1  引言

　　在很多往返式傳動(dòng)控制系統(tǒng)中，涉及到多點(diǎn)定位拔泪。在不同的定位點(diǎn)啟動(dòng)不同的機(jī)械動(dòng)作笑杯。如圖1所示的龍門刨床的機(jī)械傳動(dòng)示意圖。

　　如圖1所示谍臀，傳動(dòng)系統(tǒng)從原點(diǎn)啟動(dòng)辱得，中速行駛到1000mm，開始高速行駛抡杈，高速行駛到3000mm沉享，開始低速爬行，低速爬行到終點(diǎn)(3200mm)停車加梁。停頓2s顶质。反向高速行駛，高速行駛到距原點(diǎn)200mm處開始低速爬行融蹂。到達(dá)原點(diǎn)停車旺订，停頓2s后重新開始往返。在原點(diǎn)和終點(diǎn)的低速爬行的目的是為了避免系統(tǒng)慣性帶來的定點(diǎn)誤差超燃，做到原點(diǎn)和終點(diǎn)的精確定位停車区拳。

　　圖1    龍門刨床的傳動(dòng)示意圖

 

　　2  系統(tǒng)組成

　　速度的調(diào)節(jié)采用變頻器拘领，定位控制采用光電編碼器和PLC高速計(jì)數(shù)器精確定位。如圖(2)所示變頻器和PLC接線圖劳闹。

　　圖2（a）PLC接線圖

　　圖2（b)    變頻器接線圖

　　變頻器的正反轉(zhuǎn)由繼電器KA1院究、KA2兩個(gè)觸點(diǎn)控制(對應(yīng)PLC輸出點(diǎn)Q0.0、Q0.1)本涕，速度的切換由繼電器KA3业汰、KA4觸點(diǎn)完成(對應(yīng)PLC輸出點(diǎn)Q0

.2、Q0.3)菩颖。變頻器故障報(bào)警輸出觸點(diǎn)(30A样漆、30C觸點(diǎn))用于立即停止高速計(jì)數(shù)器運(yùn)行，并由指示燈HR指示(對應(yīng)PLC輸出點(diǎn)Q0.6)晦闰。

　　變頻器具有多段速度設(shè)定功能放祟，當(dāng)KA3、KA4兩個(gè)觸點(diǎn)都斷開時(shí)散烂，高速行駛(第一速度);KA3閉合巾妖，KA4斷開時(shí)，中速行駛(第二速度);KA3斷開变钙，KA4閉合時(shí)牵梗，低速行駛(第三速度);KA3、KA4都閉合時(shí)挥棒，手動(dòng)調(diào)節(jié)行駛(第四速度)仓脓。

　　旋鈕SF1(I0.1)用于手動(dòng)/自動(dòng)切換，并用指示燈HG1(Q0.4)表示自動(dòng)狀態(tài)芭惠。手動(dòng)時(shí)锨间，能夠通過按鈕SA1(電機(jī)正轉(zhuǎn))和SA2(電機(jī)反轉(zhuǎn))手動(dòng)調(diào)節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)的位置。

　　按鈕SA(I0.2)用于傳動(dòng)系統(tǒng)在自動(dòng)狀態(tài)下的啟動(dòng)/停止控制弦离。采用"一鍵開關(guān)機(jī)"方式實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)/停止控制婿芝，用指示燈HG2(Q0.5)表示啟動(dòng)狀態(tài)。

　　行程開關(guān)SQ(I0.5)用于自動(dòng)啟動(dòng)時(shí)棵章，確定傳動(dòng)系統(tǒng)在原點(diǎn)位置挨让，自動(dòng)停止時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)必須返回原點(diǎn)柬赐。行程開關(guān)SQ1(I0.6)亡问、SQ2(I0.7)用于傳動(dòng)系統(tǒng)的兩端限位官紫，確保傳動(dòng)系統(tǒng)不能脫離設(shè)備肛宋。

 

　　3  PLC程序流程圖

　　自動(dòng)運(yùn)行程序:SBR_1，如圖3所示束世。

　　圖3    自動(dòng)運(yùn)行程序

 

　　中斷處理程序:INT_0酝陈，如圖4所示床玻。

　　圖4    中斷處理程序

　　4  關(guān)鍵技術(shù)

