【正文】 附錄 ............................................................................................................................................... 26 I 基于雙軸定位模塊 FX2N20GM 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì) 摘 要 近年來(lái)越來(lái)越多的小型企業(yè)將采用經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的 PLC 運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制，以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。 三菱是以其豐富 的 產(chǎn)品型號(hào) 和 相對(duì)較低 的 價(jià)格 而 得到消費(fèi)者 的 青睞 ，加之 三菱編程比較好入門(mén)，編程軟 件的界面和程序操作設(shè)計(jì)也 較 符合人 們 的操作習(xí)慣和思維邏輯。為了實(shí)現(xiàn) FX2N20GM 運(yùn)動(dòng)控制的目的，實(shí)驗(yàn)室購(gòu)置了威綸人機(jī)界面、三菱 FX2N 可編程控制器、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 關(guān) 鍵詞 ： 威綸 人機(jī)界面 。 FX2N20GM。 Programmable controller get fast development。s Aaron bought humanmachine interface, Mitsubishi FX2N programmable controller, Servo Motor Driver and Servo article will introduces each part of the test hardware knowledge in the first ,and then introduces how to realize the manmachine interface through control process, observe the related parameters of control process, dynamic display (animation display) movement. Mean than how to through software programming control FX2N20GM, so as to achieve the control of the movement of the Servo Motor . Keywords: Wei Aaron humanputer interface 。PLC。 motion control 青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 海都 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒論 選題背景 當(dāng)今社會(huì)高精度電氣系統(tǒng)和高性能自動(dòng)控制系統(tǒng)越來(lái)越普及。 PLC結(jié)合了微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)繼電器技術(shù)的有點(diǎn)，它即克服了傳統(tǒng)繼電器技術(shù)不可靠、高功耗的缺點(diǎn)，又兼顧了成本要素，成本遠(yuǎn)小于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，大大地降低了工業(yè)控制的成本。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇及自動(dòng)化水平的不斷提高，越來(lái)越多的小型企業(yè)也將采用經(jīng)濟(jì) 、實(shí)用的 PLC運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制，以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。三菱以其產(chǎn)品型號(hào)豐富、價(jià)格相對(duì)較低而得到消費(fèi)者的青睞。我國(guó)中小型工業(yè)企業(yè)眾多，三菱為這些中小型企業(yè)提供的不僅是合適的價(jià)格，更有豐富的控制功能?？梢杂糜诙鄠€(gè)基本組件間的連接，具有出色的模擬控制和定位控制等功能。 但是我們也應(yīng)該看到我們國(guó)家在PLC 方面的不足之處 ，我們國(guó)家在 PLC 的研發(fā)方面處于明顯的落后地位，而且外國(guó)人開(kāi)發(fā)的 PLC 工具有些不符合中國(guó)人的邏輯思維，這導(dǎo)致了 PLC 的普及受阻，影響到了我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程。