电气控制与PLC原理、应用实践三菱电机FX5U系列课件 第7、8章 伺服驱动系统、基础实验

第二章第7章伺服驱动系统主讲人：第七章7.1交流伺服电动机及伺服驱动器7.1.1伺服电动机简介伺服控制系统在现代工业生产中得到广泛应用，伺服电动机作为其执行元器件至关重要，它将驱动器输出的电信号变换成电机轴的角位移或角速度。通过控制驱动器输出的控制信号可以改变伺服电动机的转向和转速。图7-1为三菱电机某型伺服电动机的外形图。按其使用的电源性质划分，伺服电动机可分为直流和交流两大类。直流伺服电动机20世纪70～80年代得到高速发展，但因其结构复杂且难以维护，使其进一步发展受到限制。目前在运动控制中直流伺服电动机的应用已很少见。而交流伺服电动机结构简单，克服了直流伺服电动机因为换向器、电刷等机械部件所带来的各种缺陷，而且，由于其过载能力强且转动惯量低等优点，使交流伺服电动机在运动控制中得到广泛应用。图7-1三菱电机某型伺服电动机外形图第七章1．交流伺服电动机工作原理按其工作原理划分，交流伺服电动机可分为异步感应型和同步永磁型，目前市场交流永磁同步伺服电动机广泛应用，因此下面将重点介绍该型伺服电动机。交流永磁同步伺服电动机由定子和转子两部分组成，如图7-2所示。定子主要包括定子铁芯和三相对称定子绕组；转子主要由永磁体、导磁轭和转轴组成。永磁体固定在导磁轭上，导磁轭套在转轴上。编码器与转子同轴连接。当交流伺服电动机的定子励磁绕组中通过对称的三相交流电流时，定子将产生一个转速为n（称为同步转速）的旋转磁场，在理想情况下，转子的转速与旋转磁场的转速同步（同步电动机），于是定子的旋转磁场与转子的永磁体所产生的主极磁场保持静止，它们之间相互作用，产生电磁转矩，拖动转子旋转。伺服电动机的转子采用永久磁体后，在过载特性和制动性能上高于早期的感应型交流伺服电动机。交流永磁伺服电动机的转子采用永磁体，在定子绕组中通过电流，即使转子转速为零，仍然能够输出额定转矩，该项功能称为“零速伺服锁定”功能。直观现象是伺服驱动通电后，伺服电机轴无法手动转动。图7-2同步永磁型伺服电动机结构示意图第七章2．交流伺服电动机组件交流伺服控制系统的核心是运用矢量控制对交流伺服电动机的磁场和转矩分别控制。交流伺服控制系统是闭环控制系统，要求实时将电动机的运动状态反馈到控制系统中，该功能是由位置、速度测量传感元器件实现。当负载发生变化时，转子的转速会发生变化，传感器检测到转子的位置和速度；根据反馈的位置、转速等参数，控制器对定子绕组中电流的大小、相位和频率进行调节，分别产生连续的磁场和转矩调节，并作用到转子。在交流伺服控制系统中，编码器是一类重要的位置和速度传感器。通过该传感器将伺服电动机的状态实时反馈到控制器中。3．伺服电动机的选用伺服电动机的选型，一般性考虑功率与转速外，还必须考虑所驱动的机构负载特性，如果没有负载特性的数据，则需根据理论分析进行计算，得到负载的惯量和转矩指标，从而推算出加减速所需转矩，最后结合各种转矩来选用合适的伺服电动机。该计算过程初学者不易掌握。另一种常用的方法就是进行类比，即参考同类型的设备进行负载机构的质量、运动速度等进行比较，再参考所使用电动机的各项参数，进行初步选择，然后通过试用来确定是否合适，这种方法需要一定的经验。伺服电动机的选择原则如下：第七章3．伺服电动机的选用（1）负载-电动机惯量比因素伺服驱动器都有一个参数用来表示负载的转动惯量与电动机转动惯量之比。该参数非常重要，是充分发挥伺服系统与负载之间达到最佳动态效能的前提。三菱MR-J4伺服驱动器的惯量比参数是PB06，初始默认是7倍（一般电动机的转动惯量是固定的，可以从电机手册上查询）；负载的转动惯量可以通过计算得到。这种计算方式对初学者而言较困难。具有自动调谐模式的伺服驱动中，惯量比值可以通过在线自动调整获取，并可以根据运行情况进行手动调整，如果发现比值远超过电动机使用说明所规定的倍数，就要考虑更换伺服电动机（选择更大惯量的电机）。各个厂家的交流伺服电动机一般分类低惯量、中惯量及大惯量几种类型。在负载启停、制动频繁的应用场景，适合选择惯量值较大的伺服电动机。（2）转矩因素选用电动机的额定转矩需要满足负载转矩的需要，且电动机转矩稍大于负载转矩即可，因为电动机最大输出转矩可达到其额定转矩的3倍。注意，连续工作的负载转矩要小于等于电动机的额定转矩，负载的最大转矩要小于等于电动机的最大转矩。定位控制系统中，伺服电动机很少长期工作在匀速运行状态，多数工作在频繁的启停状态，在加速或减速状态下，电机输出转矩达到3～5倍的额定转矩，电流会成比例上升，发热要比工作在匀速运行状态严重，选型时要考虑电动机额定转矩与负载转矩的匹配问题。（3）转速因素伺服电动机的额定转速是指在额定功率下电动机连续运行时的最大转速。伺服电动机在额定转速的基础上进行加／减速运行，在额定转速下功效才能得到充分发挥。因此，应根据工作机械的最大速度来选择电动机的额定转速，该速度应大于工作机械的最大速度。第七章7.1.2伺服驱动器简介在交流伺服控制系统中，控制器（PLC等）发出的脉冲信号并不能直接控制伺服电动机的运转，需要通过伺服驱动器装置来控制电动机的运转。图7-3所示为三菱电机交流伺服驱动器外形图。图7-3三菱电机交流伺服驱动器伺服驱动器的作用是把控制器送来的信号进行转换并放大功率，驱动电动机运转，根据控制命令和反馈信号对电动机进行连续控制。伺服驱动器有三种控制模式：位置控制、速度控制和转矩控制。它们分别对电动机的运行位置、运行速度和输出转矩进行控制。最常用的是位置控制方式，下面章节中将对位置控制方式进行一些讲解。定位控制时，必须由控制器向伺服驱动器发出定位控制指令。定位控制指令大多数是以脉冲串的形式发送到伺服驱动器。常见的脉冲发生控制器有PLC、各种定位控制模块、运动控制器、运动控制卡等。第七章7.2MR-J4伺服驱动器规格及附件7.2.1伺服驱动器的规格三菱通用伺服MELSERVO-J4(以下简称MR-J4)系列是在MELSERVO-J3基础上开发出来的性能更高、功能更丰富的交流伺服驱动器。外形如图7-3所示。MR-J4采用了最新的高速CPU及现代控制理论与技术，实现了高速、高精度化、小型化、网络化和自适应功能，主要性能指标如表7-1所示。表7-1MR-J4伺服驱动器主要技术性能项目技术参数速度控制方式正弦波PWM控制位置反馈22b绝对或增量编码器，位置全闭环控制速度调节范围≥1:5000模拟量速度指令1:2000，内部速度指令1:5000速度控制精度≤±0.01%频率响应2.5KHz模拟量输入速度给定DC-10～10V转矩DC-8～8V输入电阻10～12kΩ第七章7.2.1伺服驱动器的规格表7-1MR-J4伺服驱动器主要技术性能（续）项目技术参数位置给定输入输入方式脉冲+方向，相差90°的正-反转脉冲；正转脉冲；+反转脉冲信号类型DC5V线驱动输入，DC5～24V集电极开路输入输入脉冲频率线驱动输入，最大1MHz，集电极开路输出：最大200kHz位置反馈输出信号类型A/B/Z三相线驱动输出+Z相集电极开路输出分频系数任意开关量输入/输出信号输入信号10点输出信号6点其他功能制动方式电阻制动超程控制正/反向超程输入电子齿轮比0.1～2000保护性能过电流、过载、过电压、欠压、缺相、制动异常、过热、编码器断线、主回路检测、CPU检测、参数检查通信接口接口规范RS-422A网络连接1:32第七章1.