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用PLC主机直接控制四轴系统的方案设计作者：魏西营来源：《科技与创新》2016年第20期摘要：从FATEK FBs_PLC内部的SoC晶片入手，整合了4组硬体高速脉冲宽度调变输出，使其结构略作调整，用主机直接控制（不使用伺服模块）电机，实现四轴联动的伺服运行控制系统，其频率高达184.32 kHz。
在设备制造领域内，使用者采用最经济的方法实现稳定、精准的控制，其有广泛的推广前景。
关键词：高速输出口；四轴联动；硬体高速PWM；伺服运行控制系统中图分类号：TQ315 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2016.20.081文章编号：2095-6835（2016）20-0081-01可编程序控制器（programmable logic controller），简称PLC，是数字运算的操作系统，被广泛应用于工业控制领域。
FBs-PLC特有0.1 ms时基之高速计时器提供误差0.1 ms的计时器和计时到（time-up）的即时中断处理功能。
过去，PLC无法胜任精密计时或速度检测的场合，现在均可胜任，而且其功能也不再局限于逻辑控制。
因为有高速脉冲输出（HSPSO）单机可作4轴直线补间伺服控制，再加上各轴细致平顺之加/减速功能，可以轻易完成多段变化且平顺、精准的直线路径或定位控制。
1 硬体结构和电气方案设计根据课题要求，采用FATEK SoC Based 微型PLC作为主控制器，机型为FBs-24MCT。
FBs-PLC的输出（DO）：Y0、Y1、Y2、Y3为高速单相频率120 kHz，Y4、Y5、Y6、Y7为中速单相频率20 kHz，Y8、Y9为低速单相频率200 Hz，输出（DO）共8只。
因为课题项目为4轴电机伺服运行的脉冲驱动方式，则Y0、Y1控制电机1，Y2、Y3控制电机2，Y4、Y5控制电机3，Y6、Y7控制电机4.其中，输出（DO）Y4、Y5、Y6、Y7为中速20 kHz的频率没有达到课题项目指标，所以，将FBs-PLC拆开自己调整换位输出（DO）高速芯片Y1、Y3换位中速芯片Y4、Y6。
plc旋转双轴云台设计PLC（可编程逻辑控制器）旋转双轴云台设计是现代自动化领域中的关键技术之一。
本文将全面介绍PLC旋转双轴云台的设计原理、应用领域和指导意义。
首先，PLC旋转双轴云台是一种基于PLC技术的旋转装置，可以实现在水平和垂直两个方向的精确定位和运动控制。
它通常由电机、传感器、PLC控制器以及机械结构等组成。
其中，PLC控制器是核心，通过对传感器信号的采集和处理，控制电机的转动，从而实现旋转双轴云台的运动。
PLC旋转双轴云台的设计原理是基于闭环控制系统。
当PLC控制器接收到传感器信号后，会通过PID控制算法对电机进行精确的定位和运动控制。
PID控制算法是一种常用的自动控制算法，它通过不断地调整电机的转速和转向，使云台按照预定的轨迹运动，并保持稳定的位置。
这种设计原理可以实现非常精确的定位和运动控制，满足许多自动化设备的需求。
PLC旋转双轴云台广泛应用于工业自动化领域。
例如，在物流仓储系统中，它可以用于自动化堆垛机的定位和运动控制；在机器人领域，它可以用于机械臂的运动控制和抓取物体；在影视拍摄领域，它可以用于摄像机的运动控制和镜头跟踪等。
由于PLC旋转双轴云台的高精度和可靠性，它在这些领域中都发挥着重要的作用，提高了生产效率和产品质量。
设计PLC旋转双轴云台需要考虑以下几个方面。
首先，需要根据实际应用需求选择合适的电机和传感器。
电机需要具备足够的转速和扭矩，以满足旋转云台的运动要求。
传感器需要具备高精度的位置检测能力，以提供准确的反馈信号。
其次，需要合理设计云台的机械结构，保证云台的刚性和稳定性。
同时，在安装云台时要考虑到负载的平衡和重心的稳定，以避免云台运动过程中产生震动和摆动。
最后，需要编写PLC控制程序，包括传感器信号的采集和处理、PID控制算法的实现以及界面的设计等。
总之，PLC旋转双轴云台是一种高精度、可靠性强的自动控制装置。
它在工业自动化领域具有广泛的应用前景，可以实现许多自动化设备的定位和运动控制。
运动控制系统应用软件初步设计方案一、软件应实现的功能1. 运动控制功能（1）.根据运动控制系统的技术要求绘制出负载轴速度图；根据设计要求本系统为多轴位置同步运动方式。
即控制5个机架辊的驱动电机SM11～SM51在运行过程中保持角位置同步。
以使各负载轴位置角θL51～θL55在高速运行中满足下关系：θL51=θL52=θL53=θL54=θL5=给定值 （1）我们可利用三菱运动控制器Q173中的虚拟主轴技术实现上述要求。
即由虚拟伺服电机发出位置给定，并通过各机架辊电机伺服驱动器的位置闭环实现对给定指令的跟踪。
从而实现各负载轴的位置同步。
根据上述，各负载轴与给定轴（虚拟主轴）的速度曲线如下图所示：图1— 伺服电机速度与指令脉冲（2）.分析运动控制算法，确定被控量与指令脉冲之间的函数关系；若已知伺服电机位置传感器的分辨率为P f0=131072 （PLS/rev ），则每个脉冲所对应的负载轴转动角度△θC 为：Z1131072360C ⨯=∆θ （2） 因此被控量θL5i （i=1～5）与指令脉冲P C 之间的函数关系为： C C C P Z P i ⨯⨯=⨯∆=1131072360L5θθ （3） （3）.应解决的中心问题加减速过程中，在保持机架辊角位置同步的同时，当产品位置出现偏差时应能进行在线动态补偿，以保证将产品的误差控制在允许的范围内。
