永宏 FBs-PLC的NC定位控制功能介绍.pdf
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2019-10-25
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13-1
第 13 章：FBs-PLC 的 NC 定位控制
早期使用一般电机作为定位控制，由于速度不快、或者精度要求不高，所以足够应对所
需场合；当机械运转为了获取效率而将速度加快时，当产品质量、精度要求越来越高时，电
机停止位置的控制就不是一般电机所能达到的了！解决这一问题的最佳方法是采用 NC 定位
控制器配合步进或伺服电机作定位控制。但在过去，由于它的价格很高，而限制了它使用的
普遍性，近年来由于技术的发展及成本的降低，其价位已被用户所接受，使用数量也越来越
多。为配合这一趋势，FBs-PLC 将目前市面上专用的 NC 定位控制器功能整合在 FBs-PLC
内部 SoC 芯片内，除了免掉 PLC 与专用 NC 定位控制器之间复杂的数据交换与连结程序外，
更大幅降低整体成本，为用户提供一种价廉物美、简单方便的 PLC 整合 NC 定位控制的方案。
13.1 NC 定位控制的方式
PLC 与步进或伺服驱动器的控制界面大致有下列方式：
z 通过数字 I/O 方式下达命令：使用简单但应用灵活度比较差
z 通过模拟量输出方式下达命令：控制反应较灵敏但成本较高并且容易受噪声干扰
z 通过通讯方式下达命令：通讯协议无标准并且受通讯反应限制，因此应用有瓶颈
z 通过高速脉冲方式下达命令：成本低廉容易准确控制
以高速脉冲方式控制步进或伺服驱动器是比较常用的方法；PLC 的 CPU 模块如果内部
含有多轴高速脉冲输出以及高速硬件计数器，并且能提供简易使用和设计的定位程序编辑，
则对于这方面的应用，更是如虎添翼、如鱼得水、得心应手了！
常用的 PLC 结合伺服驱动器所构成的 NC 伺服系统有如下两种：
z
半闭环回路控制
PLC 只负责发送高速脉冲命令给伺服驱动器，装在伺服电机的位移检测信号直
接反馈到伺服驱动器，闭环回路只在伺服驱动器与伺服马达中；优点是控制简单精
度足够（适合大部份的应用），缺点是不能真正反映实际经过传动机构的真正位移量，
况且如机构磨损、老化或不良，就没有办法给予补偿或检测。
z
闭环回路控制
PLC 负责发送高速脉冲命令给伺服驱动器，除了装在伺服电机的位移检测信号
直接反馈到伺服驱动器外，外加位移检测器装在传动机构之后，真正反映实际位移
量，并将此信号反馈到 PLC 内部的高速硬件计数器，这样就可作更精确的控制，并
且可避免上述半闭环回路的缺点。
13.2 绝对坐标与相对坐标
移动距离的表示，可用绝对位置来表示（绝对坐标定位），或者用相对距离来表示（相
对坐标定位）；而 DRV 指令用来驱动电机。
当以绝对坐标来表示移动距离时，
如目前位于 100mm，要行走到 300mm 时，则定位指令为 ： DRV ABS, ,300,Ut
如目前位于 300mm，要行走到 0mm时，则定位指令为 ： DRV ABS, , 0,Ut
当以相对坐标来表示移动距离时，
如目前位于 100mm，要行走到 300mm 时，则定位指令为 ： DRV ADR,+,200,Ut
如目前位于 300mm，要行走到 0mm时，则定位指令为 ： DRV ADR,−,300,Ut
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