三菱PLC单轴运动控制

news2024/11/23 20:07:17

1、什么是运动控制

运动控制，也可叫做电力拖动控制；它是自动化的一个分支，其动力源大部分都基于电动机。
也就是说，运动控制其实是基于电动机，实现物体对于角位移、速度、转矩等物理量改变的控制。
这里面，又将运动控制进行划分为两个方向，一个是用于机械行业的运动控制，另一个是用于化工行业的过程控制。
在上面提到，运动控制其实是基于电动机的，这里的电动机指的是伺服电机；
如果一套单机设备上只用了一台伺服电机，这种情况下是更注重于对电机的一个控制，如位置、速度、转矩的控制；这个例子，是想单台电机控制只是运动控制的一个环节。
而运动控制主要是针对产品，整体包含机械（电动机只是机械中的零配件）、电气、软件等，是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照预定的控制方案转变为期望的机械运动的控制。

2、运动控制应用的场景

运动控制系统是以机械运动的驱动设备——电动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构组成的。常见的如电动机、变频装置和控制器三部分组成传动机构。

对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照预度期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。所以，生产机械、运输机械等生产领域均有十分重要的应用价值。

2.1 调速应用

风机、泵类机械为了节能，要根据负载轻重进行调速；机床加工，要根据工件精度的不同要求进行调速；运输机械为了提高生产率需要进行调速；电梯为了提高舒适度也需要进行调速。

2.2 伺服系统应用

基于电动机的控制，以实现物体对角位移、转矩、转速等物理量改变的控制。不同于单纯的电机控制，运动控制关注点在于协调多个电机，完成指定的运动，尤其用于精确定位的场合。

2.3 智能仓库

1、菜鸟无人仓库

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3、运动控制系统的组成

运动控制器：常见的就是plc啦；

驱动器：工控人对驱动器应该再熟悉不过了；

执行机构：伺服电机；

减速机构：减速器；

光栅：编码器的一种；（一般用于车床加工）

人机界面：大家熟悉的触摸屏。

执行流程: 由运动控制器发出命令，给驱动机构进行功率放大，将放大后的信号传给执行机构（伺服电机），伺服电机自带编码器，能够实现**半闭环控制**；伺服电机又传动机构控制机械，在机械装置上安装了光栅尺（也是编码器），实现**全闭环控制**。操作人员在现场可通过人机界面去进行整个环节的**调试操作**。

4、三菱PLC开发运动控制需要的环境

一个PLC或者运动板卡（220V）
一个DC 24V开关电源（步进电机使用单独电源别和PLC用同一个）
一个步进驱动器
一个步进电机 (1.8°)
丝杆螺距4mm距离

把脉冲转换为距离

5、GXWork3工具使用

5.1 配置网络

5.2 测试是否能正常通信

PLCData.PLC = new Mitsubishi.McProtocolTcp("192.168.9.200", 6000, Mitsubishi.McFrame.MC3E);
await PLCData.PLC.Open();
PLCData<int> ints = new PLCData<int>(Mitsubishi.PlcDeviceType.X, 0, 1);

await Task.Run(async () => 
               {
                   while(true)
                   {
                       await ints.ReadData();
                       Console.WriteLine($"ints[0]={ints[0]}");
                       Thread.Sleep(2000);
                   }

               });

Console.ReadKey();

5.3 配置三菱高速IO

6、三菱PLC运动控制文档查阅

6.1 文档下载

6.2 定位篇内容介绍

6.2.1 机械原点回归

6.2.2 相对定位

6.2.3 绝对定位

6.2.4 三菱特殊继电器表格

7、编写梯形图

梯形图常用快捷指令

ldi 常闭触点

ld 常开触点

out 输出线圈

7.0 限位开发

7.1 原点回归编写

7.2 相对定位

7.3 绝对定位

8、上位机通讯与软元件读写操作

点位数据表编写与查询
基于界面实现原点回归
实现相对定位和正转和反转
实现绝对定位
实现急停功能
实现定位控制功能
实现速度控制

9、朝夕运动控制系统界面设计

10、运动控制系统与三菱PLC对接完成数据同步

什么是驱动器的细分？运行拍数与步距角是什么关系？
“细分”是针对“步距角”而言的。没有细分状态，控制系统每发一个步进脉冲信号，步进电机就按照整步旋转一个特定的角度。步进电机的参数，都会给出一个步距角的值。如110BYG250A型电机给出的值为0.9°/1.8°（表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°），这是步进电机固有步距角。通过步进电机驱动器设置的细分状态，步进电机将会按照细分的步距角旋转位移角度，从而实现更为精密的定位。以110BYG250A电机为例，列表说明：
电机固有步距角运行拍数细分数电机运行时的真正步距角
0.9°/1.8° 8 2细分，即半步状态 0.9°
0.9°/1.8° 20 5细分状态 0.36°
0.9°/1.8° 40 10细分状态 0.18°
0.9°/1.8° 80 20细分状态 0.09°
0.9°/1.8° 160 40细分状态 0.045°