型号规格三菱电机MR-J4系列伺服驱动器型号说明如图7-4所示。图7-4驱动器型号2．驱动器规格规格数字代表可控制的伺服电动机最大功率，单位为0.01kW。例如，数字“10”表示l00.0lkW=0.lkW，即可控制伺服电动机最大功率为0.1kW。MR-J4系列驱动器规格有10，20，40，60，70,100，200，350等系列产品。第七章3.接口规格/4．输入电源规格/5.特殊功能标识接口规格指MR-J4伺服驱动器接收控制器的接口方式，有A、B两种规格。（1）通用接口AA表示此伺服驱动器是通用接口，在进行位置控制模式时通过外部控制器脉冲、方向等信号进行控制的，控制器可以是PLC、定位模块等能发出脉冲的控制器件，控制器品牌不局限于三菱电机，能发出脉冲功能就可以。如三菱电机Q系列PLC中的定位模块QD75P，QD75D。（2）兼容SSCNETⅢ的高速串行总线接口BB表示此伺服驱动器为通信接口，对应是光纤通信，为三菱电机专用的SSCNETⅢ协议，此型伺服要求上位的控制器也拥有对应的通信接口，所以此型号的伺服要用三菱电机带有此接口功能控制器，如三菱电机的Q系列PLC中的定位模块QD75M，FX5系列中的FX5-40SSC等。本教材以MR-JE-A通用型伺服驱动器为例介绍定位功能。输入电源规格指伺服驱动器输入供电电源的规格，根据伺服驱动器系统规格的不同，输入电源规格有所区别，详细情况见表7-2。指部分具有特殊功能规格的伺服驱动器，其标识及对应的特殊功能见表7-3所示。第七章电源规格与特殊功能规格输入电源规格指伺服驱动器输入供电电源的规格，根据伺服驱动器系统规格的不同，输入电源规格有所区别，详细情况见表7-2。指部分具有特殊功能规格的伺服驱动器，其标识及对应的特殊功能见表7-3所示。表7-2电源规格列表标识电源规格无三相220VAC或220VAC单相220VAC仅适用于MR-J4-70A以上的伺服驱动器1单相100VAC，适用于MR-J4-40A以下的伺服放大器2三相400VAC,适用于MR-J4-60A以上的伺服放大器表7-3特殊功能规格列表符号特殊功能规格U004单相200～240VAC，适用于750W一下驱动器RJ040兼容高分辨率模拟速度指令和模拟转矩指令，适用于MR-J4□A□，兼容性扩展IO单元MR-J3-D01RJ004兼容直线伺服电动机，适用于MR-J4□A□RJ006兼容全闭环控制，适用于MR-J4□A□RU006兼容全闭环控制，无动态制动器，适用于MR-J4□A□RZ006兼容全闭环控制，无再生电阻，适用于MR-J4□A□，1～22kW驱动器，不带再生电阻KE兼容4Mpps指令脉冲频率，适用于MR-J4□A□（1）ED无动态制动器，在报警出现或者断电时，动态制动器不动作，应采取措施确保安全PX无再生电阻，适用于1～22kW驱动器第七章7.2.2伺服电动机常规伺服驱动系统采用带编码器反馈的半闭环矢量控制方式。矢量控制要求伺服驱动器在软件设计时必须考虑所驱动的伺服电动机的基本参数和运行参数，这就决定了伺服驱动器必须是一对一方式驱动同等功率的伺服电动机。实际工程应用中，满足功能的伺服电动机选择完成之后，再选择伺服驱动器产品（与电机同一厂商）目录选取配套规格的伺服驱动器。与MR-J4伺服驱动器配套的伺服电动机品类齐全，主要有小容量低惯量系列（HG-KR）、小容量超惯量系列(HG-MR)和中容量中惯量系列(HG-SR)三大类，根据惯量和功率容量进行选择。如图7-5所示。伺服驱动器与伺服电动机使用时要配套，如不配套将会发生电动机配合异常警报，驱动器上显示AL.1A的报警代码。MR-J4系列伺服配套电动机均配置有22b（4194304p/r）分辨率的增量/绝对通用型内置编码器。图7-5伺服电动机型号说明第七章7.3伺服驱动器接口7.3.1伺服驱动器端口说明1.端口简介MR-J4伺服驱动器的正面面板各部分构成如图7-6所示。它由操作显示板、主电路端口、控制信号端口和通信端口等组成。操作显示板由显示和操作两部分组成，可对驱动器的状态、报警信息进行显示，并可以通过按键对参数进行设定。下面简单介绍各个端口。（1）主电路端口主电路端口由CNP1、CNP2、CNP3端口组成。1)CNP1：三相电源接入端。2)CNP2：控制电路电源端口及再生电阻接入端口。3)CNP3：输出三相变频电压端口，接伺服电机。（2）控制信号端口控制信号端口有CN1和CN6端口。1）CN1：50针的连接器，驱动器的各类开关量信号、模拟量输入信号的接口。2）CN6：模拟量输出信号端口。（3）通信端口通信端口有CN3和CN5端口：1)CN3为RS-422标准通信端口，可连接个人计算机及通信设备。2)CN5为USB通信端口，连接个人计算机进行参数配置及调试监控。（4）其他1)CN2：伺服电动机编码器连接端口。2)CN4：连接绝对位置数据保存用电池连接端口。图7-6MR-J4-A系列伺服驱动器面板第七章7.3.2主电路端口说明与连接1.端口说明主电路端口说明见表7-4所示。典型的主电路电源接入电气原理图如图7-7所示。表7-4主电路端口说明端口符号用途说明CNP1L1、L2、L3主电路三相供电接L1、L2、L3。（三相交流220V）单相供电接L1、L3，L2悬空。（单相交流220V）CNP1P1、P2电抗器当不接电抗器时，请短接P1、P2端（出厂短接状态）。连接电抗器时，卸下P1、P2短接线后再接电抗器。CNP1N制动单元如外接制动单元，请连接到P、N端子上，制动电阻则连接到制动单元上。MR-J4-350A以下的不要连接。CNP2P、C、D再生电阻当使用内置再生电阻时，请短接P-D或者P-C（出厂已短接）。当外接制动电阻时，务必卸下P-D或P-C端连线，然后再接再生电阻。CNP2L11、L21控制电路电源MR-J4-10A～MR-J4-700A接单相AC200～230V电源MR-J4-10A1～MR-J4-40A1接单相ACC100～120V电源CNP2U、V、W伺服电动机接伺服电动机U、V、W端口，供电端口第七章2.端口连接（1)接通电源的顺序MR-J4伺服驱动器要求控制电源(Ll1、L12)应和主电路电源(Ll、L2、L3)同时接通或比主电路电源先接通。当控制电源接通后，如果主电路电源还没有接通，则会在操作显示面板上显示报警信息，当主电路电源接通后，报警显示会自动消除，进入正常运行状态。（2）主电路电源的控制主电路电源的接入由主接触器QA控制，在驱动器正常工作期间，不要通过主接触器的频繁通断来控制驱动器运行，这样做会严重影响驱动器寿命。