【正文】 通過通訊方式直接對(duì)速度和位移進(jìn)行賦值。 （ b）通過類比 輸出 方式下達(dá)命令：控制反應(yīng)較靈敏但成本較高且較 易 受干擾。 PLC 的 CPU 模組如內(nèi)含多軸高速脈波輸出以及高速硬件計(jì)數(shù)器，且能提供簡(jiǎn) 易 使用、設(shè)計(jì)的定位程式編輯，在此方面的應(yīng)用 更 方便。 圖 42 位置模式的 原理圖 位置模式的原理及參數(shù)設(shè)置 位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖頻率來確定轉(zhuǎn)動(dòng)速度的大小，通過脈沖的個(gè)數(shù)來確定轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，也有些伺服可以通過通訊方式直接對(duì)速度和位移進(jìn)行賦值，但此種方式通訊比較復(fù)雜，在本次設(shè)計(jì)中不便采用。 圖 43 交流伺服位置指令輸入流程 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)說明書） 18 位置模式的參數(shù)設(shè)置 （如表 41 所示） 和給定方式 (如圖 44 所示 )。具體參數(shù)功能設(shè)置如表 41 所示。 Pn50E 伺服準(zhǔn)備完成。 脈沖指令形態(tài)的選擇，如表 42 所示。 PLC 在切紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中 完成的主要功能為 ： （ 1）切紙長(zhǎng)度設(shè)定。 前面的傳動(dòng)點(diǎn)速度變化時(shí)，只改變本級(jí)和本級(jí)以后的各傳動(dòng)點(diǎn)，而不影響陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)說明書） 20 前面各傳動(dòng)的速度，這樣每傳動(dòng)點(diǎn)在前一級(jí)的基礎(chǔ)上可以調(diào)整并把速度信號(hào)傳送給下一級(jí)形成一個(gè)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，可以方便實(shí)現(xiàn)各傳動(dòng)點(diǎn)的速度保持同步。在正常的工作狀態(tài)，切紙機(jī)采用聯(lián)動(dòng)，當(dāng)檢修某一臺(tái)電機(jī)運(yùn)行的時(shí)候需要單動(dòng)?？刂平o定信號(hào)的頻率就可以控制電機(jī)的速度。所以送紙輥為變 頻器的方案是送紙輥電機(jī)編碼器信號(hào)作為伺服的給定，切刀伺服跟蹤送紙輥電機(jī)，由 PLC 改變電子齒輪比從而改變速度比控制，以達(dá)到調(diào)節(jié)切長(zhǎng)的控制，但是有些伺服控制器不支持在線修改電子齒輪比。該系統(tǒng)的工作過程如圖 47 所示 [13]。碼盤主要有兩種類型 :絕對(duì)值式和增量式。1 個(gè)脈波，這完全可以滿足切紙精度的要求。切紙機(jī) 系統(tǒng) 控制 框圖 如圖 51所示 。 FBsPLC 的定位功能 用 整合于 PLC內(nèi) 的 專用 NC定位控制器，使 PLC與 NC控制器能共用相同的資 料 區(qū)，而無需作兩系統(tǒng)間的資 料 交換與同步控制等繁復(fù)工作 ， 提供對(duì)伺服的定位、速度控制。通訊網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、性能也是決定整個(gè)控制系統(tǒng)的性能與先進(jìn)程度的主要因素之一。 RS485 接口數(shù)據(jù)傳輸原理 RS485屬于串行通訊，一般采用異步通訊方式，傳送數(shù)據(jù)每次只能送一個(gè)字符，所以只能逐字傳送。由于發(fā)送和接收都公用這兩條信號(hào)線，所以 RS485只能工作在半雙工工作方式。 RS485的共線電路結(jié)構(gòu)是在一對(duì)平衡傳輸線路兩端都配置 120歐姆 終端電阻。接收器輸入阻抗為 12千歐 。 RS485允許最大可以連接 32對(duì)發(fā)送器 /接收器，目前在工業(yè)控 制中得到廣泛的應(yīng)用。 （ 1） RS485 網(wǎng)絡(luò)硬件組建 RS485 總線要求有物理標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。完成終端電阻的配置。必須對(duì)各部件分配總線地址，每個(gè)部件必須唯一的總線地址，總線地址不能重復(fù)。適用于需要高速傳輸和設(shè)施簡(jiǎn)單而又便宜的各個(gè)領(lǐng)域。電纜的最大長(zhǎng)度取決于傳輸速度， RS485 傳輸技術(shù)的基本特性如表 51 所示 [15]。 