

输出码设置（Output Code）设为“0”。输出码是指执行当前序列时，NC单元反馈给PLC的状态代码。

位置指定（Position X ax/ Y ax）设为“0”，表示是绝对位置；设为“1”，表示是相对位置。

完成码（End Code）设为“1”，表示自动完成，序列之间根据间隔时间驻留；设为“2”，表示连续完成，不允许有驻留时间；设为“3”，表示块结束，定位完成后被停止，当启动再次被执行，定位将按照定义的序列号从头开始执行。还有4、5、6分别表示速度控制、正向中断进给、反向中断进给。

驻留时间、加减速时间、速度数据需要分别进行设置。



驻留时间编号（Dwell No.）设为“1”，表示执行驻留时间编号No.1的驻留时间5秒。



加速时间编号（Accel No.）/减速时间编号（Decel No.）设为“1”，表示执行加/减速时间编号No.1的加/减速时间值（100ms/200ms）。



序列中速度数据（Targe Speed）设为“1”，表示执行速度数据编号No.1的速度值（500pps）。



设置好后，将参数下载到NC单元中。

（四）、程序编辑

程序编程样例如下：