　　(1) 高速計(jì)數(shù)器中斷和預(yù)置值的多次更改實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)定位實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)定位控制的關(guān)鍵包括兩點(diǎn)，第一點(diǎn)是設(shè)置高速計(jì)數(shù)器中斷事件12(計(jì)數(shù)器當(dāng)前值=計(jì)數(shù)器預(yù)置值)沉帮，另一點(diǎn)就是在中斷處理程序中更改高速計(jì)數(shù)器預(yù)置值锈死。

　　定位控制需要確定定位點(diǎn)與原點(diǎn)的距離，以此確定定位點(diǎn)穆壕。

　　測量設(shè)備運(yùn)行距離待牵，需要將單位距離(mm)轉(zhuǎn)換成脈沖量，通過光電編碼器和PLC高速計(jì)數(shù)器記錄脈沖量的變化喇勋。

　　光電編碼器的機(jī)械軸和電動(dòng)機(jī)同軸缨该。傳動(dòng)比=10，用于驅(qū)動(dòng)設(shè)備的傳動(dòng)棍直徑=100mm判逊，光電編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)=600個(gè)饿遏。可以計(jì)算出每毫米距離的脈沖數(shù)為:

　　每毫米距離的脈沖數(shù)

　　=600÷(10×100×3.14)≈0.19108脈沖/mm

　　定點(diǎn)位和預(yù)置值比較殊纫，必須采用高速計(jì)數(shù)器中斷方式替熊，而不能采用一般的比較指令。因?yàn)橐话愕谋容^指令無法捕捉高速變化的事件厌哈。

　　所以掘顾，必須通過ATCH和ENI指令將高速計(jì)數(shù)器中斷事件號12(計(jì)數(shù)器當(dāng)前值=計(jì)數(shù)器預(yù)置值)與中斷處理程序INT_0連接。在中斷處理程序INT_0中塔端，到達(dá)預(yù)置值時(shí)娄勒，重新裝載下一次的預(yù)置值，并執(zhí)行工藝要求的繼電器輸出媒湖，處理變頻器的運(yùn)行速度馋奠。

　　在自動(dòng)子程序SBR_1中，將高速計(jì)數(shù)器HC0設(shè)置為單相計(jì)數(shù)輸入舒贼，取消外部控制功能丰吐。在原點(diǎn)和終點(diǎn)通過更改計(jì)數(shù)方向，便于中斷處理程序INT_0判斷變頻器的運(yùn)行方向琳钉。

　　(2) 在中斷處理程序INT_0中不能使用等于比較指令

　　由于在一個(gè)中斷處理程序INT_0中判斷處理多個(gè)預(yù)置值势木。需要比較指令和計(jì)數(shù)方向來判斷目前高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)當(dāng)前值在哪個(gè)階段，根據(jù)判斷來決定執(zhí)行那一段指令歌懒。但是啦桌，判斷不能使用等于比較指令，應(yīng)該使用大于或小于指令判斷及皂。

　　盡管中斷事件(計(jì)數(shù)器當(dāng)前值=計(jì)數(shù)器預(yù)置值)發(fā)生時(shí)甫男，PLC立即中斷當(dāng)前主程序、子程序验烧，執(zhí)行中斷處理程序INT_0中的指令板驳。但是又跛，在中斷處理程序INT_0中，PLC仍然是按照逐條逐行的掃描機(jī)制執(zhí)行若治。而高速變化的計(jì)數(shù)值不可能和中斷處理程序執(zhí)行同步慨蓝，如果采用等于比較指令，PLC在執(zhí)行中斷處理程序時(shí)端幼，可能會(huì)錯(cuò)過等于值缩髓，使PLC在中斷處理程序中無法判斷設(shè)備運(yùn)行到哪個(gè)階段。

　　(3) 在自動(dòng)運(yùn)行時(shí)王捧，高速計(jì)數(shù)器的初始值寄存器寫入必須禁止由于多點(diǎn)定位需要多次裝載預(yù)置值傻当，寫入預(yù)置值必須執(zhí)行HSC指令。