永宏 PLC 上的通訊口是符合 RS485 標(biāo)準(zhǔn)的兼容 9針 D 型連接器 。 控制方式選擇 PLC 通訊控制方式。 （ b）變頻器的主要參數(shù)和設(shè)置方法 在變頻器的顯示面板上，都有頻率增加和頻率減少按鍵，通過它可以改變變頻器的切紙機(jī)交流伺服傳動(dòng)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 27 運(yùn)行頻率，這是一種數(shù)字設(shè)定頻率的方式。有三種方式可以起動(dòng)變頻器。 電機(jī)的運(yùn)行方向 :我們知道交流電機(jī)是通過改變其輸入三相電源任意兩相的相序來改變其旋轉(zhuǎn)方向的，在變頻中只需給它一個(gè)電平信號(hào)其自動(dòng)調(diào)整兩相相序，從而改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)中，根據(jù)工藝要求決定是單向或是雙向運(yùn)行。 ABB800 系列變頻器的應(yīng)用宏有以下七種： 工廠宏；手動(dòng) /自動(dòng)宏； PID 控制宏；轉(zhuǎn)矩控制宏；順序控制宏；用戶宏（兩個(gè)）。 允許信號(hào)：要起動(dòng)變頻器將參數(shù)必需設(shè)為 YES。 其中，參數(shù) 1（ EXT1）用于起動(dòng)、停機(jī)和轉(zhuǎn)向命令的連接和陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)說明書） 28 信號(hào)源。 ABB800 有兩個(gè)控制源可以選擇即 EXT1， EXT2。在PID 宏及轉(zhuǎn)矩控制宏下分別為閉環(huán)控制及轉(zhuǎn)矩控制方式。 參數(shù) , 分 別 是定義選擇外部給定 EXT1， EXT2 的 信號(hào)源。 EXT1 的啟動(dòng)、停止、轉(zhuǎn)向信號(hào)。 EXT1 的給定信號(hào)。 參數(shù) 是定義電機(jī)額定電壓值的，我們?cè)O(shè)置 =380，即額定電壓值為 380V。 參數(shù) 是定義電機(jī)額定功率的，我們?cè)O(shè)置 =4000，即電機(jī)額定功率為。 在切紙機(jī)傳動(dòng)控制中，變頻器 ABB ACS800 采用 PID 控制宏。我們選擇 =DI1，即通過數(shù)字輸入 DI1 的值來控制起動(dòng)和停機(jī)，其中 0=停止， 1=起動(dòng)。由參數(shù)組 11 定義。{（ Y1+， Y1） ， （ Y3+， Y3） ， （ Y5+，Y5） ， （ Y7+， Y7） }送出 B 向脈波。其余輸入點(diǎn)可根據(jù)需要自行調(diào)配使用。當(dāng)系統(tǒng)應(yīng)用超過 4 軸時(shí)可 利 用 FBsPLC 的 CPU LINK 功能達(dá)到 更 多的定位運(yùn)動(dòng)控制。在未使用到 HSPSO 功能（未在建構(gòu)功能下 建構(gòu) PSO 功能）時(shí)， FBsPLC 的 Y0～ Y7 外界輸出點(diǎn)是對(duì)應(yīng)到 PLC內(nèi)部的輸出繼電器 Y0～ Y7 的狀態(tài)。 圖 55 FBsxxMN 差動(dòng)輸出配線 定位控制指令： FBsPLC 的定位控制相關(guān)的指令，如下四個(gè)指令 ： A)FUN140（ HSPSO） 高速脈波輸出指令，包含如下的 8 個(gè)衍生定位指令： 1. SPD ； 2. DRV； 3. DRVC； 4. WAIT ； 5. ACT； 6. EXT ； 7. GOTO； 8. MEND它們用 來 書寫定位程式，存入 FUN140 的 SR 參數(shù)。 以下 分別就 FUN140（ HSPSO） 和 FUN141（ MPARA） 功能做如下說明： 切紙機(jī)交流伺服傳動(dòng)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 33 （ 1） FUN140（ HSPSO） （ a） FUN140（ HSPSO） 指令的 NC 定位程式是以文字的程式書寫方式 來 編輯；每一定位點(diǎn)我們?cè)僖徊剑ê敵鲱l率、動(dòng)作行程、轉(zhuǎn)移條件），一個(gè) FUN140 最多可編 250 步定位點(diǎn)，每一步定位點(diǎn)需占 9 個(gè)寄存器。 （ e）當(dāng)暫停輸出 〝 PAU〞 =1，且執(zhí)行控制 〝 EN〞 先前為 1 時(shí)，則暫停脈波輸出； 當(dāng)暫停輸出 〝 PAU〞 =0，而執(zhí)行控 制 〝 EN〞 仍為 1 時(shí)，繼續(xù)輸出未完成的脈波數(shù)。（錯(cuò)誤代碼存放于錯(cuò)誤碼寄存器） 務(wù)必設(shè)定 Pulse Output 的工作模式為 U/D， K/R 或 A/B 等三種模式的一種， pulse output 才能正常輸出。 