项目三 机械手控制Word格式文档下载.docx

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步进电机驱动器的PLS接口提供到了PTO的输出，所以只要我们按照相应的数量，周期输出脉冲，那么电机就能实现相应的运动距离了。

因为步进电机驱动器提供了细分功能，所以在计算脉冲个数的时候就要注意，不同的细分方式下电机的相同转数则需要不同的脉冲个数，可以这样简单的理解细分，N细分就是N个脉冲走1步，这样我们就可以得到这样的公式

n（转数）=脉冲个数/N（细分数）/200（步进电机每转步数）

并可以根据发生脉冲的周期算出步进电机的转速

转速=1/（T*N*200）

在编制脉冲发生程序得时候应该按下面的步骤:

:

1:

在编制程序以前选择驱动器的细分方式，（原则上是越大越好）

2:

根据运动的方式确定需要的转速

3:

根据细分的方式根据需要的转速确定周期，（请参照机械手的最大运行速度，防止速度过快）

4:

根据运动的距离，细分方式，驱动方式确定脉冲个数（尽量避免超越行程）

5：

根据运动方向，确定方向信号DIR的高低（参照接口信息及脉冲方向选择表），在编程的时候注意方向信号的处理问题。

通过本节的介绍，基本上了解了用PTO来驱动步进电机的方法，请按照要求编制下面的实验程序

第二节输入口硬件扩展

本设备所需的输入输出点个数大于三菱PLC提供输入输出点个数，这就需要我们在硬上加以扩展。

特殊输出口Y0、Y1的扩展：

本设备装有3台步进电动机、1台需要调速的直流电动机，因而需要3个PLSY输出口，1个PWM输出口。

PLC特殊输出口只有Y1、Y0，因此采用继电器通断一口变四口，达到设备要求。

Y0口电路图如下（Y1口类同）：

输入点的扩展：

应用编码设计，详细编码如下：

X11

X12

X13

X14

X15

按

钮

信

号

急停

□

■

手/自动

上行

下行

前行

后行

顺转

逆转

手抓夹紧

手抓松开

第三节三菱FX系列PLC编程口通信协议

该协议实际上适用于PLC编程端口以及 

FX-232AW 

模块的通信。

通讯格式：

命令 

命令码 

目标设备

DEVICE 

READ 

CMD 

"

0"

X,Y,M,S,T,C,D

WRITE 

1"

FORCE 

ON 

7"

X,Y,M,S,T,C

OFF 

8"

传输格式:

RS232C

波特率:

9600bps

奇偶:

even

校验:

累加方式（和校验）

字符:

ASCII

16进制代码：

ENQ 

05H 

请求

ACK 

06H 

PLC正确响应

NAK 

15H 

PLC错误响应

STX 

02H 

报文开始

ETX 

03H 

报文结束

帧格式：

DATA 

...... 

SUM（upper） 

SUM（lower）

例子：

CMD 

ADDRESS, 

BYTES, 

ETX, 

SUM

02H, 

30H, 

31H,30H,46H,36H, 

30H,34H, 

03H, 

37H,34H

SUM=CMD+......+ETX；

30h+31h+30h+46h+36h+30h+34h+03h=74h;

累加和超过两位取低两位

1、DEVICE 

READ（读出软设备状态值）

计算机向PLC发送：

始 

首地址 

位数 

终 

和校验

GROUP 

ADDRESS 

BYTES 

从D123开始读取4个字节数据

02h 

30h 

31h,30h,46h,36h 

30h,34h 

03h 

37h,34h

地址算法:

address=address*2+1000h

再转换成ASCII

31h,30h,46h,36h

PLC返回

1ST 

2ND 

..... 

LAST 

注：

最多可以读取64个字节的数据

从指定的存储器单元读到3584这个数据

33h 

35h 

38h 

34h 

44h,36h

2、DEVICE 

WRITE（向PLC软设备写入值）

数据 

向D123开始的两个存储器中写入1234,ABCD

31h 

33h,34h,31h,32h,43h,44h,41h,42h 

34h,39h

（06H） 

接受正确

（15H） 

接受错误

3、位设备强制置位/复位

ON置位

地址 

37h 

address 

sum

OFF复位

ACK（06H） 

NAK（15H） 

设备强制中的地址公式:

Address=Address/8+100h

说明：

1.帧中的BYTES表示需要读取或者写入的字节数。

2.地址算法上有说明。

3.累加和是从STX后面一个字节开始累加到ETX的和。

　　FX系列PLC根据使用的通信模块与协议不同，分为以下四种通信模式：

　　1、PLC的N:

N通信方式

　　2、PLC双机并联通信方式

　　3、PLC与计算机专有协议通信方式（无须梯形图，电脑直接读写操纵PLC） 

　　4、PLC与计算机无协议通信方式（梯形图RS指令方式，可自定义通信协议） 

　　以下将详细列出各通信模式的特性：

N:

N网络 

PLC并联 

专用协议计算机连接 

无协议通信

传输标准 

RS485 

RS485/RS422 

RS485/RS422或RS232

传输距离 

500m 

RS485/RS422:

500mRS232:

15m

连接数量 

8站 

1 

N（N<

=16） 

1

通信方式 

半双工 

FX,FX2c,FXon:

半双工FX2n:

