手轮在三菱FXPLC定位控制系统中的应用

三菱 FX3U PLC 本身具备 3 个高速脉冲输出口,可以连接3 套伺服系统, 构成精密定位工作机械 其高速脉冲输出口具备 100 kHz 的输出频率 这样, 由FX3U 构成定位控制系统时就可以省略原来需要的脉冲发生单元 FX2N - 1PG 或 FX10GM 定位单元, 以比较节约的成本组成多轴运动控制系统 。本文即论述了在三菱FX系列PLC定位控制中使用手轮的方法及编制PLC程序的关键技术。

件：

PLC输入接口必须能接收手轮的高速输入脉冲，并且识别正反向脉冲，这个输入的脉冲值就做为定位的数据。而且，随着手轮输入脉冲的变化，能相应地发“相对定位指令”“绝对值定位指令”，出或使伺服电动机跟随运动。

1．2PLC程序的处理

基于以上考虑，对PLC程序做如下处理：

（1）使用FXPLC内部的高速计数器C251接收来自手轮的脉冲信号。高速计数器C251具有双相双输B相脉冲信号接入PLC的两个输入点，入，手轮的A、这样能及时检测到手轮的正反转脉冲信号，使高速计

数器C251内的计数值随着增加或减少，而C251内的数值正可以做为定位的数据。

（2）使用手轮的目的，一是为了获得足够慢的速度，二是为了获得精确的位置数据，为最终的自动程序提供位置数据。因此，在手轮模式下驱动电动机必须

这样，通过监视当前值寄存器的数值使用绝对值指令，

就能获得精确的位置数据。

2

2．1

实际接入手轮信号后遇到的问题及处理方

法

手轮的输入信号

B相脉冲的手轮，选用的手轮是带A、工作电压

所构成的运动模式可以有3种：

（1）回原点模式；（2）点动（JOG）模式；（3）自动（定位）模式。

点动（JOG）运行模式实际上是使用了“相对定位。而手轮模式与JOG模式类似，指令”如果要加入“手

，轮运行模式”也必须在现有的可以使用的指令基础

上加以开发。要使用手轮运行模式必须具备下列条

12VDC—24VDC，A、B相脉冲信号分集电极开路输出，

X1端。手轮的0VDC端与PLC输别接入PLC的X0，

入信号的COM端相连。与其相关的PLC程序如图2。连线完毕上电后，可以监视到C251的值随着手

轮的正反转而变化。

使用绝对值定位指令，以高速计数器C251的数

三菱 FX3U PLC 本身具备 3 个高速脉冲输出口,可以连接3 套伺服系统, 构成精密定位工作机械 其高速脉冲输出口具备 100 kHz 的输出频率 这样, 由FX3U 构成定位控制系统时就可以省略原来需要的脉冲发生单元 FX2N - 1PG 或 FX10GM 定位单元, 以比较节约的成本组成多轴运动控制系统 。本文即论述了在三菱FX系列PLC定位控制中使用手轮的方法及编制PLC程序的关键技术。

经过实验，这条指令（即绝对值定位指令）在一次

定位完成后，即使定位数据发生变化，其指令并不生效，必须重新启动触发条件（X22）后，该指令才重新执行一次。

这样在用手轮给出定位数据后，还必须给出一启

动信号，

电动机才能运行。实验中，单独给出一启动信号，

电动机确实能随手轮给出的数据运动，但电动机的运动一方面显得“迟钝”。另一方面，其速度忽快忽慢，其“迟钝”的原因是“启动信号”总是在手轮停止后

才发出，不可避免地要出现“迟钝”。这种效果不能进入实用。

那么，怎样才能具有手轮模式的边摇边动的效果呢？

2．2

对手轮运行模式下“启动信号”的处理

问题的关键是处理“启动信号”

。由于PLC内的高速计数器C251表示了手轮输入脉冲数据的状态，当C251不等于零时表示有脉冲输入，可以用这个状

态做为“启动信号”，当定位完毕后用PLC内部的“定位完成标志M8029”对C251置零。按照这个思路编制了PLC程序，未能得到良好效果，电动机时转时不转，

也不能进入实用状态。那么，直接用脉冲信号做为“启动信号”可以吗？从手轮的A、

B相输入的脉冲已经接入PLC的X0、X1端做为计数信号，再将A、B相信号连接在PLC的输入端X6、X7上用其做绝对值定位指令的“启动信号”，效

果会怎样呢？按此方案编制了PLC程序如图3

。

实验效果是，摇动手轮后，电动机能随之正反向运动，但快速摇动手轮时，电动机不能随之快速运动，有时甚至不动。只有慢速摇动手轮时，电动机能正常运行。这是什么原因呢？

经过分析，其原因是当输入信号的频率高到一定

数值，超过PLC程序的扫描周期时，PLC检测不到手轮A、B相信号的低电平，只检测到高电平，这样，定位

指令一直保持接通ON状态，

没有OFF———ON的变化，所以定位指令就没有执行。从PLC程序上监视到的情况确实是输入信号X6或X7一直保持ON状态。如果PLC程序的扫描周期=2ms，输入信号滤波延迟时间为10ms，则允许的手轮脉冲信号频率=1000/12，约90Hz。实验中用手轮每转发出100脉

冲，在2r/s时可以观察到电动机已经不能正常运行。2．3

提高PLC处理速度响应性的方法为了提高PLC输入信号的响应性，必须使用其高

速输入输出功能，及缩小输入信号的滤波时间。按此方案编制的PLC程序如图3。

（1）REF指令是输入输出刷新指令，该指令不受

程序扫描周期的影响，

直接检测输入信号并立即输出运算结果。使用该指令后，

情况有些改善，但效果不明显。这是因为扫描周期的时间本身也很小，扫描周期不是主要因素。

（2）输入信号的滤波时间是重要影响因素，输入信号的滤波时间较长，所以还必须缩短输入信号的滤波时间。

一般的滤波时间为10ms，经过如图3所示程序处理后，滤波时间可缩短到1ms。经以上处理后，输入信号不受PLC扫描周期的影响，输入滤波时间仅为1ms，综合其他方面的影响，其响应频率可达到300Hz，手轮的输入脉冲频率可达到300Hz。实际实验时，以3r/s的速度摇动手轮，可以驱动电动机运行，这样在伺服驱动器一侧再设定适当的电子齿轮比，就能获得适当的电动机运行速度。对于由PLC直接构成的定位系统而言，这样使用手轮就能满足实用的机床要求了。

3结语

在由FXPLC构成的定位系统中可以使用手轮，而且可以获得令人满意的实用效果。

（编辑

孙德茂）

（收稿日期：2010－09－02）

文章编号：110351

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/7gdi.html