M1992 ON： 代表 PS0 Ready。 M1994 ON： 代表 PS2 Ready。 R4056：低位元組的值 =5AH 時(shí)，高速脈波輸出中，可 隨 時(shí)動(dòng)態(tài) 更 改輸出頻率。 當(dāng)執(zhí)行控制 〝 EN〞 =1 時(shí)，會(huì)將目前步數(shù)加一再執(zhí)行， 亦即執(zhí)行下一步（如果目前步數(shù)已指到最后一步，則會(huì)重新由第一步開始執(zhí)行）。 B9=ON，等待轉(zhuǎn)移條件。 當(dāng) FUN140 指令被啟動(dòng)后（ WR+1 的 B12=ON），如果脈波輸出尚未完成而因緊急停機(jī)或自動(dòng)切換為手動(dòng)使得該指令 不 再被執(zhí)行到時(shí)，下次啟動(dòng)該指令前，務(wù)必先將WR+1 暫存器清除為 0，該指令才能再被啟動(dòng)；否則該指令將永遠(yuǎn)無法被啟動(dòng)！ （ 2） FUN141（ MPARA） 參數(shù) 1：脈波數(shù) /1 轉(zhuǎn)，內(nèi)定值為 2021，亦即 2021 Ps/Rev。 參數(shù) 12：減速時(shí)間設(shè)定，內(nèi)定值 =0，單位為 ms，設(shè)定范圍： 0～ 30000 ms。 PLC 選用永宏系列產(chǎn)品 ,具有 Y0Y7 八 對(duì)輸入端口。每個(gè)車輥后裝置一臺(tái)位置傳感器 ,可以檢測(cè)切紙長(zhǎng)度 ,把檢測(cè)到的信號(hào)反饋到 PLC 中 ,由軟件控制輸出控制量 ,調(diào)節(jié)切紙輥相對(duì)位置 ,消除切長(zhǎng)誤差。運(yùn)算結(jié)果作為輸出參數(shù) , 經(jīng) PLC 的模擬量輸出模塊標(biāo)定后 , 以脈沖形式控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 刀輥連續(xù)旋轉(zhuǎn) , 每轉(zhuǎn) 1 周切 1 次紙。 程序采用循環(huán)掃描方式對(duì)速度鏈上的傳動(dòng)點(diǎn)進(jìn)行處理 , 提高程序執(zhí)行效率 。即 v = kn , 設(shè)定不同的切紙長(zhǎng)度則得到不同的比例系數(shù) k[13] 。某一個(gè)速度發(fā)生變化時(shí) ,另一個(gè)也要根據(jù)速比同時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的變化。工作前首先設(shè)定切紙長(zhǎng)度 , 以刀輥電機(jī)速度為目標(biāo) , 由送紙電機(jī)伺服單元調(diào)節(jié)送紙速度來跟蹤刀輥速度。變頻器選用 ABB 的 ACS 800 系列變頻器 ,伺服單元選用安川產(chǎn)品。當(dāng)參數(shù) 12≠0時(shí)，以參數(shù) 12 為減速時(shí)間。 參數(shù) 8：加減速時(shí)間設(shè)定，內(nèi)定值 =5000，單位為 ms 設(shè)定范圍： 0～ 30000 ms。 B12=ON， 脈波輸出中（輸出指示 〝 ACT〞 ）。 WR+1： B0～ B7， 總步數(shù)。高位元組的值 不為 1 時(shí)，動(dòng)態(tài)變化頻率 不 會(huì)自動(dòng)減速。 M1995 ON： 代表 PS3 Ready。 M1993 ON： 代表 PS1 Ready。 界 面處 理 信號(hào)及功能如表 56 所示 表 56 FBsPLC界面處理信號(hào) M1991 ON： 停止或暫停， FUN140 立即停止脈波輸出。 （ g）當(dāng)脈波輸出中，輸出指示 〝 ACT〞 ON。 （ c）當(dāng)執(zhí)行控制輸入 〝 EN〞 =1 時(shí)，如 Ps0～ Ps3 沒有被其它 FUN140 指令占用（ Ps0=M199 Ps1=M199 Ps2=M199 Ps3=M1995 的狀態(tài)為 ON），則由下一步定位點(diǎn)開始執(zhí)行（如已至最后一步，則重新由第 1步開始執(zhí)行）；如 Ps0～ 3 被其它 FUN140 指令占用（ Ps0=M199 Ps1=M199 Ps2=M199 Ps3=M1995 的狀態(tài)為 OFF），則等占用的 FUN140 釋出控制權(quán)，本指令取得定位控制的脈波（ Pulse）輸出權(quán)。 C） FUN142（ PSOFF） 強(qiáng)制停止脈波輸出指令。其輸出模式如表 55 所示。輸出脈波最高可達(dá) 920KHZ(單相 )或460KHZ(雙相 )。 