主接触器触点容量应为驱动器额定输入电流的1.5～2倍。当然，不采用接触器也是可以的。（3）紧急停止和故障停止应用紧急停止按钮为发生可见的故障情况紧急停止用。故障触点RA应包括所有可能发生故障的输出触点串联接在控制电路上。例如，驱动器故障信号ALM，制动电阻过热故障信号等。（4）与伺服电动机的连接驱动器与电动机的连接必须严格按照相序相连，且驱动器与电动机之间不能加装接触器。（5）电抗器、制动单元和制动电阻的连接电抗器，制动单元和制动电阻的连接见表7-4。图7-7主电路电源接入电气原理图第七章3.位置控制模式下输入端口说明与连接CN1为50针的连接器，主要用于驱动器的控制端口。端口组成见表7-5所示。端口针脚排列如图7-8所示。表7-5CN1连接器端口结构组成表端口端口数针脚号输入数字量通用输入9CN1-15～CN1-19，CN1-41,CN1-43～CN1-45输入数字量专用输入1CN1-42输入定位脉冲输入5CN1-10～CN1-12，CN1-35～CN1-36输入模拟量控制输入2CN1-2，CN1-27输出数字量通用输出4CN1-22～CN1-25输出编码器输出7CN1-4～CN1-9，CN1-33输出数字量专用输出2CN1-48，CN1-49其他+15V电源输出P15R1CN1-1其他控制公共端LG4CN1-3,CN1-28，CN1-30,CN1-34其他数字接口用外置电源输入DICOM2CN1-20～CN1-21其他数字接口用公共端DOCOM2CN1-46～CN1-47未使用11CN1-13～CN1-14,CN1-26，CN1-29，CN1-31～CN1-32，CN1-37～CN1-40，CN1-50第七章CN1连接器与通用端口图7-8CN1连接器针脚排列（J4-*A系列）MR-J4伺服驱动器有三种工作模式选择：位置控制模式(P)、速度控制模式(S)和转矩控制模式(T)。不同的控制模式对输入信号的功能要求也不同。由表7-5看出，CN1控制端口分为输入和输出两部分，其中一部分端口的功能已经定义好，称为专用端口。另一部分称为通用端口，这部分端口的功能与控制模式和功能设置有关。通用端口功能的定义过程如下：(1)每一个端口都有一个参数PD对应。(2)通过对参数PD的设定决定其对应端口所定义的在不同控制模式下的功能。第七章4．P模式下通用输入端口参数与功能定义通用输入端口有9个，其所对应的参数PD见表7-6。表7-6通用输入端口对应参数PD表端口对应参数出厂设定P模式端口对应参数出厂设定P模式CN1-15PD0300020202HSONCN1-41PD0800202006HCRCN1-16PD0400212100H-CN1-43PD1000000A0AHLSPCN1-17PD0500070704HPCCN1-44PD1100000B0BHLSNCN1-18PD0600080805HTLCN1-45PD1200232323HLOPCN1-19PD0700030303HRES表7-7P模式下通用输入端口功能设定值表（PD03～PD08，PD10～PD12）设定值定义功能代表符号设定值定义功能代表符号02伺服开启（ON）SON0A正转限位LSP03驱动器复位RES0B反转限位LSN04速度调节器PI/P进制切换PC0D增益切换限制CDP05外部转矩限制TL23控制方式转换LOP06误差清除CR24电子齿轮选择1CM107第2转矩限制TL125电子齿轮选择2CM2第七章P模式下输入端口功能说明结合表7-6和表7-7，通用输入端口在出厂时都已经定义了一个功能，即出厂设定。例如端口CNl-15被定义为SON功能，CNl-19被定义为RES功能等。出厂设定是伺服在位置控制模式下的基本设定。位置控制模式下不需对通用输入端口另行进行重新设定，直接按照出厂设定进行应用即可。有关P模式下输入端口所能定义的功能说明如下。（1）伺服ON(SON)该信号直接控制伺服电动机的状态。当驱动器接上主电路电源后，若SON=“ON”伺服电动机进入运行准备状态，转子不能转动。若SON=“OFF”，伺服电动机处于自由停车状态，转子可自由转动。通过参数PD01的设定可使该信号在内部变为自动接通，处于常ON状态。（2）复位(RES)发生报警时，用该信号（接通50ms以上）清除报警号（并不是所有报警信号均能清除）。如果在没有报警信号时，RES为ON，则根据参数PD20的设定处理，出厂值为切断逆变电路，伺服电动机处于自由停车状态。第七章P模式下输入端口功能说明（3）正／反转限位（LSP/LSN）这是一组定位控制时置于行程极限处限位开关的触点输入，为常闭型输入。当输入为OFF（开关断开）时，对应方向上的运动停止。伺服处于锁定状态。可以通过参数PD20设定运动停止的方式，出厂值为立即停止。可以通过参数PD01的设定使之变为内部自动ON，这时外部碰到限位开关后为外部行程报警，电动机转动总是允许的。（4）清零信号(CR)该信号用来清除驱动器内偏差计数器滞留脉冲。脉冲宽度必须大于lOms。该信号一般在原点回归时使用，由定位控制器发出，目的是清除伺服驱动器的跟随误差，使之与当前值寄存器保持一致。可以通过参数PD22设置使之变为内部自动为ON，一直清除滞留脉冲，每一个定位控制执行后会清除滞留脉冲。（5）紧急停止(EMG)端口CNl-42固定定义为紧急停止EMG端口。当该信号为OFF时，驱动器会快速切断逆变电路，动态制动器动作，使伺服电动机处于紧急停止状态，同时驱动器显示报警。当该信号为ON时，解除紧急状态。EMG信号固定为常闭型输入，由于动态制动会使伺服电动机绕组被直接“短路”形成强力制动，如频繁使用EMG信号会使电动机使用寿命下降，因此EMG信号只能作为紧急停止用。在定位控制模式中，上述5个输入功能是必须要设定的端口信号，其端口一般按照出厂设定即可。第七章P模式下输入端口功能说明（6）外部转矩限制选择(TL)该信号用来指定转矩限制设定值的来源，信号为ON，使用外部模拟量输入TLA端的值，信号为OFF，使用内部参数设定的转矩值。（7）速度调节器切换(PC)该信号用来控制速度放大器的PI（比例积分）方式与P（比例）方式之间的切换。PC为ON，则从PI方式切换到P方式，PC为OFF时为P方式。（8）增益切换(CDP)CDP信号用于进行负载惯量比GD、速度调节器增益VG、位置调节器增量PG的切换。（9）控制切换(LOP)该信号仅在驱动器选择了可切换控制方式时（参数PA01设定）才有效。信号为ON时从一种控制方式转换到另一种控制方式。（10）电子齿轮比选择(CM1、CM2)在复杂位置控制运动中，有时会需要设置多个电子齿轮比供在不同的位置控制使用，而输入端口CM1、CM2是用来选择不同电子齿轮的，其方法是根据CM1、CM2端口的信号组态来选择不同的电子齿轮比的电子齿轮分子参数值。在位置控制模式中，多功能输入端口共9个，但其可选择的功能有12个。从12个功能中选出9个功能赋予9个输入端口，必须根据控制要求进行考虑选择。