PLC作為邏輯控制的控制器，以其高可靠性，邏輯功能強、體積小，可在線修改程序，易于與計算機接口，能對模擬量進行控制等優(yōu)異性能，已經廣泛替代了大量的中間繼電器、時間繼電器等組成的傳統(tǒng)的繼電—接觸器控制系統(tǒng)。在工業(yè)控制領域中得到大量運用, 成為了現代工控的支柱產品。目前，隨著運動控制技術的發(fā)展和廣泛應用，PLC也越來越廣泛地應用于運動控制領域。

近期，松下公司正式推出了其新型的PLC單元—FP∑。在原來FP0系列產品的基礎上，大幅度提高了位置控制功能：

● 可輸出最高100KHz的脈沖序列, 以實現對步進和伺服電機進行控制。

● 提供梯形升降速曲線控制、返回原點、點動運行（JOG）等專用高級指令。

● 最具特色的是，FP∑增加了兩軸直線和圓弧插補聯動功能。

除此以外，FP∑也具有常規(guī)PLC的強大邏輯控制功能。

本文以作者利用FP∑成功開發(fā)的一兩軸聯動控制系統(tǒng)為例，介紹FP∑在運動控制系統(tǒng)中的應用。

一、系統(tǒng)要求：

1、兩軸系統(tǒng)通過插補運動實現如圖1所示的曲線軌跡；

2、可以修改運動速度參數和實時動態(tài)的運動狀態(tài)顯示。


二、系統(tǒng)組成：


系統(tǒng)主要由以下三部分組成：

1、上位控制器—FP∑

FP∑是一種面向運動控制的PLC，具有專用指令實現脈沖輸出，內置直線插補、圓弧插補功能，同時也具有一般PLC的邏輯控制功能。

2、執(zhí)行機構—步進電機（HN 200 3438）及驅動器（IM483）

步進電機驅動器接收FP∑輸出的脈沖、方向信號，控制步進電機帶動機械

傳動部分，使焊槍走出圖1所示的軌跡。

3、人機界面—easyviewMT220D

人機界面（HMI）和PLC進行雙向數據交換，接收用戶的工作參數設置，

同時監(jiān)視步進電機的運行狀況。

FP∑輸入/輸出口定義如表1所示：



三、系統(tǒng)控制軟件
1、FP∑的插補功能說明

1） 直線插補功能的實現



按所需軌跡設置如表2所示的寄存器數據，執(zhí)行直線插專用指令F175，便可實現如圖3所示的直線插補運動。
2） 圓弧插補功能的實現



按所需軌跡設置如表3所示的寄存器數據，執(zhí)行圓弧插補運動專用指令F176，便可實現如圖4所示的圓弧插補運動。
2、PLC軟件流程
如圖1所示的軌跡由多段直線和圓弧構成，我們首先將整個圖形從接點處分成一段段的直線和圓弧，然后利用FP∑的直線和圓弧插補功能逐一實現每段的插補圖形。最終完成整個插補過程。軟件流程如圖5所示。


編程時，首先將整個曲線圖形分成幾段單獨的直線和圓弧，然后利用PLC的插補功能來進行分段的插補。我們利用了PLC內部的WR寄存器。它是一個16位數據寄存器，每一位的狀態(tài)都和一個R寄存器相對應。如圖6示，當我們將“1”從WR1的最低位移向最高位的過程中，寄存器R10到R1F將依次輪流變?yōu)镺N狀態(tài)。因此，可以利用對WR1移位操作，順次改變寄存器R1X的狀態(tài)，來觸發(fā)每一個單段的插補運動，以實現整個曲線運動，如流程圖（圖6）所示。


四、結束語：
在該系統(tǒng)開發(fā)過程中，由于充分利用了FP∑強大的運動控制功能，大大縮短了開發(fā)周期，同時也節(jié)省了開發(fā)費用。通過長時期的使用，用戶反映該系統(tǒng)具有較強的穩(wěn)定性和較高的加工精度。伴隨著PLC技術的進一步發(fā)展，FP∑在中小型運動控制系統(tǒng)中必將得到越來越廣泛的應用。