切紙機(jī)交流伺服傳動(dòng)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 31 主機(jī)伺服單元伺服單元伺服單元伺服單元 圖 54 FBsPLC 與伺服單元的連接 FBsPLC 對(duì)伺服定位控制的實(shí)現(xiàn) FBsPLC 的 定位 功能將專用 NC 定位控制器整合于 PLC 內(nèi)，使 PLC 與 NC 控制器能共用相同的資 料 區(qū)，而無需作兩系統(tǒng)間的資 料 交換與同步控制等繁復(fù)工作。 Y13， Y12，Y15， Y16 向伺服發(fā)送 ON/OF 指令，低電平為 ON 伺服通電，可以運(yùn)行，高電平為 OFF伺服斷電。我們?cè)O(shè)置 =EXT1，即指定 EXT1 為當(dāng)前控制地 [16]。 參數(shù) 定義電機(jī)轉(zhuǎn)向，我們?cè)O(shè)置 =FORWARD，即固定為正向。由參數(shù)組 10 定義。 切紙機(jī)交流伺服傳動(dòng)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 29 是定義波特率的，我們定義 =9600，即為 9600bit/秒 。 參數(shù) 是定義電機(jī)額定頻率的， =50，即為 50HZ。 變頻器的參數(shù)設(shè)置： （ a）首先確定電機(jī)參數(shù)，以及做自適應(yīng)處理，參數(shù)組 99 是設(shè)置電機(jī)啟動(dòng)數(shù)據(jù)的。 EXT2 的啟動(dòng)、停止、轉(zhuǎn)向信號(hào)。即為現(xiàn)場(chǎng)總線給定值 REF1 [16]。 其中，參數(shù) EXT1有效還是 EXT2有效的控制口，通過控制口的信號(hào)可以在 EXT1或 EXT2中選擇。對(duì)于 PID 應(yīng)用宏，此時(shí)為開環(huán)控制。轉(zhuǎn)向取決于參數(shù) 。（參數(shù)代碼 ） 對(duì)于最高運(yùn)行頻率，一般出廠設(shè)定 50HZ，如果傳動(dòng)系統(tǒng)減速器選擇合適的話，也不用修改。 （ d）變頻器控制參數(shù) 這些參數(shù)主要規(guī)定了變頻器起動(dòng)方式，包括： 、 起動(dòng) /停機(jī) /方向的命令的信號(hào)源，在外部控制時(shí)，變頻器的起動(dòng)和停止應(yīng)使用外部端子或通信的方式，而ABB800 變頻器用外部端子又有多種組合，常用的可以設(shè)為 DI1~DI6 的任何一個(gè)作用起動(dòng) /停止的命令的輸 入端。 （ c）應(yīng)用宏的選擇 所謂應(yīng)用宏就是根據(jù)變頻器在一些常用的場(chǎng)合中所需的一些功能在出廠時(shí)已經(jīng)經(jīng)過預(yù)編程的參數(shù)集?？梢愿鶕?jù)實(shí)際情況，選擇其中的任一種方式。 起動(dòng) /停止 :當(dāng)系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒后（通電），變頻器處于待機(jī)狀態(tài)，電機(jī)并沒有運(yùn)轉(zhuǎn)。這兩種控制方式要求變頻器有通訊控制功能和對(duì)應(yīng)的通訊適配器。永宏通訊口引腳分配 如表 52 示 [11]。如圖 52 所示。 RS485 每段最多 32 個(gè)站點(diǎn)，帶轉(zhuǎn)發(fā)器最多可以到 127 點(diǎn)。紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)主要是PLC 配置和變頻器或直流控制器參數(shù)配置。 （ 2）通訊參數(shù)設(shè)置 在 RS485 總線上，各部件必須具有相同的通訊參數(shù)。同時(shí)在 RS485 總線上的各部件必須遵從同一種通訊協(xié)議，不同的通訊協(xié)議產(chǎn)品不能同時(shí)掛在同一個(gè) RS485 總線上。所以許多測(cè)量?jī)x表、控制儀器都帶有 RS485接口（如測(cè)量?jī)x表、調(diào)節(jié)器、變頻器和直流控制器等），因此 RS485網(wǎng)絡(luò)成為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最多的通訊控制網(wǎng)。 RS485的特點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，傳輸速率高，傳輸距離遠(yuǎn)。實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)傳輸中多個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器共用同一傳輸線的多點(diǎn)應(yīng)用。它允許在電路中可以有多個(gè)發(fā)送器，一個(gè)發(fā)送器可以驅(qū)動(dòng)多個(gè)負(fù)載設(shè)備。其數(shù)據(jù)位由低到高傳送。變頻器、直流調(diào)速裝置大都