第七章5．通用输入端口的参数设定通用输入端口的功能设置是通过对与其相对应的参数PD03～PD12设置来完成的。功能参数设置是以8位十六进制数来设定的。其定义如图7-9所示。通用输入端口在不同的控制模式下其功能是不同的。图7-9把一个端口在三种控制模式时的端口功能都进行了设置。每一种控制模式占用两位十六进制数。首2位固定为00，依次为转矩、速度和位置控制模式的功能设定值。三种模式下参数设定值与其相对应的功能关系见表7-8。图7-9通用设置端口参数设定第七章通用输入端口参数设定值表7-8通用输入信号端口参数设定值与其相对应的功能表（CN1-15）对表中位置控制模式(P)列中的功能代表符号含义已在上面讲过。设定值P模式S模式T模式设定值P模式S模式T模式00---0BLSNLSN-01制作商设定用0C制作商设定用02SONSONSONODCDPCDP-03RESRESRES0E～1F制作商设定用04PCPC-20-SP1SP105TLTL-21-SP2SP206CRCRCR22-SP3SP307-ST1ST123LOPLOPLOP08-ST2ST224CM1--09TL1TL1-25CM2--0ALSPLSP-26-STAB2STAB2第七章输入通用端口功能设定举例现举例说明输入通用端口的功能设定。例1说明PD03=“00020202H”的设定含义。PD03对应于端口CNl-15，这是CNl-15端口的功能设定。T模式为“02”，SON功能。S模式为“02”，SON功能。P模式为“02”，SON功能。说明，CNl-15端口在这三种模式下均设置为伺服ON功能。例2说明PD08=“00202006H”的设定含义。PD08对应于CNl-41端口。T模式为“20”，SP1功能（速度指令选择1）。S模式为“20”，SP1功能（速度指令选择1）。P模式为“06”，CR功能。例3置CNl-16端口，T模式和S模式均为SP2功能（速度指令选择2），试写出相应端口参数值。CNl-16端口对应于参数PD04。SP2功能的设定值对T和S模式均为“21”。如果这时不希望设定P模式下的端口功能，则可设定为“00”(对不希望设置某种模式下端口功能的则设定值为00)综上所述，PD04的设定值为“00212100”。第七章6．输入端口的连接（1）数字量输入端口的连接数字量输入端口内部电路如图7-10所示。其内部为双向二极管光耦电路，且无内置电源，需外接24VDC电源，因此有两种接法：漏型和源型接法。当外接为有源开关时，须注意电源的极性与外接有源开关的类型(PNP，NPN)相匹配。(a)漏型(b)源型图7-10数字量输入端口的连接（2）定位脉冲输入端口的连接定位脉冲输入端口为PP、PG和NP、NG。若控制器提供的是差动驱动脉冲信号，则按图7.11所示方式接入。如果控制器所提供的是集电极开路脉冲信号，则按图7-12所示方式接入。这时，参数PA13的设置必须与输入脉冲形式一致。集电极开路脉冲信号有正／反转脉冲，A、B相脉冲和脉冲+方向三种形式。其中正转脉冲、A相脉冲或脉冲信号应接PP端，而反转脉冲、B相脉冲或脉冲方向应接NP端。图7-11差动驱动脉冲信号输入连接图7-12集电极开路脉冲信号输入连接第七章7.3.3位置控制模式下输出端口说明与连接1．P模式通用输出端口参数与功能定义通用输出端口和输入端口一样，每个端口有一个参数PD与之对应，见表7-9。通用输出端口在位置控制模式下的定义功能及其设定值见表7-10。表7-9通用输出端口参数与功能定义端口对象参数出厂设定P模式端口对象参数出厂设定P模式CN1-22PD130004HINPCN1-25PD160007HTLCCN1-23PD14000CHZSPCN1-49PD180002HRDCN1-24PD150004HINP表7-10通用输出端口P模式定义功能及其设定值设定值定义功能代表符号设定值定义功能代表符号02驱动器准备好RD07转矩限制中TLC04定位完成INP0C速度为0ZSP第七章输出端口P模式功能说明有关输出端口在P模式下所定义的功能说明如下。（1）驱动器准备好(RD)RD信号为ON，表示伺服已处于可运行状态。一般在电源接通，伺服ON信号开启且复位信号OFF时为ON。这个信号是驱动器向控制器发送的运行信号，控制器接到该信号后才能发出定位控制脉冲。（2）定位完成(INP)位置控制模式下，当驱动器内部偏差计数器的滞留脉冲已达到由参数PA10所设定的范围内（表示在允许误差范围内）时，INP为ON，表示定位完成。（3）转矩限制中(TLC)当驱动器选择位置或速度控制模式时，如果输出转矩达到由参数PA11/PA12、PC35设定或模拟量给定(TC端)设定的转矩限制值时，TLC为ON。（4）速度为0(ZCP)当电动机实际转速小于PC17所设定的速度值(r/min)时，ZCP为ON。该信号可以用来判断电动机是否在正常运转。（5）驱动器报警(ALM)端口C1-48被指定为驱动器报警信号ALM的专用输出端口。信号为常闭型输出，如驱动器无报警，则在控制电源接通后，ALM自动为ON。一般常用其常开触点接于主电源，接入继电控制电路中。除了上述常用的5个输出信号外，还有告警信号(WNG)、电池告警信号(BWNG)、ABS数据传送(ABSBO/ABSBl/ABST)和ABS数据丢失(ABSV)等信号设定。第七章2．通用输出端口参数设定通用输出端口的功能也是通过其相对应参数PD13～PD18的设定值来定义的。功能参数设置以4位十六进制数来进行设定，图7-13所示的功能设定值及其所表示的功能见表7-11。同样，对表中位置控制模式下的功能代表符号所代表的功能上面已做了说明。图7-13通用输出端口功能参数设置第七章通用输出端口功能设定值表7-11通用输出端口功能设定值（CN1-22）设定值P模式S模式T模式设定值P模式S模式T模式00一直常闭一直常闭一直常闭09BWNG一直常闭一直常闭01制造商设定用0A一直常闭SASA02RDRDRDOB一直常闭一直常闭VLC03ALMALMALM0CZSPZSPZSP04INPSA一直常闭0D制造商设定用05MBRMBRMBR0E制造商设定用06制造商设定用0FCHGS一直常闭一直常闭07TLCTLCTLC10制造商设定用08WNGWNGWNG11ABSV一直常闭一直常闭第七章3.常用参数设置说明（1）基本参数PA01（名称：*STY；设定位：***x；初始值：0H）参数PA01用于设置伺服驱动系统的控制模式，设置值与对应控制方式为：0：位置控制模式；1：位置控制模式/速度控制模式；2：速度控制模式；3：速度控制模式/转矩控制模式；4：转矩控制模式；5：转矩控制模式/速度控制模式。读者可以根据具体应用场景配置响应的设定值。（2）基本参数PA06（名称：CMX；初始值：1）PA07（名称：CDV；初始值：1）参数PA06用于设置电子齿轮的分子；参数PA07用于设置电子齿轮的分母，一般情况下≤≤4000，在进行位置控制时，这两个参数非常重要。