全双工

数据长度 

固定 

7bit/8bit

校验 

无/奇/偶

停止位 

1bit/2bit

波特率 

38400bps 

19200bps 

300/600/1200/2400/4800/9600/19200

头字符 

无／有效

尾字符 

控制线 

------ 

协议 

--- 

格式1/格式4 

无

和校验 

无／有效 

适用机型 

FX2n,FXon 

FX2n,FX,FX2c 

FX2n,FXon,FX,FX2c

FX系列PLC专用协议通信指令格式详解

　约定说明：

　　　　　ENQ为请求标志，ASCII值5,VB中以chr（5）表示；

　　　　　ACK为正确标志，ASCII值6,VB中以chr（6）表示；

　　　　　STX为请求标志，ASCII值2,VB中以chr

（2）表示；

　　　　　EXT为请求标志，ASCII值3,VB中以chr（3）表示；

　　　　　表格中红色字为需要求和效验的部分；

以下给出本设备上位机VB变量与PLC寄存器的对应关系，以便编程使用。

D100

35

开始字

D101

CON

控制字（选择运行方式）

D102

K0

不同运行方式不同作用，详情解读VB

D103

DIR0

同上

D104

K1

D105

DIR1

D106

X

前后定距距离

D107

Y

左右定距角度

D108

Z

上下定距距离

D109

DIR2

D126

13

结束字

实验程序一：

三菱小机械手运行测试

实验步骤:

1：

如果电脑上没有安装三棱编程软件，请先在电脑上安装该软件，该软件在附带的资料光盘中。

运行SETUP，安装。

2:

连接机械手的电源，以及PLC的编程电缆，请注意将PLC上的运行开关打到OFF端。

3:

打开GXDeveloper，首先创建新工程；

需要选择PLC系列及类型，本实验装置采用的FX1N系列PLC因此PLC系列采用FXCPU，类型采用FX1N（C）。

4：

在线写入，（写入时，请连接好通讯电缆，并关闭上位机VB程序，对程序进行编译下载。

下载完成后将PLC置于运行状态，打开上位机界面，点回原点，等待机械手回原点完成。

然后点退出，在退出的时候弹出的是否将PLC置于STOP的对话框上选“确定”。

（对于上位机程序的安装使用请参考使用说明部分）

6：

在资料光盘\实验程序\目录下找倒实验一的程序，

打开后的画面如下:

图中画面就是编程软件的主界面了。

阅读程序，根据提供的注释理解程序。

根据需要对提供的程序做修改。

或是自己编制自己的应用程序

7:

对程序进行下载。

8：

运行程序

实验程序二：

电机加减速控制实验

实验程序三：

高速脉冲指令实验

要求:

1按照上面讲解的步骤进行编制，需要其他信息如机械参数等。

请查阅本手册附带的表格和元器件手册，需要实际测量的要进行实际的测量。

2在调试程序以前请先确认选择的脉冲周期以及细分方式，保证运行速度不要太快，防止发生冲撞）。

3:

编写程序时请注意限位开关的使用。

在编制这两个程序的时候请注意机械手当前的位置。

有硬件决定的输入输出点定义

X0

计数器输入

X1

前行限位

X2

后行限位

X3

上行限位

X4

下行限位

X5

逆转限位

X6

顺转限位

X7

松开限位

X10

夹紧限位

X11，X12

X11，X13

X12，X13

夹紧

X11，X14

松开

X14，X15

Y0

前后/上下PLSY脉冲输出

Y1

旋转PWM/抓紧PLSY输出

Y2

1时前/上；

0时后/下

前后/上下方向指定

Y3

前后/上下控制选择

Y4

1时逆/松开；

0时顺/夹紧

旋转/手抓方向指定

Y5

旋转/手抓控制选择

电机加减速控制实验是通过带加减速脉冲输出指令来实现的，通过设置指令的参数来改变发出的脉冲，从而实现电机加减速控制。

PLSR指令：

S1最高频率

可设定范围：

10~20000（HZ）

频率以10的倍数指定。

最高频率中制定值的1/10可作为减速时的一次变速量。

S2总输出脉冲数[PLS]

可设定范围：

16位范围，110~32，767

32位运算时，110~2，147483，647

设定不满110值时，脉冲不能正常输出。

S3加减速时间（ms）

可设范围：

5000（ms）以下

D脉冲数出号码

只能为Y0或Y1。

最高速度或加减速的高速速度转换超出该范围时，将自动转换至范围内的数值后执行。

但实际能够输出的输出频率最低值取决于下面公式：

=输出脉冲频率的最低频率数

实验要求：

1了解在工业生产中，如何使用PLC完成电机的加减速控制

2掌握PLSR指令

3进一步熟悉PLC

实验步骤

1查询下表，找出所用输入输出口

考虑保护硬件因此必须选用前后限位，这在工业生产中必须使用。

2：

编写程序

3：

下载运行

参考程序，不为标准答案，

试验四上位机点动控制的实现

上位机是指人可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC，屏幕上显示各种信号变化（液压，水位，温度等）。

下位机是直接控制设备获取设备状况的的计算机，一般是PLC/单片机之类的。

上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。

下位机不时读取设备状态数据（一般模拟量），转化成数字信号反馈给上位机。

本设备利用VB编写，界面如下：

通讯协议采用：

9600,E,7,1

试验要求：

1理解上位机下位机的含义

2了解上位机与下位机之间的信息传递

3熟练掌握CMP比较指令

3利用提供的上位机程序，完成点动控制

试验步骤：

1根据一下信息，利用CMP指令分配中间继电器

伸出DIR0=1；

K0=1；

K1=0

收回DIR0=0；

上升DIR0=0；

K0=2；

下降DIR0=1；

左旋转DIR1=1；

K1=1；

K0=0

右旋转DIR1=0；

加紧：

DIR1=1；

K1=2；

释放：

DIR1=0；

例如：

在下位机中，利用比较指令CMP，将DIR0=1信息转化为中间继电器M21，将K0=1信息转化为中间继电器M6，将K1=0信息转化为中间继电器M31；

将M21、M6、M31相与，既表示点击前进按钮。

如图所示：

2根据输入输出点，编写程序，注意限位保护。

3在线下载，调试。