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基于PLC的两轴进给控制系统设计

整个系统由伺服交流电机，伺服驱动器，PLC，FX2N-20GM组成。基本原理如下图。

交流伺服电机选择
交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和HYPERLINK"://baike.baidu/view/356551.htm"异步电机，目前HYPERLINK"://baike.baidu/view/1501678.htm"运动控制中一般都用同步电机，它的HYPERLINK"://baike.baidu/view/44147.htm"功率围大，可以做到很大的功率。大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。交流伺服电机有精度高，适应性好，高速性能
好等优点。

查资料获得的数控铣床参数表上图。

转速计算N=4*2/8*10*10*10*1=1000r/min

经上面计算校核，我们决定选用三菱HC-SFS301交流伺服电动机，其规格如下

功率：3kw
转速:1000r/min
工作状态扭矩：28.6N*m
电机惯量：100kg*cm2
负载惯量:：111kg*cm2时间特性250ms
由上计算有数据与电动机校核1000r/min<=1000r/min;
7.76N*m<28.6N*m;
20.35kg*cm2<100kg*cm2;100ms<250ms；满足要求.
PLC选型
PLC选型的关键主要是能满足基本控制功能和容量，并考虑维护的方便性、备件的通用
性、系统可扩展性以与能满足特殊功能要求等。这里采用三菱FX2N--48MT，它是FX系列中先进的微型PLC，具有高速、高性能的特性，一条基本指令运算时间为0．08uS，一条应用指令运算时间约为1．52～100“s，输入点和输出点均为24点，满足输入输出。要求，有一定余量便于拓展，备用。输出点采用晶体管输出以获得快速性。
伺服驱动器选型

电动机为三菱HC-SFS301,根据上图官方资料伺服驱动器选型为：MR-JS2-350A
如下为MR-JS2-350A可驱动电机表三菱HC-SFS301在列，

如下为伺服电机驱动器端子功能表

MR-JS2-350A运行控制分为位置控制模式和部速度控制模式。
位置控制模式：由外部输入脉冲信号与正反转信号。部速度控制模式:

.

由外部输入正反转信号，转速为伺服驱动器部设定。
控制模式选择：由LOP控制端设定。

参数设置
伺服驱动器的功能与运行方式通过参数设置，具体参数的设置与说明可参见伺服驱
动器使用说明书。
三菱FX2N-20GM硬件与编程
三菱FX2N-20GM（简称20GM）是一种小型智能化定位单元，其完备的功能完全可以与大中型PLC定位模块媲美。拥有完善的扩展接口（如图1所示），允许用户使用步进电机或伺服电机，并通过驱动单元来实现双轴的定位控制。
20GM采用FX-VPS-E专用软件编制控制程序。流程图窗口由可视化的各种彩色符号块组成，用“有向连线”连接，具有形象、直观、简洁、易用的特点。双击对应的指令符号块即出现“参数设置”的形象化对话框，可以方便地进行操作。
FX2N-20GM统称定位单元，是输出脉冲序列的专用单元，模块的输出脉冲数、脉冲频率可调，通过步进驱动器或伺服器控制。
FX2N-20GM配有一种专用定位语言指令和顺序语言基本指令和应用指令进行编制位置控制程序，能够同时控制两个坐标轴，并可实现线性/圆弧插补功能，位置控制功能。

设置参数方式:
定位参数（参数0~）：确定定位控制的单位、速度等
I/O控制参数（参数30~）：确定与定位单元I/O端口相关的容，如规定程序号的方法等

系统参数（参数100~）：确定程序的存储器大小、文件寄存器的数目等。
编程方式:
一是采用专用指令代码（cod）编制定位程序，或可称为“主任务定位程序”。
二是利用逻辑运算和逻辑功能指令编制的顺序控制程序，

编写定位程序

使用SWOD5-FXVPS-E软件
（1）行号
（2）程序号
程序号被赋给每一个定位程序，操作目的不同的程序所分配的程序号也不相同。
可以通过一个数字开关或可编程序控制器来指定要执行的程序

使用定位编程序时可以直接引用FX2N-20GM的特殊辅助继电器和特殊数据继电器名称
使用PLC控制FX2N-20GM时要使用缓冲存储器(BFM)

使用SWOD5-FXVPS-E软件编流程图程
运行FXVPS-E软件
1.画加工流程图
2.设置监控位置坐标
3.将定位器开关放在MENU,传送流程图到定位器中,将开关放在Auto中,接通START运行流程图,
4.编制

用可编程序控制器（PLC）进行通信
FX2N-20GM定位单元被连接到FX2N系