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1、 学年 第 学期课题名称 双轴位置控制实训 姓 名 学 号 班 级 成 绩 第9页基于PLC双轴控制实训摘要 双轴位置控制主要利用PLC来实现对整个系统的控制，利用设备控制面板上模式旋钮来选择手动或自动的运行方式，可以在二维平面内完成一定的设计，在数控系统等领域应用极为广泛关键词：双轴控制 PLC 位置控制Abstract: Biaxial position control is mainly the use of PLC to realize the control of the whole system, the use of equipment on the control panel
2、model knob to select manual or automatic operation mode, can be done in 2 d plane design, is widely applied in the field of numerical control system, etcKey words: Biaxial control PLC position control1. 课题要求(1). 总体控制要求：能够通过PLC控制X轴，Y轴两电机完成一系列的自动控制动作，可以使系统自动完成一几何图形的绘制。(2). 程序运行后，可以选择对电机的自动控制及手动控制(3).
3、自动控制可以完成一系列动作2. 硬件介绍与原理图本实验设备由机械运动、电气控制回路、气动控制回路与铝型材板四部分组成，将机械、电气及气动有机组合在一起，实现点位控制的系统。图1为双轴位置控制实训装置。其中，X，Y轴电机为两步进电机，由PLC输出脉冲信号给步进驱动器，驱动电机在X轴和Y轴运动。主要部件与功能如下：总电源开关：控制设备电源通断。（在照片上被开关电源遮住，之后会有详细图解。）开关电源：将交流220V转换为直流24V，供中间继电器、电磁阀等弱电电路使用。接线端子：接线转换。中间继电器：控制电磁阀、电机等通断。过滤减压阀：由气源接入空气过滤器，由空气过滤器过滤空气中的灰尘杂质，把较清洁的
4、空气输入到实验设备当中，供气动部分运动。吸盘：通过空气真空发生器吸出吸盘内的空气，吸住物体配合X、Y轴移动。Z轴升降气缸：通过电磁阀切换气路控制气缸伸缩，完成Z轴的升降。驱动电机：驱动X轴、Y轴移动。滚珠丝杠：X轴、Y轴移动的传动部件，配合丝杠螺母座完成轴运动。丝杠螺母座：X轴、Y轴移动的传动部件，配合丝杠完成轴运动。工件座：摆放要移动的物品。图1 双轴位置控制实训装置在搞清各部分原理后，使用万用表测量各接口通断情况，可以得出双轴系统的控制电路接线图如下图所示：图2 双轴位置控制装置控制电路接线图图3 双轴位置控制装置主电路接线图3. 实训设计思路本次实训主要基于三菱FX-3U系列PLC进行设
5、计，由于控制电机为步进电机，所以控制方式有两种方式可以选择：1. 可以如单轴控制一样使用定时器进行控制2. 可以控制PLC输出的脉冲数使其完成三角形的绘制在设计中，整个自动工作的流程如下流程图所示：图3 双轴位置控制流程图其中，由于在手动和自动时需多次使用某一触点，所以在其中需使用中间继电器M，故，中间继电器、线圈、按钮以及动作的对应结果如下表所示：动作对应输入输出口动作对应输入输出口上y0y2右X5下y0左X6右y1y3上X7左y1下X10启动X0下行程X17m4自动X13上行程X16停止X1左行程X14m3复位X2右行程X15Z轴X3急停X11吸盘X4手动x12表1 动作与输入输出对应4.
6、 软件具体实现由于本次实训有两种方法可以完成，故，分别使用两种方法编程如下：4.1使用定时器编程：使用定时器方式的编程结果如下，整个系统通过控制定时器定时时间与限位开关来完成位置的定位，使其可以画出一个等腰三角形其中，程序中的PLSY为16位连续执行型脉冲输出指令PLC的PLSY指令的编程格式： PLSY K1000 D0 Y0 *K1000：指定的输出脉冲频率，可以是T，C，D，数值或是位元件组合如K4X0 *D0：指定的输出脉冲数，可以是T，C，D，数值或是位元件组合如K4X0，当该值为0时，输出脉冲数不受限制 *Y0：指定的脉冲输出端子，只能是Y0或Y1图4 双轴位置手动流程图图4 双轴
7、位置手动流程图4.2 使用脉冲数编程：由上文驱动步进电机需输出脉冲驱动，PLSY指令使用后，PLC内相关标志位与寄存器如下： M8029：脉冲发完后，M8029闭合。当M0断开后，M8029自动断开。 M8147：Y0输出脉冲时闭合，发完后脉冲自动断开； M8148：Y1输出脉冲时闭合，发完后脉冲自动断开； D8140：记录Y0输出的脉冲总数,32位寄存器 D8142：记录Y1输出的脉冲总数,32位寄存器 D8136：记录Y0和Y1输出的脉冲总数,32位寄存器故，程序如下：图5 双轴位置流程图5. 结论为期一周的实训转眼就过了。实训，在我看来是一种练习或者说复习，是为了巩固以前学的知识和增强自
8、己的动手能力，因此，每个实训我都很重视，都全力以赴，都有很大的收获。在以前的学习中，我们常常仅限于书面上的学习，最多也仅仅就是看着老师操作，自己动手相对很少，所谓眼高手低也就这样。本次实训让我更深刻的了解了PLC顺序功能图、梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，也让我更加了解了关于PLC设计原理与方法。按我的总结来看，有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。这次实训脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流，同学之间解决不了的问题就去找老师讨论。多和同学，老师讨论，你会得到意外的收获。我们在做实训项目的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以互相交流设计方法以至达到更适合的设计方法，同时讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题。参考文献1 杨后川，张春平. 三菱PLC应用100例M, 北京：电子工业出版社20112 初航. 零基础学三菱FX系列PLCM, 北京：机械工程出版社2010.3 廖常初. FX 系列 PLC 编程及应用M.北京：机械工业出版社，2005