（3）基本参数PA13（名称：*PLSS）；设定位：****；初始值：0H）参数PA13所涉及的内容非常丰富，各个参数设置及对应功能如表7-12所示。参数编号设置位功能说明初始值PA13***X指令输入脉冲串形式:0：正转，反转脉冲串方式；1：脉冲串+符号方式；2：A相，B相脉冲串方式；0H**X*逻辑选择：0：正逻辑；1：负逻辑；0H*X**指令输入脉冲串滤波器选择（选择和指令脉冲频率匹配的滤波器，提高抗干扰能力）：0：指令输入脉冲串在4Mpps以下的情况；1：指令输入脉冲串在1Mpps以下的情况；2：指令输入脉冲串在500kpps以下的情况；“1”对应1Mpps以下的指令；1～4Mpps的脉冲指令时，设定“0”。1HX***厂商设定0H表7-12参数设置及功能对应表第七章扩展参数与输出端口连接（4）扩展PC01（名称：STA；初始值：0）PC02（名称：STB；初始值：0）伺服驱动系统用于速度控制方式（S）时，PC参数组更为重要，其中PC01、PC02体现系统的加减速动态性能，初始值为0。（5）输入输出参数常用的输入输出设定参数以“PD”开头，前述章节进行了详细介绍，此处不在叙述。图7-15加减速逻辑4．输出端口的连接（1）数字量输出端口的连接数字量输出端口内部电路如图7-16所示。输出光耦与负载之间接了一个全波桥式整流电路，其作用不是外接交流电源用，而是根据外接直流电源的极性不同，形成源型或漏型输出电路。输出可直接驱动电灯、继电器或光耦，如为感性负载请加接续流二极管。第七章数字量输出端口的连接(a)漏型(b)源型图7-16数字量输出端口的连接（2）编码器输出端口的连接驱动器提供了两种编码器输出端口，一种是差动驱动输出LA、LAR、LB、LBR、LZ、LZR。另一种是编码器Z相脉冲集电极开路输出OP，其输出脉冲波形如图7-17所示。由图可以看出，编码器脉冲为A-B相差动驱动输出。伺服电动机逆时针方向转动图7-17编码器输出脉冲波形第七章7.3.4J4伺服系统典型应用案例该小节采用三菱电机FX5系列PLC和MR-J4-A系列伺服驱动系统构建一套位置控制系统，以此举例说明通用性伺服系统的应用。最后章节的实验部分包含了MR-JE-C型(CC-Link-Basic通信)伺服的基本应用，可供读者参考。1.FX5型PLC运动控制相关软元件使用FX5U系列PLC设计伺服定位系统时，首先要了解的是该机型本体可支持四个高速输出轴，高速输出口为Y0～Y3，最大的脉冲频率是200kpps。该机型在编程时使用到运动控制相关指令和软元件，相关指令在前述指令部分以作详细介绍，常用软元件见表7-13和表7-14。表7-13运动控制相关位软元件FX5用运动控制相关位元件功能说明轴1轴2轴3轴4SM5500SM5501SM5502SM5503定位指令驱动中SM5516SM5517SM5518SM5519脉冲输出中监控SM5532SM5533SM5534SM5535发生定位出错SM5628SM5629SM5630SM5631脉冲停止指令SM5644SM5645SM5646SM5647脉冲减速停止指令SM5660SM5661SM5662SM5663正转极限SM5676SM5677SM5678SM5679反转极限SM5772SM5773SM5774SM5775旋转方向设置SM5804SM5805SM5806SM5807原点回归方向指定SM5820SM5821SM5822SM5823清除信号输出功能有效SM5868SM5869SM5870SM5871零点信号计数开始时间第七章FX5型PLC运动控制相关软元件表7-14运动控制相关字软元件FX5用运动控制相关字元件功能轴1轴2轴3轴4SD5500SD5501SD5540SD5541SD5580SD5581SD5620SD5621当前地址（用户单位）SD5502SD5503SD5542SD5543SD5582SD5583SD5622SD5623当前地址（脉冲单位）SD5504SD5505SD5544SD5545SD5584SD5585SD5624SD5625当前速度（用户单位）SD5510SD5550SD5590SD5630定位出错，出错代码SD5516SD5517SD5556SD5557SD5596SD5597SD5636SD5637最高速度SD5518SD5519SD5558SD5559SD5598SD5599SD5638SD5639偏置速度SD5520SD5560SD5600SD5640加速时间SD5521SD5561SD5601SD5641减速时间SD5526SD5527SD5566SD5567SD5606SD5607SD5646SD5647原点回归速度SD5528SD5529SD5568SD5569SD5608SD5609SD5648SD5649爬行速度SD5530SD5531SD5570SD5571SD5610SD5611SD5650SD5651原点地址SD5532SD5572SD5612SD5652原点回归零点信号SD5533SD5573SD5613SD5653原点回归停留时间第七章2.典型控制电路及控制程序控制电路的设计根据系统功能要求以及设计者的工作习惯，这里提供一幅典型的FX5型PLC与J4-A系列伺服构造的定位控制系统原理图，如图7-18所示。基于原理图，逐一介绍伺服系统的原点回归、相对定位、绝对定义以及其他定位控制功能。图7-18典型控制电路（参考）第七章（1）原点回归无论是采用伺服或者步进，位置控制系统都需要具备原点回归功能，其目的是使得机械原点和电气原点重合，这项功能在现代各类数字化装备中均具备。经典原点回归的功能示意图如图7-19所示。FX5系列PLC采用DSZR/DDSZR指令向设定方向执行原点回归。到达设定速度后，以设定的原点回归速度高速运行。挡块机构通过近点DOG检测，执行机构开始减速，以设定的爬行速度运行。检测到近点DOG后，以设定次数的零点信号检测来停止脉冲输出，结束机械原点回归。此外，原点回归的方式有多种，读者可以参阅相关资料。DSZR/DDSZR指令在前面章节已经介绍，这里不做详细介绍。1）参数设置：轴1脉冲输出模式为“1：PULSE/SIGN”（脉冲+方向），使用高速脉冲口Y0，Y4方向信号；X0为DOG搜索和回原点信号，Y5为清除伺服驱动器偏差计数器的残余脉冲信号。2）动作要求：按下复位按钮SF2，执行DDSZR指令回原点，设置回原点速度为10000pps，靠近近点狗传感器BG1后，降为爬行速度1500pps运行，驱动轴为轴1，回原点完成后M10置1，随后M10和M11复位。任何时候按下SF1按钮，伺服系统停止运行。3）参考程序，如图7-20所示。图7-19原点回归逻辑第七章原点回归参考程序图7-20原点回归梯形图程序（参考）第七章（2）相对定位FX5系列PLC采用DRVI/DDRVI执行相对定位，该指令采用增量方式（相对地址的位置指定）进行单速定位。