探索三菱擴(kuò)展模塊PGU的定位控制

（遼寧煤炭技師學(xué)院）

探索三菱擴(kuò)展模塊PGU的定位控制

王壯壯

（遼寧煤炭技師學(xué)院）

在自動(dòng)控制領(lǐng)域，為了使位置控制精度更高、更智能化，可以采用具有一定智能的PLC擴(kuò)展模塊。本文系統(tǒng)地介紹了三菱擴(kuò)展模塊PGU的特點(diǎn)，各端子以及主要內(nèi)部緩存寄存器（BFM）的功能，并通過現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)例，說明PGU是如何應(yīng)用的，因此對(duì)類似的位置控制具有一定的借鑒意義。

自動(dòng)控制；位置控制；PGU；應(yīng)用

1 三菱擴(kuò)展模塊PGU的簡(jiǎn)介

PGU是三菱公司生產(chǎn)的脈沖發(fā)生器，可以完成一軸的簡(jiǎn)單定位，通過向伺服或步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器提供脈沖（最大頻率100kHz）來實(shí)現(xiàn)。

1.1 PGU的特點(diǎn)

1）PGU不能單獨(dú)使用，必須和PLC同時(shí)使用，連接在PLC的擴(kuò)展接口上，PLC通過FROM/TO指令讀取和寫入PGU的內(nèi)部緩存寄存器（BFM），從而實(shí)現(xiàn)對(duì)PGU的控制。

2）PGU作為PLC的擴(kuò)展部分，一臺(tái)PLC最多可以連接8個(gè)PGU，最多可以完成獨(dú)立的8軸控制。

3）PGU為需要高速響應(yīng)和采用脈沖控制的定位操作提供終端，所有用于定位控制的程序都在PLC中執(zhí)行。

4）PGU可以實(shí)現(xiàn)絕對(duì)位置控制。

1.2 PGU端子的名稱和功能（FX2N版）

PGU有12個(gè)端子，其中有兩個(gè)相同的電源端子S/S，11個(gè)不同的端子分為四組。第一組如表1所示。

第二組如表2所示。

第三組如表3所示。

第四組如表4所示。

表1 第一組

表2 第二組

表3 第三組

表4 第四組

2 主要內(nèi)部緩存寄存器（BFM）的功能

PGU有32個(gè)內(nèi)部緩存寄存器，每個(gè)緩存寄存器有16位，用“#”來表示。

【BFM#3】：設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，如表5～表7所示。

【BFM#5，#4】：設(shè)置最大速度。馬達(dá)和復(fù)合系統(tǒng)設(shè)置范圍：10～100kHz,機(jī)械系統(tǒng)設(shè)置范圍：1～153000。

【BFM#6】：設(shè)置基速（啟動(dòng)速度）。馬達(dá)和復(fù)合系統(tǒng)設(shè)置范圍：10～10kHz,機(jī)械系統(tǒng)設(shè)置范圍：1～15300。

【BFM#10，#9】：設(shè)置回原點(diǎn)速度（高速）。馬達(dá)和復(fù)合系統(tǒng)設(shè)置范圍：10～100kHz，機(jī)械系統(tǒng)設(shè)置范圍：1～153000，設(shè)置的值要在基速和最高速之間。

【BFM#11】：設(shè)置回原點(diǎn)（爬行）速度。馬達(dá)和復(fù)合系統(tǒng)設(shè)置范圍：10～10KHz，機(jī)械系統(tǒng)設(shè)置范圍：1～15300。在執(zhí)行回原點(diǎn)時(shí)，DOG端口產(chǎn)生信號(hào)后，速度由高速變?yōu)榕佬兴俣?，以此獲得較大的精度。

表5

表6

表7

【BFM#12】：設(shè)置回原點(diǎn)時(shí)，0點(diǎn)信號(hào)的脈沖數(shù)。范圍：0～32767。在執(zhí)行回原點(diǎn)時(shí)， DOG端口產(chǎn)生信號(hào)后，開始計(jì)Z相脈沖（PG0-端口接伺服放大器或編碼器），計(jì)到設(shè)定值時(shí)，電機(jī)停止。如果PG0-端口接的是傳感器或行程開關(guān)，則BFM#12設(shè)為1。

【BFM#14，#13】：設(shè)置原點(diǎn)位置，一般設(shè)為0。當(dāng)返回原點(diǎn)結(jié)束后，就把設(shè)定值寫入BFM #27和#26中。注意：需要正確設(shè)置BFM#3中的b9和b10才能使設(shè)備順利回原點(diǎn)。只有先回原點(diǎn)并通過此過程確定原點(diǎn)的實(shí)際位置，才能實(shí)現(xiàn)絕對(duì)位置控制。

【BFM#15】：設(shè)置加速、減速時(shí)間。范圍：50～5000ms。

【BFM#18，#17】：設(shè)定位置。馬達(dá)系統(tǒng)設(shè)定范圍：0～±999999，機(jī)械及復(fù)合系統(tǒng)設(shè)置范圍：0～±999999。當(dāng)使用絕對(duì)位置時(shí)，旋轉(zhuǎn)方向根據(jù)目標(biāo)值和當(dāng)前值的位置，由系統(tǒng)自動(dòng)確定。當(dāng)使用相對(duì)位置時(shí)，旋轉(zhuǎn)方向由前面的正負(fù)號(hào)決定。

【BFM#20，#19】：設(shè)置電機(jī)的運(yùn)行速度。（在基速和最大速之間）馬達(dá)和復(fù)合系統(tǒng)設(shè)置范圍：10～100kHz,機(jī)械系統(tǒng)設(shè)置范圍：1～153000。

【BFM#27，#26】：存放當(dāng)前位置。馬達(dá)系統(tǒng)范圍：-2147483648～+2147483647，機(jī)械和復(fù)合系統(tǒng)范圍：-2147483648～+2147483647。

【BFM#25】：執(zhí)行操作命令，圖表8所示。

表8

【BFM#28】：存儲(chǔ)狀態(tài)信息，反映PGU的運(yùn)行狀態(tài)，如表9所示。

表9

3 應(yīng)用實(shí)例

圖1中機(jī)械手左右直行的定位控制是基于PGU向步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器提供脈沖來實(shí)現(xiàn)。最左側(cè)金屬傳感器為機(jī)械手直行原點(diǎn)傳感器（接PG0-端口），此傳感器右側(cè)的金屬傳感器為減速點(diǎn)傳感器（接DOG端口），最右側(cè)金屬傳感器是限位點(diǎn)傳感器（接STOP端口）。PGU端口的接線參考上文。PGU核心程序如圖2所示。

4 結(jié)束語

通過上文分析，可以看出，三菱擴(kuò)展模塊PGU具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、精度高等優(yōu)點(diǎn)，而且 PGU的應(yīng)用提高了位置控制的智能化程度。未來，位置控制必將朝著智能化方向發(fā)展。探索PGU的定位控制，對(duì)于學(xué)習(xí)三菱其他的擴(kuò)展模塊有一定的借鑒作用。

圖1

[1]岳慶來. 變頻器、可編程控制器及觸摸屏綜合應(yīng)用技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]陳嬋娟，薛凱. 基于PLC的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)單雙軸運(yùn)動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2009（3）.

圖2

2016-11-12）