基于松下电工FP型PLC的直线插补程序设计(精).doc

,2007收稿日期:2007-08-05作者简介:张铁异(1963—,男,广西荔浦人,广西大学机械工程学院讲师,硕士,主要研究方向:机电一体化技术。基于松下电工FP1型PLC的直线插补程序设计张铁异,黄炳琼,卢福宁,黎毓鹏,曹晓中(广西大学机械工程学院,广西南宁530004摘要:PLC在机械设备自动控制中有着广泛的应用,在PLC上开发直线及圆弧插补功能将拓展PLC在数控机床等领域的应用范围。介绍了在松下电工FP1型PLC上开发直线插补程序实现对二维数控平台控制的方法。关键词:PLC;直线插补;松下电工中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1672-545X(200710-0068-03可编程序控制器(PLC在工业控制中有着广泛的应用,FP1是日本松下电工生产的小型PLC系列产品,性能价格比高,适合在我国中小企业应用。FP1的硬件配置较全,除主机外还可加I/O扩展模块、A/D、D/A模块。机内有高速计数器,可同时输入两路频率高达10kHz的脉冲,还可以输出频率可调的脉冲信号(晶体管输出型。该机配有RS-422接口,通过和RS-232的接口适配器,可实现PC机与PLC之间的通信,并可直接在PC机上用梯形图进行编程调试。但该机型没有直线插补和圆弧插补功能,需要自行开发,而直线插补和圆弧插补功能则是在数控机床等领域必须使用的功能,可利用该机型所具有的基本指令和高级指令来设计,本文介绍该机型直线插补功能的实现方法,圆弧插补功能的实现可参照直线插补来进行。设计采用由步进电机驱动的BDH-1型X-Y绘图仪来模拟二维数控平台,作为用PLC实现直线插补程序功能的执行机构,通过绘图仪能否绘出所要求的直线来验证插补程序的设计是否正确,最终实现PLC对二维数控平台的控制。系统所用PLC型号为松下电工FP1-C40,步进电机的型号为45BF005-Ⅱ,步进电机的工作方式为三相六拍,用PLC的输出Y1、Y2、Y3控制X轴方向步进电机的A、B、C三相,用PLC的输出Y4、Y5、Y6控制Y轴方向步进电机的A、B、C三相,X0为启动按钮(无自锁。1直接控制步进电机正反转的设计首先需要解决用松下电工FP1-C40型PLC主控单元直接控制步进电机正反转的问题,步进电机正反转控制程序由以下部分组成:脉冲产生电路、环形分配电路、相脉冲分配电路。,根据转动信号R4、R14、R5、R15输出脉冲宽度为一个扫描周期、脉冲间隔为给定定时值的脉冲,脉冲间隔的大小决定步进电机的转速。,也可用高级指令F121(ROL数据循环指令来完成。当系统启动后,移位数据输入端输入一个数据位“1”,数据位“1”移进最低位并有输出后立即断开,当移位次数等于步进电机的通电相序数时,则将最高位的输出信号反馈到移位数据输入端。控制X,Y轴方向移动的环行分配器分别采用了移位寄存器SRW2及SRW3。,按节拍分别接通步进电机对应相序的相绕组。本设计中控制X轴方向移动的SRW2的移位输出信号与步进电机正反转的通电相序符合以下的对应关系:SRW2的移位输出信号:R20R21R22R23R24R25步进电机正转通电相序:A步进电机反转通电相序:BBBA可以看出,驱动A相绕组的PLC输出继电器的控制信号无论步进电机正转还是反转,均由R20、R21和R25接通。而驱动B相绕组的输出继电器,在正转时由R21、R22和R23接通,在反转时由R23、R24和R25接通,驱动C相绕组的输出继电器,在正转时由R23、R24和R25接通,在反转时由R21、R22和R23接通。驱动Y轴方向A、B、C三相绕组的输出继电器的控制与X轴类似。,PLC的输出类型应采用晶体管输出。为了能提供给步进电机较大的驱动电流,需要在PLC输出端增加功率放大电路。2进行直线插补程序设计在数控系统中***最小移动单位是一个脉冲当量,***的运动轨迹是折线,要用插补计算的方法确定***的运动轨迹。,O为插补起点,A为插补终点,68《装备制造技术》2007年第10期M为插补中间点,由插补原理可得到偏差函数为:F(x,y=yxa-xya其递推公式为:F(x+1,y=F(x,y-yaF(x,y+1=F(x,y-xa当F(x,y>0时,M(x,y点在直线上方,进给机构向+X走一步。当F(x,y=0时,M(x,y点在直线上,进给机构也向+X走一步;当F(x,y<