以当前停止位置为起点，指定移动方向和移动量（相对地址）进行定位动作。相对定位示意图如图7-21所示，数值前的+号和-号代表的是方向。1）参数设置：轴1脉冲输出模式为“1：PULSE/SIGN”（脉冲+方向），使用高速脉冲口Y0，Y4方向信号；其他参数可以采用默认。2）动作要求：①正向点动，按下正向点动按钮SF4，DDRVI指令执行正向相对位移，运行速度10000pps；断开SF4时，M12线圈得电，切断M0线圈，实现点动控制，完成后M10置1，然后将M10和M11复位。②反向点动，按下反向点动按钮SF5，DDRVI指令执行反向相对位移，运行速度10000pps；断开SF5时，M17线圈得电，切断M1线圈，实现点动控制，完成后M15置1，然后将M15和M16复位。任何时候按下SF1按钮，伺服系统停止运行。③运行中，按下SF1按钮，伺服系统停止。3）参考程序：①点动正向运行程序段，见图7-22图7-21相对定位逻辑第七章相对定位参考程序图7-22点动正向运行梯形图（参考）图7-23点动反向运行梯形图（参考）图7-24停止及极限触发处理梯形图（参考）第七章（3）绝对定位FX5系列PLC采用DRVA/DDRVA执行绝对定位，该指令采用原点（参考点）为基准，指定位置（绝对地址）进行定位运行。绝对目标位置与起点在何处无关。绝对定位示意如图7-25所示。★注意事项：相对定位指令不需要回原点，而绝对定位指令需要回原点。1）参数设置：轴1脉冲输出模式为“1：PULSE/SIGN”（脉冲+方向），使用高速脉冲口Y0，Y4方向信号；X0为DOG搜索和回原点信号，Y5为清除伺服驱动器偏差计数器的残余脉冲信号。2）动作要求：①按下复位按钮SF2，执行DDSZR指令，开始带狗搜索原点复位，回归原点后，M10置1。②按下按钮SF3，执行DDRVA指令，开始绝对定位，运行速度是1500pps，到达10000个脉冲位置后，定位完成，然后M10～M18复位。③按下SF1按钮，伺服系统停止。3）参考程序，见图7-26图7-25绝对定位逻辑第七章绝对定位参考程序图7-26控制梯形图（参考）第七章绝对定位参考程序图7-26控制梯形图（参考）第七章绝对定位参考程序图7-26控制梯形图（参考）第七章（4）位置控制典型应用MR-J4伺服编码器分辨率为4194304（22位，即222），脉冲当量为0.001mm，丝杠直连传动机构，驱动工作台直线移动，丝杠螺距10mm。启动按钮按下，正向行走50mm，停2s；再正向行走50mm，停2s；返回原点，停2s；往复运行。停机后，压下启动按钮可以重复动作。要求机构具备点动功能。设计系统方案，并编写控制梯形图程序。1）原理图设计：根据系统要求分析，控制系统的原理图可以采用前面章节的图7-18。2）参数设置：①基本参数：轴1脉冲输出模式为“1：PULSE/SIGN”（脉冲+方向），使用高速脉冲口Y0，Y4方向信号；X0为DOG搜索和回原点信号，Y5为清除伺服驱动器偏差计数器的残余脉冲信号。②电子齿轮比：要求脉冲当量0.001mm，则PLC发出1000个脉冲对应工作台移动1mm。丝杠螺距10mm，工作台移动10mm，PLC则需要发出10000个脉冲。由公式可推导：则电子齿轮比为：CMX/CDV=4194304/10000=262144/625③脉冲频率，该参数决定伺服电动机转速。a.原点回归速度：自定义原点回归速度0.75r/s（对应每秒脉冲数0.75*10000，即7500Hz），低速爬行速度0.25r/s（对应每秒脉冲数0.25*10000，即2500Hz）。b.自动运行速度：自定义自动运行速度4r/s（计算可得频率40000Hz），1s移动40mm。④脉冲距离a.从原点到第1定位位置50mm，脉冲当量0.001mm，移动50mm需50000个脉冲。b.从原点到第2定位位置100mm，脉冲当量0.001mm，移动100mm需100000个脉冲。⑤伺服驱动器参数，见表7-16。第七章位置控制典型应用参数表7-16伺服驱动器的参数参数编号名称设定值功能说明PA01控制模式选择1000位置控制模式PA06电子齿轮分子262144计算得到PA07电子齿轮分母625计算得到PA13指令脉冲选择0011脉冲串输入信号波形设置，负逻辑，设置脉冲+方向控制PD01用于设定SON、LSP、LSN自动置ON0C04SON、LSP、LSN内部自动置ON；可以参考前面参数介绍部分第七章位置控制典型应用参考程序图7-27控制梯形图（参考程序）3）参考程序，见图7-27第七章位置控制典型应用参考程序图7-27控制梯形图（参考程序）第二章第8章基础实验主讲人：基础实验部分验证前面章节讲述的内容，包括梯形图基本编程、ST语言编程、FX5U-PLC的硬件电路、变频器以及伺服驱动系统的基本应用，读者可以根据需要进行选择训练。（a）PLC单元（b）基本功能单元一（c）基本功能单元二（d）基本功能单元三（e）人机界面（f）变频器单元（g）伺服驱动单元（h）混合运动对象单元图8-1实验平台第八章实验一GXWorks3编程软件应用练习实验一GXWorks3编程软件应用练习一、实验目的掌握可编程控制器的组成和基本单元，掌握编程软件GXWorks3编程和程序调试方法。二、实验内容1．熟悉编程环境GXWorks3将鼠标双击屏幕GXWorks3图标打开图选“工程”菜单条后选“新建”（建立一个新的文件），在弹出的对话框中选择CPU类型、工程类型、程序语言。生成一个PLC新的程序文件过程如下：（采用简单工程-梯形图程序）1）双击指令树中的命令，再选某一具体指令；2）在编辑窗口方框键入图形与软元件（或指令），按回车键；3）存盘；4）下载（先选择【转换/编译】菜单→选【转换】命令，再选择【在线】菜单→选【PLC写入】命令）；5）运行。第八章实验一GXWorks3编程软件应用练习2．将图8-2所示程序装入PLC的程序。3．运行已装入PLC的程序。若将X0接入正转起动按钮SF1，X1接入停止按钮SF2，Y0外接驱动接触器线圈KF，KF接触器控制电机起停，则上述PLC程序所实现的为电动机起停，保护控制电路。4．自编小程序熟悉编程环境及指令。图8-2电动机启停控制第八章实验一GXWorks3编程软件应用练习5．电机正反转实验编程实现图8-3三相异步电动机的正反转控制。图8-3三相异步电动机的正反转控制电路第八章实验一GXWorks3编程软件应用练习（1）输入、输出信号X0：正转按钮（SF2），X1：反转按钮（SF3），X2：停机按钮（SF1）；Y0：正转接触器线圈(QA1用发光二极管代替)，Y1：反转接触器线圈(QA2用发光二极管代替)。（2）PLC接线图PLC接口电路见图8-4。图8-4PLC接口电路第八章实验一GXWorks3编程软件应用练习（3）梯形图（见图8-5）（4）调试并运行程序。图8-5PLC梯形图程序第八章实验二八段码显示编程练习一、实验目的用PLC构成模拟抢答器系统并编制控制程序。二、实验内容1.