2. 自动化功能（1）.运动指令脉冲的算法处理；（2）.生产过程数据采集和处理；（3）.应能实现生产工艺所要求的各种自动检测和自动控制功能；3. 人机界面（HMI）功能（1）.运行参数设定功能：操作人员可根据产品规格，工艺要求及材料特性，对希望的运行参数。
如：传动比、最大车速、升/降速时间、等进行自动或手动设定；（2）.操作指导功能：系统应能根据操作规程及工艺要求，以交互方式指导操作人员进行正确的操作，当误操作发生时，系统应能做出判断，警示操作人员并给出相应提示信息；（3）.运行状态监视功能：系统在线实时监视生产线各种运行状态及运行参数，并能以各种形式进行显示，如表计、棒图、趋势图、指示灯等，当故障发生时，除声光报警外，还应显示并记录故障，减少停机率。
基于PLC的运动平台（PLC程序）摘要基于三菱FX1N可编程控制器（PLC），接受人机界面（MHI）的不同操作。
利用ＰＬＣ的高速计数器的计数功能实时记录运动位置信息；利用PLC的相关指令和功能，通过其高速脉冲输出端输出高速脉冲，控制两轴运动平台，通过对PLC的相关端口发送数据，实现对电机不同运动状态的控制，使运动平台具有点动、增量、正反转、回零、定位、状态检测等功能。
本系统可用触摸屏输入轨迹，再进行简单的按钮操作就能实现不同的运动轨迹，有两种操作模式，即自动模式和手动模式。
系统可靠性高、稳定性强，使用触摸屏作为控制界面，更加人性化，使人机对话更加快捷，实现了轨迹的控制功能。
除此之外，本系统还符合成本低、效率高、结构简单、工作安全可靠、使用和维修方便等一些公认的普遍设计原则。
关键词：ＰＬＣ；人机界面；运动平台；伺服电机MOTION PLATFORM BASED ON PLC(PLCPROGRAM)ABSTRACTMitsubishi FX1N-based Programmable Logic Controller (PLC), human-machine interface (MHI) to accept for different operations. Counting function real-time recording location information using PLC's movement speed counters; use of relevant commands and functions of PLC, through its high-speed pulse output speed pulse output, two-axis motion control platform, through the relevant port to send data to the PLC, the realization of the motor control of different state of motion, the motion platform with a jog, incremental, positive, back to zero, location, status detection.The system can track the touch screen input, then a simple button operation can be achieved in different trajectories, there are two modes of operation, namely automatic mode and manual mode. System reliability, stability, using the touch screen as the control interface, more humane, more efficient machine dialogue people realize the control trajectory. In addition, the system also meets the low cost, high efficiency, simple structure, reliable, easy to use and maintenance of a number of recognized universal design principles.KEY WORDS：ＰＬＣ,Human-machine Interface,Motion Platform , Servo motor目录前言 (1)第一章运动控制系统概述 (2)§1.1运动平台概述 (2)§1.2 PLC技术的研究成果 (3)§1.3 人机界面（MHI）的研究与发展 (4)§1.4 运动控制器的发展与应用 (5)第二章PLC运动平台的控制系统方案设计 (6)§2.1 PLC运动平台的控制系统要求 (6)§2.2 控制系统设计方案 (6)§2.3 控制系统硬件总体结构 (7)第三章PLC运动平台的控制系统的硬件设计 (9)§3.1 PLC (9)§3.1.1 PLC的硬件组成 (9)§3.1.2 PLC的工作原理 (9)§3.2 显控SK102AE触摸屏 (11)§3.2.1 显控SK102AE触摸屏的通信与端口 (11)§3.2.2 显控SK102AE触摸屏的作用与操作 (12)第四章PLC的程序设计 (15)§4.1 FX1N PLC性能规格 (15)§4.2 软件系统整体流程设计 (15)§4.3 PLC控制程序设计 (18)§4.3.1 PLC程序设计要点 (18)§4.3.2 PLC程序具体设计 (19)第五章系统调试 (26)第六章结论 (28)参考文献 (29)致谢 (31)前言X-Y工作台是许多机电一体化产品的基本组成部分，如卧式镗床、坐标镗床、数控机床等数控设备。
