任務(wù)描述

案例（項(xiàng)目）背景

一臺(tái)威綸通觸摸屏與三菱FX3U的PLC相連，PLC下方配備了一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)。當(dāng)前的任務(wù)是編寫控制程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的有效控制。該步進(jìn)電機(jī)具有8度的步距角，螺距為2mm，且已設(shè)置細(xì)分參數(shù)為4。此外，XX4和X3分別代表負(fù)極限、原點(diǎn)和正極限。
 
控制要求：

1）在手動(dòng)操作模式下，步進(jìn)電機(jī)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的正反轉(zhuǎn)功能。
2）當(dāng)按下回原點(diǎn)按鈕時(shí)，步進(jìn)電機(jī)需自動(dòng)返回至原點(diǎn)，且只有在原點(diǎn)回歸完成后，才能進(jìn)行自動(dòng)模式操作。
3）在自動(dòng)模式下，步進(jìn)電機(jī)在完成原點(diǎn)回歸后，通過(guò)按下啟動(dòng)按鈕，將按照預(yù)設(shè)的位置序列（位置1——位置2——位置3——位置4——位置5——位置1）進(jìn)行循環(huán)運(yùn)動(dòng)。
4）若按下急停按鈕，步進(jìn)電機(jī)應(yīng)立即停止運(yùn)行，并需要重新執(zhí)行一次原點(diǎn)回歸指令以重新啟動(dòng)。
5）在暫停按鈕被按下時(shí)，設(shè)備將停止動(dòng)作；當(dāng)重新按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，設(shè)備將繼續(xù)之前的動(dòng)作。

元件選型與I/O排布

電氣元件選型：
 
I/O排布：

在控制步進(jìn)電機(jī)的過(guò)程中，合理的I/O分配對(duì)于確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功能性至關(guān)重要。通過(guò)精心設(shè)計(jì)的I/O排布，我們可以有效地控制步進(jìn)電機(jī)的各種操作，包括正反轉(zhuǎn)、回原點(diǎn)、自動(dòng)循環(huán)以及急停等。合理的I/O排布不僅能夠簡(jiǎn)化系統(tǒng)的接線，還能提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和可靠性。

 

電機(jī)接線

在控制步進(jìn)電機(jī)時(shí)，電機(jī)接線是不可或缺的一環(huán)。通過(guò)合理的接線方式，我們可以確保電機(jī)能夠順暢地接收指令并作出相應(yīng)的反應(yīng)。同時(shí)，正確的接線也是保障系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性的重要基礎(chǔ)。在接線過(guò)程中，我們需要仔細(xì)核對(duì)每一根線的連接，確保無(wú)誤后方可進(jìn)行下一步操作。

程序編寫

在實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制時(shí)，程序編寫是不可或缺的一環(huán)。通過(guò)精心編寫的程序，我們可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精確控制，包括手動(dòng)控制和自動(dòng)控制。同時(shí)，合理的程序設(shè)計(jì)也是確保系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性的關(guān)鍵因素。在編寫過(guò)程中，我們需要充分考慮電機(jī)的特性和需求，確保每一行代碼都符合要求，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的有效控制。

程序編寫涉及幾個(gè)指令PLSV、DFLT、DEMUL、DDRVA，有標(biāo)識(shí)說(shuō)明指令用法

三菱PLC步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)梯形圖程序:

M8343和M8344作為Y0軸的正負(fù)極限特殊繼電器，與外部信號(hào)一一對(duì)應(yīng)，確保電機(jī)在觸及相應(yīng)極限時(shí)能及時(shí)停止。在手動(dòng)模式M2斷開(kāi)時(shí)，其常閉觸點(diǎn)將導(dǎo)通，此時(shí)，觸摸屏上的正反轉(zhuǎn)按鈕M3和M4可控制可變速脈沖輸出指令，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，且頻率固定為3000HZ。

此外，還有原點(diǎn)回歸功能：
PLC啟動(dòng)時(shí)，會(huì)利用M8002設(shè)置爬行速度和回歸速度，分別設(shè)定為3000HZ和500HZ。當(dāng)PLC開(kāi)機(jī)或觸摸屏按下回原點(diǎn)按鈕M5時(shí)，會(huì)觸發(fā)M0驅(qū)動(dòng)原點(diǎn)回歸指令，開(kāi)始執(zhí)行原點(diǎn)回歸。一旦回歸完成，M0將復(fù)位，同時(shí)置位M1以標(biāo)記原點(diǎn)回歸完成。此時(shí)，M1的導(dǎo)通狀態(tài)表明原點(diǎn)回歸已成功完成，為后續(xù)的自動(dòng)控制動(dòng)作提供了必要條件。
 