每個(gè)大學(xué)生也應(yīng)該積極的為推動(dòng)國(guó)家的工業(yè)化進(jìn)程 做出自己的貢獻(xiàn)。目前的現(xiàn)狀是， PLC 生產(chǎn)線(xiàn)的維護(hù)大多數(shù)只能依靠 PLC 的生產(chǎn)商，這樣就給小企業(yè)引進(jìn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)線(xiàn)帶來(lái)了諸多不便。因此，對(duì)小型 PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究課題是有著廣泛的實(shí)際意義的。日本公司在小型 PLC 領(lǐng)域占據(jù)十分重要的位置，韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣的公司在小型 PLC 領(lǐng)域 也有一定市場(chǎng)份額，中國(guó)大陸 PLC 廠商的市場(chǎng)份額幾乎可以忽略。因此，作為一名工科大學(xué)生熟練掌握 PLC 控制系統(tǒng)的原理，并具備一定的 PLC 控制程序的編程能力，是一項(xiàng)極具潛力的技能。另外，由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力，要求運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備向開(kāi)放式方向發(fā)展，在這樣的形勢(shì)下我國(guó)可以抓住這一機(jī)遇，加大技術(shù)投資，培養(yǎng)科技人才，研制出具有自主知識(shí)產(chǎn) 權(quán)的、高可靠性的可編程控制器產(chǎn)品。通過(guò)學(xué)習(xí)，我已經(jīng)初步掌握了一些簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)控制方面的知識(shí)，并將其總結(jié)為此文，希望此文能給大家?guī)?lái)方便。通過(guò)采用不同的 CPU ，可分為 T 系列、 i 系列和 X 系列。由此可以看出 i 系列和 X 系列采用了更快的 CPU 和更大的內(nèi)存，從而運(yùn)行速度更快。 MT6000 系列通用型產(chǎn)品沒(méi)有配備以太網(wǎng)口，MT8000 系列網(wǎng)絡(luò)型產(chǎn)品配備有以太網(wǎng)口，而 MT8000X 系列我們稱(chēng)之為專(zhuān)業(yè)型產(chǎn)品，除了配備以太網(wǎng)口外，還配置有音頻輸出口等。 圖 21 WEINVIEW HMI 的命名規(guī)則 例如，我們的實(shí)驗(yàn)臺(tái)使用的是 MT6070iH 威綸觸摸屏，表明是 6000 系列， 7 寸 LCD觸摸屏， i系列。 ? 規(guī)格說(shuō)明 外殼材料：工業(yè)塑料 顯示器： 7 寸 800 480 65536 色 TFT LCD CPU:32Bit RISC 400MHz 內(nèi)存（ DRAM）： 64MB DDR2 on board 存儲(chǔ)空間： 128MB flash memory on board 通訊界面：三組異步串行通訊端口： COM1:RS232/RS485 2W/4W, COM2:RS232, COM3:RS232/RS485 2W host high speed device 萬(wàn)年歷：內(nèi)建 電源輸入： 24177。在與 PLC 的連接上，COM 端口提供了 RS232 /RS485 多種連接標(biāo)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)觸摸屏對(duì) PLC 的控制。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 海都 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 PLC 硬件介紹 PLC 的組成及各部分的功能 PLC 的種類(lèi)很多，不同的種類(lèi)的 PLC 的結(jié)構(gòu)各不相同，但是其基本 的組成都是一樣的。 PLC 的硬件基本結(jié)構(gòu)如圖 22 所示 圖 22 PLC 的硬件基本結(jié)構(gòu) PLC 的基本組成由 CPU、存儲(chǔ)器、 I/O 接口、通訊接口、擴(kuò)展接口、總線(xiàn)及電源組成。主機(jī)內(nèi)的各個(gè)單元靠總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)連接。 （ CPU） PLC 選用的 CPU 通常有三種：通用微處理器（例如： 8086）、 單片機(jī)、位片式微處理器。作為 PLC 的大腦 CPU 協(xié)調(diào)各個(gè)單元進(jìn)行工作，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制功能。 ② 以?huà)呙璧墓ぷ鞣绞浇邮諗?shù)據(jù)，并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 海都 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 PLC 的存儲(chǔ)器可分為兩種：系統(tǒng)存儲(chǔ)器（ EPROM）和用戶(hù)存儲(chǔ)器（ RAM）。