PLC控制多台步进电机解决方案
目前大部分PLC都有专用定位模块提供，如三菱的一轴脉冲输出模块FX2N-1PG，FX2N的PLC最多可以连接八台FX2N-1PG，控制八个步进电机或伺服电机。
也可以应用Q系列的四轴定位模块QD70P4或是八轴定位模块QD70P8来达到控制更多轴数的步进电机或伺服电机。
但是这些定位模块的价格也是很贵的，在要求不太高的情况下，应用这些定位模块显然有些不太理想！
本文介绍PLC控制十台伺服电机与步进电机组合系统的低成本控制方法，这套系统对电机的同步性和运行速度都要求不高，所以本文介绍的控制方法完全能够满足系统运行的要求！
松下FPX系列PLC的CPU自带两个100K的高速脉冲输出，一个PLC可以控制两台步进或伺服，十台用五个PLC就够了。
松下FPX系列PLC之间支持PC-LINK通讯，通讯共享有64个字的继电器区，128个字的寄存器区，完全能够满足PLC之间数据传输的需要。
PC-Link通讯方式不需要PLC编制通讯程序，正确设置系统寄存器即可通讯，应用非常方便！其系统寄存器相关部分如下图：
这种控制方法的缺点：下载PLC程序非常麻烦！共需要下载五个PLC的程序，但是为了省成本就受点累了。
基于plcopen的六轴工业机器人运动控制功能块设计从简到繁，由浅入深的探讨基于plcopen的六轴工业机器人运动控制功能块设计：一、引言在当今工业制造领域，六轴工业机器人已经成为生产线上不可或缺的重要角色。
而要确保六轴工业机器人能够高效、精准地执行各种任务，其中运动控制功能块设计显得尤为重要。
plcopen作为一种开放式的可编程控制器标准，其在工业机器人运动控制领域的应用日益广泛。
本文将从plcopen的角度出发，深入探讨基于plcopen的六轴工业机器人运动控制功能块设计。
二、plcopen简介1. 了解plcopen的基本概念plcopen是一种可编程控制器（PLC）标准，旨在提高各种PLC编程环境之间的互操作性。
它定义了基于IEC 61131-3标准的运动控制功能块的接口，使得控制器供应商能够提供可重用的控制功能块。
2. 应用于六轴工业机器人控制的优势plcopen标准在六轴工业机器人控制中的应用，使得不同品牌的机器人控制器之间能够更好地进行通信和协作，从而提升了工业机器人的灵活性和可编程性。
三、六轴工业机器人运动控制功能块设计1. 运动控制功能块的基本结构（1）位置控制功能块（2）速度控制功能块（3）加速度控制功能块（4）姿态控制功能块（5）路径规划功能块（6）同步控制功能块2. 基于plcopen的六轴机器人运动控制功能块设计在plcopen标准中，各种运动控制功能块的设计需要严格遵循标准接口规范，以确保不同品牌的机器人控制器能够正确识别和执行这些功能块。
3. 深入探讨六轴机器人运动控制功能块的应用基于plcopen的六轴机器人运动控制功能块设计不仅能够实现基本的位置、速度和姿态控制，还可以提供更加灵活的路径规划和同步控制功能，从而满足复杂工业场景下的要求。
四、个人观点和总结在工业制造领域，基于plcopen的六轴工业机器人运动控制功能块设计是未来发展的趋势，其能够有效提高工业机器人的编程灵活性和可重用性。
PLCopen多轴圆弧运动控制功能块的实现罗亮;王瀚博;刘知贵;范玉德【摘要】针对目前市场上运动控制器编程语言不兼容、编程方法繁琐等问题,深入研究了基于PLCopen规范的功能块模型设计及圆弧插补算法的工作原理.首先,在试验室现有的"多轴运动控制器+μC/OS-Ⅲ"平台上,选用目前工控界广泛推广的德国3S公司的Codesys软件作为开发平台,以多轴圆弧运动控制功能块作为编程对象,采用结构化文本语言和顺序功能图,设计运动控制功能块.其次,通过在嵌入式系统中移植Codesys SP内核,使硬件平台成为符合IEC编程标准的可编程逻辑控制器,实现底层功能块的接口设计.最后,将设计好的功能块下载到控制器中,在Matlab中进行速度与位移曲线的仿真.仿真结果表明,功能块可达到设计要求,能够完成多轴运动,并可被移植到其他硬件平台上,具有很好的兼容性与复用性.