控制要求一个四组抢答器，任一组抢先按下后，显示器能及时显示该组的编号，同时锁住抢答器，使其它组按下无效。抢答器有复位开关，复位后可重新抢答。2.I/O分配输入输出SF1X0A1Y0A2Y4SF2X1B1Y1B2Y5SF3X2C1Y2C2Y6SF4X3D1Y3D2Y7复位开关SF5X4第八章实验二八段码显示编程练习3.PLC接线图PLC接口电路如图8-6所示。图8-6PLC接口电路第八章实验二八段码显示编程练习4.输入程序（见图8-7）5.调试并运行程序。图8-7PLC梯形程序图第八章实验三天塔之光编程练习一、实验目的用PLC构成模拟天塔之光控制系统。二、实验内容1．控制要求隔灯闪烁：L1、L3、L5、L7、L9亮，1s后灭；接着L2、L4、L6、L8亮，1s后灭；再接着L1、L3、L5、L7、L9亮，1s后灭，如此循环下去。第八章输入输出启动（SF1）X0PG1(L1)Y0PG4(L4)Y3PG7(L7)Y6停止（SF2）X1PG2(L2)Y1PG5(L5)Y4PG8(L8)Y7PG3(L3)Y2PG6(L6)Y5PG9(L9)Y82.I/O分配实验三天塔之光编程练习3.PLC接线图PLC接口电路如图8-8所示FX5U-64M图8-8PLC接口电路第八章实验三天塔之光编程练习4.输入程序（见图8-9）图8-9PLC梯形图程序第八章实验四交通信号灯控制编程练习一、实验目的用PLC构成交通信号灯模拟控制系统。二、实验内容1．控制要求从图8-10中可看出，东西方向与南北方向绿、黄和红灯相互亮灯的时间是相等的。若单位时间t=2s时，则整个一次循环时间需要40s。图8-10交通灯时序工作波形第八章实验四交通信号灯控制编程练习2.I／O分配，见表8.1表8-1I/O器件、器件号及功能说明输入输出器件器件号功能说明器件器件号功能说明SF1X0启动按钮PG1(G1)Y0东西向绿灯SF2X1停止按钮PG2(Y1)Y1东西向黄灯SF2X1停止按钮PG3(R1)Y2东西向红灯SF2X1停止按钮PG4(G2)Y3南北向绿灯SF2X1停止按钮PG5(Y2)Y4南北向黄灯SF2X1停止按钮PG6(R2)Y5南北向红灯第八章实验四交通信号灯控制编程练习实现交通灯自动控制可用步进顺控指令实现,也可用移位寄存器实现。本实验中用PLC移位寄存器功能来实现。移位寄存器及输出状态真值表如表8-2所示。由表8-2可看出, 移位寄存器共10位,以循环左移方式向左移位,每次脉冲到来时,只有1位翻转,即从0000000001-0000000011—0000000111—0000001111—…。这种循环移位寄存器工作是可靠的。按真值表的特点,根据相互间的逻辑关系,其输出状态G1、Y1、R1和G2、Y2、R2与输人M9-M0的逻辑关系如下(其中CP为脉冲信号)：第八章实验四交通信号灯控制编程练习表8-2交通灯时序关系真值表输入状态（一）CPM9M8M7M6M5M4M3M2M1M000000000000100000000012000000001130000000111400000011115000001111160000111111700011111118001111111190111111111第八章实验四交通信号灯控制编程练习表8-2交通灯时序关系真值表输入状态（二）CPM9M8M7M6M5M4M3M2M1M0101111111111111111111110121111111100131111111000141111110000151111100000161111000000171110000000181100000000191000000000第八章实验四交通信号灯控制编程练习表8-2交通灯时序关系真值表输出状态（一）CPG1Y1R1G2Y2R20100001110000121000013100001410000150000160000170000180100019010001第八章实验四交通信号灯控制编程练习表8-2交通灯时序关系真值表输出状态（二）CPG1Y1R1G2Y2R210001100110011001200110013001100140011001500100160010017001001800101019001010第八章实验四交通信号灯控制编程练习3.PLC接线图PLC接口电路如图8-11所示。FX5U-64M图8-11PLC接口电路第八章实验四交通信号灯控制编程练习4.输入程序（见图8-12）5.调试并运行程序图8-12PLC梯形图程序第八章实验四交通信号灯控制编程练习图8-12PLC梯形图程序第八章实验五水塔水位自动控制编程练习一、实验目的用PLC构成模拟水塔水位自动控制系统。二、实验内容1．控制要求当按下启动按钮SF1时系统启动，按下SF2时系统停止。当下水箱水位低于上限位时，Y导通，否则Y关闭；当上水箱水位低于上限位且下水箱水位不低于下限位时，MA导通，否则MA关闭。第八章输入输出启动（SF1）X0PG1(Y)Y0停止（SF2）X1PG2(M)Y1上水箱上限位（SF3）X2上水箱下限位（SF4）X3下水箱上限位（SF5）X4下水箱下限位（SF6）X52.I/O分配实验五水塔水位自动控制编程练习3.PLC接线图PLC接口电路如图8-13所示FX5U-64M图8-13PLC接口电路第八章实验五水塔水位自动控制编程练习4.输入程序（见图8-14）5.调试并运行程序图8-14PLC梯形图程序第八章实验六自动送料装车系统编程练习一、实验目的用PLC构成模拟自动送料装车系统。二、实验内容1.控制要求按下SF1按钮系统启动，按下SF2按钮系统关闭。当储料箱未满时（S1未闭合）K1送料管送料；储料箱满时K2打开，M1～M3顺序启动；当小车装满料后，S2闭合L2灯亮，否则L1灯亮。2.I/O分配第八章输入输出启动SF1X0PG1(Y)Y0PG5(M3)Y4停止（SF2）X1PG2(M)Y1PG6(L1)Y5储料箱传感器SF3（S1）X2PG3(M1)Y2PG6(L2)Y6小车重量传感器SF4(S2)X3PG4(M2)Y3实验六自动送料装车系统编程练习3.PLC接线图PLC接口电路图如图8-15所示。FX5U-64M图8-15PLC接口电路第八章实验六自动送料装车系统编程练习4.输入程序（见图8-16）5.调试并运行程序图8-16PLC梯形图程序第八章实验六自动送料装车系统编程练习图8-16PLC梯形图程序第八章实验七液体混合系统编程练习一、实验目的用PLC构成模拟液体混合系统二、实验内容1.控制要求按下SF1按钮系统启动，按下SF2按钮系统关闭。系统启动Q1、Q2、Q3电磁阀打开，搅拌电机Q5启动；当液位不低于低液位传感器且温度未达到设定温度时加热棒Q4加热，液位不低于低液位传感器且温度到达设定温度时电磁阀Q6打开。