用戶(hù)存儲(chǔ)器的作用則是用來(lái)存儲(chǔ)用戶(hù)編輯 好的應(yīng)用程序。 但是由于 TTL 功耗大等缺點(diǎn)，正逐漸被 CMOS 電路取代。這樣就需要專(zhuān)用的 I/O 接口進(jìn)行電平的轉(zhuǎn)換。例如：三菱 FX2N 的通訊接口使用的是 RS485/RS232。 多為 24V 直流電源。用于連接主機(jī)內(nèi)的各個(gè)功能模塊，實(shí)現(xiàn)它們間的通訊。 表 1 是 FX2N 系 列 PLC 各種單元、模塊的簡(jiǎn)介。內(nèi)置連接電纜，不占用輸入輸出 通過(guò) FX2NCNVBD 功能擴(kuò)展板，可連接一臺(tái) EEPROM、 EPROM、 RAM 最多 16000 步，如 果安裝擴(kuò)展存儲(chǔ)器則可以增加變頻器控制功能等 可內(nèi)置一臺(tái)，可與功能擴(kuò)展板合用 FX2N20GM 特殊功能單元 FX2N20GM 的結(jié)構(gòu)組成 ? 特殊功能 單 元 FX2N20GM 的尺寸 如圖 23 所示 圖 23 FX2N20GM 的尺寸 ? 定位單元 各 部分名稱(chēng) 如圖 24 所示 青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 海都 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 24 定位單元各部分名稱(chēng) ?FX2N20GM 運(yùn)行指示燈 如表 2所示 表 2 FX2N20GM 運(yùn)行指示燈 LED 名稱(chēng) 內(nèi)容 POWER 電源供電時(shí)， LED 燈亮，若不亮檢查電源電壓和電流。當(dāng)脈沖輸出或出現(xiàn)故障時(shí)， LED燈滅。當(dāng)脈沖輸出或出現(xiàn)故障時(shí)， LED燈滅。 ERRORY 當(dāng) Y 軸的定位驅(qū)動(dòng)器發(fā)生故障時(shí)， LED 燈亮（紅色）或者閃爍 BAYY 當(dāng)電池電壓下降時(shí)， LED 燈亮。不相容的系統(tǒng)配置，噪聲過(guò)大等。寫(xiě) 程序或設(shè)定參數(shù)時(shí)，選擇手動(dòng)模式。在自動(dòng)操作狀態(tài)下，當(dāng)開(kāi)關(guān)從“ AUTO”切換到“ MANU”時(shí)，定位控制單元執(zhí)行當(dāng)前操作后進(jìn)入結(jié)束（ END）指令。 圖 26 PLC 基本單元與點(diǎn)位控制單元連接示意圖 ? 當(dāng)單獨(dú)使用 FX2N20GM 時(shí) FX2N20GM 配有電源、 CPU、 I/O 輸入輸出，它也能獨(dú)立運(yùn)行。如果 I/O點(diǎn)數(shù)不足， FX2N系列的 PLC擴(kuò)展模塊（不可以是繼電器輸出型， FX2N20GM青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 海都 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 可連接到晶體管輸出型或三段雙向可控硅開(kāi)關(guān)元件輸出型 FX2N 系列 PLC 上）可作為FX2N20GM 的 I/O 擴(kuò)展連接其上。 ? 當(dāng)連接 FX2N20GM 到可編程控制器上時(shí) FX2N20GM 可與 FX2N/FX2NC 系列的 PLC 連在一起使用，這樣， FX2N20GM 被看作PLC 的一個(gè)專(zhuān)用單元。 FX2NC 最多連接 4 個(gè)。 FX2N20GM 的 I/O 連接器 如圖 27 所示 圖 27 FX2N20GM 的 I/O 連接器 驅(qū)動(dòng)放大器 驅(qū)動(dòng)放大器的結(jié)構(gòu)組成 青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 海都 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 ? 型號(hào)名稱(chēng)的構(gòu)成 如圖 28 所示 圖 28 型號(hào)名稱(chēng)的構(gòu)成 伺服電機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成 使用伺服電機(jī)， 首 先 要 了解伺服電機(jī)的 定義和 結(jié)構(gòu)。 圖 29 線(xiàn)內(nèi)為伺服電機(jī)系統(tǒng)，分為伺服驅(qū)動(dòng)及伺服電機(jī)兩個(gè)部分。也有采用直流電機(jī)作為動(dòng)力源的伺服電機(jī)。早起由于直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性比交流電機(jī)的好，因此采用直流電機(jī)。 定 位 控 制 單 元 伺 服 驅(qū) 動(dòng) 器 伺 服 電 機(jī)動(dòng)