%At present, the programming languages for commercial available motion controllers are not compatible and the programming methods are cumbersome;aiming at these problems, the model design of function module based on specification of PLCopen and the operational principle of arc interpolation algorithm are researched in-depth. Firstly, on the existing "multi-axis motion con troller+ μC/OS-Ⅲ" platform in the laboratory, selecting the Codesys software of German 3S Gmbh, that is widely promoted currently in industrial control industry as the development platform, with the multi -axis arc motion control function block as the programming object, using structured text language and sequence function diagram, the motion control function block is designed. Then through transplanting the Codesys SP kernel provided into the embedded system, this makes thehardware platform use as programmable logic controller conforming to IEC programming standards, thus the design of interface for bottom layer function block is realized. Finally, the function block designed is downloaded into controller;then the simulation of speed curve and displacement curve are conducted in Matlab. The simulation results indicate that the function block can meet the design requirements, can complete multi-axis motion, and can be transplanted to other hardware platforms;it has the very good compatibility and reusability.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2017(038)002【总页数】5页(P10-14)【关键词】IEC61131-3;PLCopen;运动控制;编程语言;连续功能图【作者】罗亮;王瀚博;刘知贵;范玉德【作者单位】中国工程物理研究院电子工程研究院,四川绵阳 621900;西南科技大学信息工程学院,四川绵阳 621010;西南科技大学信息工程学院,四川绵阳 621010;西南科技大学研究生院,四川绵阳 621010;中国工程物理研究院化工材料研究所,四川绵阳 621900【正文语种】中文【中图分类】TH-39;TP311近年来，随着PLC编程语言标准化程度的逐步提高，自动化产品的解决方案互补兼容，但运动控制产品的市场依旧各行其事，产品之间的编程语言存在差异，用户在使用不同产品时还需重新学习[1-2]。
优化基于PLC控制的料盘双轴定位系统设计方案一、引言在工业自动化领域中，PLC（可编程逻辑控制器）广泛应用于各种控制系统中，特别是在料盘双轴定位系统中。
料盘双轴定位系统是一种常见的工装夹持系统，用于在自动生产线上对工件进行定位、夹持和运输。
本文将对基于PLC控制的料盘双轴定位系统的设计方案进行优化，提出一种全新的方案，以提高系统的性能和可靠性。
二、目标本次优化的目标是改进料盘双轴定位系统，以实现更高的精度、更快的速度和更稳定的性能。
主要包括以下几个方面的内容：1. 提高定位精度：通过精确控制轴的运动，提高系统的定位精度，以保证工件的准确定位。
2. 加快定位速度：优化轴的加速、减速和运动控制算法，以提高系统的响应速度，减少轴移动的时间。
3. 增强系统稳定性：通过添加合适的反馈控制和故障检测机制，提高系统的稳定性和可靠性，减少故障发生的可能性。
三、优化方案1. 优化电机驱动系统：选择适合的电机驱动系统，例如使用高性能的伺服电机，以提高系统的动态响应能力和定位精度。
采用闭环控制算法，可以实时监测和调整轴的位置，进一步提高系统的运动精度。
2. 优化传感器选择：选择合适的传感器，例如线性位移传感器、角度传感器等，用于实时监测轴的位置和角度，以提供准确的反馈信号。
通过精确的反馈数据，可以更好地控制轴的运动，提高定位精度。
3. 优化控制算法：改进轴的运动控制算法，例如采用先进的PID控制算法或模糊控制算法，以提高轴的响应速度和运动平滑度，减少轴的震动和振动。
4. 引入纠偏机制：对于定位误差较大的工件，可以引入纠偏机制，例如视觉检测系统或辅助传感器，用于实时监测和修正工件的位置。
通过纠正定位误差，提高系统的定位精度。
5. 故障检测与报警：增加故障检测与报警机制，实时检测系统中的故障情况，例如电机过载、传感器故障等。
及时报警可以减少故障的发生，提高系统的稳定性和可靠性。
6. 软件优化：通过对PLC控制程序的优化，提高系统的响应速度和执行效率。