　　執(zhí)行HSC寫入指令颗用，不單單是寫入預(yù)置值堤型，如果在控制字節(jié)中不加以限制，初始值寄存器SMD38中的值同樣寫入类繁。而SMD38=0教物，這樣，就會(huì)使高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)當(dāng)前值置0撞浪。因此糊争，在自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，必須設(shè)置控制字節(jié)SMB37的第七位SM37.6為0炭央，在裝載預(yù)置值時(shí)婴鞭，禁止寫入初始值。

　　但是熙掺，在高速計(jì)數(shù)器初始設(shè)置和返回原點(diǎn)重新開始運(yùn)行時(shí)未斑，又必須寫入初始值，使初始值置0币绩，避免機(jī)械原因帶來的誤差蜡秽。因此，控制字節(jié)必須多次修改缆镣。遵循的原則是:允許寫入初始值芽突、執(zhí)行HSC指令后，必須馬上修改控制字節(jié)董瞻，禁止初始值寫入寞蚌，并再次執(zhí)行HSC指令，中間不能有其它指令存在钠糊。因?yàn)樾樱琍LC是逐條逐行執(zhí)行指令，中間沒有其它指令，就不會(huì)產(chǎn)生不必要的影響煞聪。

　　(4) 多點(diǎn)定位的輸出線圈盡量采用立即指令

　　采用高速計(jì)數(shù)器進(jìn)行多點(diǎn)定位，主要為了精確定位逝慧。定位精度既決定于高速計(jì)數(shù)器的測量讹荣，同時(shí)也決定于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的執(zhí)行快速性

。

　　如果采用普通輸出指令保跨，在一個(gè)掃描周期的程序執(zhí)行階段合杜，改變的僅僅是輸出映像存儲(chǔ)器，PLC的輸出點(diǎn)不會(huì)立即刷新强媚，只有在程序執(zhí)行完畢后断迁，PLC的輸出映像存儲(chǔ)器才能對輸出點(diǎn)刷新，執(zhí)行輸出捞幅。

　　為了增加定位精度迎硼，盡量采用立即輸出指令。立即輸出指令不受PLC掃描周期階段的限制闲窃，在改變輸出映像存儲(chǔ)器的同時(shí)雹税，立即刷新PLC輸出點(diǎn)。

　　(5) 自動(dòng)/手動(dòng)程序采用For-Next循環(huán)指令和子程序指令實(shí)現(xiàn)

　　因?yàn)榫哂凶詣?dòng)/手動(dòng)功能骇诈。自動(dòng)/手動(dòng)程序采用For-Next指令和子程序指令旧庶。自動(dòng)程序和手動(dòng)程序?qū)嶋H上就是兩個(gè)循環(huán)指令的循環(huán)體。而循環(huán)指令僅執(zhí)行一次循環(huán)掃描刷新浊洞。

　　手動(dòng)子程序SBR_0和自動(dòng)子程序SBR_1用于整個(gè)程序的分段牵敷，便于程序的理解，增加程序的可讀性法希。

　　For-Next循環(huán)指令的作用是使輸出線圈能夠重復(fù)使用枷餐，簡化程序。因?yàn)樯灰啵瑑蓚€(gè)循環(huán)指令的執(zhí)行由旋鈕SF(I0.1)控制尖淘，不可能同時(shí)執(zhí)行，循環(huán)體內(nèi)的程序不能同時(shí)掃描刷新著觉。這樣村生，就可以使輸出線圈重復(fù)使用，沒必要采用中間變量的轉(zhuǎn)換饼丘，大大簡化了程序的編制趁桃。

　　單單采用子程序或跳轉(zhuǎn)指令也可以實(shí)現(xiàn)輸出線圈的重復(fù)使用，但是肄鸽，在子程序的切換和跳轉(zhuǎn)指令的布置上非常繁瑣卫病。

　　采用For-Next指令和子程序結(jié)合方法，就可以避免切換繁瑣，在各自的子程序中編制程序膏娃，完全不必要考慮對方的程序党纱，作為一個(gè)獨(dú)立實(shí)體編制。這種方法唯一的缺點(diǎn)就是各自的初始化編程有重復(fù)蚜再，但不會(huì)影響設(shè)備運(yùn)行豹恶。

　　5  結(jié)束語

　　機(jī)械裝置的高精度多點(diǎn)定位問題廣泛存在于加工業(yè)及制造業(yè)的控制系統(tǒng)中，本文所介紹的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊率敞，安全可靠旅峰，十分實(shí)用。

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