數(shù)據(jù)處理：

在電機(jī)控制過(guò)程中，需要實(shí)時(shí)處理各種數(shù)據(jù)，以確保電機(jī)的正常運(yùn)行和安全停止。這些數(shù)據(jù)包括但不限于電機(jī)位置、速度、加速度等，它們通過(guò)傳感器進(jìn)行采集并傳輸?shù)娇刂破鬟M(jìn)行處理。通過(guò)精確的數(shù)據(jù)計(jì)算，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精準(zhǔn)控制，包括正反轉(zhuǎn)、變速、原點(diǎn)回歸等功能。

已知步進(jìn)電機(jī)的步距離角為8°，經(jīng)過(guò)4細(xì)分后，每個(gè)脈沖所對(duì)應(yīng)的角度變?yōu)?°/4=45°。通過(guò)計(jì)算，我們發(fā)現(xiàn)每發(fā)送800個(gè)脈沖，電機(jī)就能完成一圈的轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，已知螺桿的螺距為2mm，意味著電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，螺桿將前進(jìn)2mm。由此，我們可以推導(dǎo)出脈沖當(dāng)量為2mm/800=0025mm。

在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，我們通過(guò)將實(shí)際距離除以脈沖當(dāng)量來(lái)獲取所需的脈沖數(shù)。例如，將位置D20D20D20D20D208轉(zhuǎn)換為DDDDD8，以進(jìn)行后續(xù)的處理和顯示。特別地，D8340代表了Y0周的位置信息，我們將其通過(guò)DFLT指令轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)，并乘以脈沖當(dāng)量，從而得出實(shí)際距離，并將其存儲(chǔ)在D210中，以便在觸摸屏上進(jìn)行直觀的顯示。
 
在手動(dòng)操作模式下，當(dāng)系統(tǒng)完成回原點(diǎn)動(dòng)作且D100=0時(shí)，將執(zhí)行第一步動(dòng)作，即激活M7啟動(dòng)標(biāo)志位，隨后程序?qū)�按順序�?zhí)行。若按下停止按鈕，D100將被復(fù)位，同時(shí)原點(diǎn)回歸完成標(biāo)志也將被重置，啟動(dòng)標(biāo)志隨之解除。接下來(lái)，我們將探討順序控制的相關(guān)內(nèi)容。
 
動(dòng)作的順序編排需要逆序書(shū)寫，即第一步動(dòng)作應(yīng)置于最后。當(dāng)動(dòng)作完成后，M8029會(huì)導(dǎo)通，此時(shí)通過(guò)INC指令使D100加1，后續(xù)每一步動(dòng)作均遵循此模式。當(dāng)程序運(yùn)行至第5步時(shí)，通過(guò)M8029導(dǎo)通M10線圈，同時(shí)將M10的常開(kāi)指令寫入當(dāng)前行程序之上，利用MOV指令將D100重置為第1步。這樣的編寫方式旨在確保第5步的動(dòng)作與第一步的定位指令在不同掃描周期內(nèi)執(zhí)行，避免沖突。

在觸摸屏上設(shè)置M7按鈕時(shí)，應(yīng)選擇復(fù)位按鈕類型。按下停止按鈕后，只會(huì)斷開(kāi)M7的激活狀態(tài)，而再次按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，則會(huì)重新激活M7并啟動(dòng)程序運(yùn)行。

至此，我們已詳細(xì)探討了案例中的動(dòng)作順序與觸摸屏操作的相關(guān)內(nèi)容。現(xiàn)在，讓我們進(jìn)一步思考一個(gè)問(wèn)題：如何在觸摸屏上實(shí)現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)功能？具體來(lái)說(shuō)，就是設(shè)置一個(gè)速度輸入框，其單位為mm/s，以便用戶能夠根據(jù)需要調(diào)整速度。對(duì)于這一問(wèn)題，我們將在后續(xù)的討論中深入探討并給出相應(yīng)的解決方案。