第八章输入输出启动SF1X0PG1(Q1)Y0停止SF2X1PG2(Q2)Y1高液位传感器SF3（L1）X2PG3(Q3)Y2中液位传感器SF3（L2）X3PG4(Q4)Y3低液位传感器SF3（L3）X4PG5(Q5)Y4温度传感器SF3（T）X5PG6(Q6)Y52.I/O分配实验七液体混合系统编程练习3.PLC接线图PLC接口电路图如图8-17所示。FX5U-64M图8-17PLC接口电路第八章实验七液体混合系统编程练习4.输入程序（见图8-18）5.调试并运行程序图8-18PLC梯形图程序第八章实验八邮件分拣系统编程练习一、实验目的用PLC构成模拟邮件分拣控制系统。二、实验内容1.控制要求LD-ZH19邮件分拣系统实验板的输入端子为一特殊设计的端子，它的功能是：当输出端M5为ON（向上）时，S1自动产生脉冲信号，模拟测量电动机转速的光码盘信号。启动后绿灯L2亮表示可以进邮件，S2为ON（向上）表示检测到了邮件，从程序中读取邮编，并取出最低位，正常值为1、2、3、4，若非此五个数，则红灯L1亮，表示出错，电动机M5停止，复位重新启动后，能重新运行。若是此5个数中的任一个，则绿灯L2亮，电动机M5运行，将邮件分拣至箱内，复位重新启动后L1灭，L2亮，表示可继续分拣邮件。第八章输入输出启动SF1X0PG1(M1)Y0PG5(M5)Y4停止SF2X1PG2(M2)Y1PG6(L1)Y5脉冲发生器S1X2PG3(M3)Y2PG7(L2)Y6SF4(S2)X3PG4(M4)Y3复位SF5X42.I/O分配实验八邮件分拣系统编程练习3.PLC接线图PLC（FX5U-64M）接口电路如图8-19所示。图8-19PLC接口电路第八章实验八邮件分拣系统编程练习4.输入程序（见图8-20）5.调试并运行程序图8-20PLC梯形图程序第八章实验八邮件分拣系统编程练习图8-20PLC梯形图程序第八章图8-20PLC梯形图程序实验八邮件分拣系统编程练习（1）下载程序到PLC中，将GXWorks3切换到监视模式。（2）选中程序中的[DMOVD0D2]，再将菜单栏“调试”—“当前值更改”，如图8-21所示。图8-21调试界面第八章实验九A/D、D/A及HMI实验编程练习一、实验目的用FX5UPLC及A/D模块、D/A模块、HMI构成模拟量的采集和数字转换模拟量系统。二、实验内容1.控制要求要求人机界面（HMI）显示可调电压源的电压；也可在人机中设置D/A输出的电压，用电压表进行测量。第八章输入输出电压源正极V1+电压表正极V+电压源负极V-电压表负极V-2.I/O分配实验九A/D、D/A及HMI实验编程练习3.PLC接线图PLC接口电路图如图8-22所示图8-22PLC接口电路第八章实验九A/D、D/A及HMI实验编程练习4.PLC参数设置(1)打开GXWork3新建FX5U工程，在导航栏中展开[参数]-[FX5UCPU]-[模块参数]，然后双击点开[以太网端口]，将“IP地址”设置为192.168.3.250。如图8-23所示。图8-23以太网端口设置第八章实验九A/D、D/A及HMI实验编程练习（2）在导航栏中展开[参数]-[FX5UCPU]-[模块参数]，然后双击点开[模拟输入]，将“A/D转换允许”设置为允许。如图8-24所示。图8-24模拟输入始能设置第八章实验九A/D、D/A及HMI实验编程练习（3）在导航栏中展开[参数]-[FX5UCPU]-[模块参数]，然后双击点开[模拟输出]，将“D/A转换允许”设置为允许。如图8-25所示。图8-25模拟输出始能设置第八章实验九A/D、D/A及HMI实验编程练习5.HMI通讯添加数值显示，关联D2；添加数值输入，关联D4。如图8-26和8-27所示。图8-26数值显示设置第八章图8-27数值输入设置实验九A/D、D/A及HMI实验编程练习打开上方菜单栏[公共设置]-[连接机器设置]，点击以太网设置，将“站号”改成2、“机器”改成FX5CPU、“IP地址”改成192.168.3.250。如图8-28所示。图8-28连接机器设置第八章实验九A/D、D/A及HMI实验编程练习打开上方菜单栏[通讯]-[写入到GOT]，选择以太网，点击通讯测试，测试成功点击确定，进入[与GOT的通讯]界面，点GOT写入。如图8-29和8-30所示。图8-29通讯测试第八章实验九A/D、D/A及HMI实验编程练习图8-30GOT写入第八章实验九A/D、D/A及HMI实验编程练习6.输入程序（见下图8-31）图8-31PLC梯形图程序第八章实验九A/D、D/A及HMI实验编程练习7.人机界面画面（见图8-32）8.调试并运行程序图8-32人机界面参考设计画面第八章实验十变频器多段调速实验（外部端口）一、实验目的用PLC及变频器构成多段速电机调速系统。二、实验内容1.控制要求通过控制变频器RH、RM、RL信号实现多段调速循环运行。第八章输入输出正转启动X6正转Y0反转启动X7反转Y1左限位X4RHY6右限位X5RMY5停止X3RLY42.I/O分配表8-3I/O分配实验十变频器多段调速实验（外部端口）3.接线图PLC及变频器接线图如图8-33所示。图8-33PLC及变频器接线图第八章实验十变频器多段调速实验（外部端口）4.输入程序（见下图8-34）图8-34PLC梯形图程序第八章实验十变频器多段调速实验（外部端口）图8-34PLC梯形图程序第八章实验十变频器多段调速实验（外部端口）第八章图8-34PLC梯形图程序实验十变频器多段调速实验（外部端口）第八章图8-34PLC梯形图程序实验十变频器多段调速实验（外部端口）表8-3实验所需设置变频器参数Pr.793Pr.430Pr.520Pr.615第八章5.调试并运行程序，见表8-3实验十一变频器模拟量调速实验一、实验目的使用PLC及变频器构成模拟量电机调速系统。二、实验内容1.控制要求使用FX-5UD/A模块实现三相异步电动机的无极调速。第八章输入输出正转启动M0正转Y0反转启动M2反转Y1停止M12V+5V-2.I/O分配，见8-4表8-4I/O分配实验十一变频器模拟量调速实验3.接线图PLC及变频器接线图如图8-35所示。图8-35PLC及变频器接线图第八章实验十一变频器模拟量调速实验4.PLC参数设置(1)打开GXWork3新建FX5U工程，在导航栏中展开[参数]-[FX5UCPU]-[模块参数]，然后双击点开[以太网端口]，将“IP地址”设置为192.168.3.250。如图8-36所示。图8-36以太网端口设置第八章实验十一变频器模拟量调速实验（2）在导航栏中展开[参数]-[FX5UCPU]-[模块参数]，然后双击点开[模拟输入]，将“A/D转换允许”设置为允许。如图8-37所示。图8-37模拟输入始能设置第八章实验十一变频器模拟量调速实验（3）在导航栏中展开[参数]-[FX5UCPU]-[模块参数]，然后双击点开[模拟输出]，将“D/A”转换允许”设置为允许。如图8-38所示。图8-38D/A转换设置第八章实验十一变频器模拟量调速实验5.HMI通讯添加数值输入，关联D20。如图8-39所示。图8-39数值输入设置第八章实验十一变频器模拟量调速实验打开上方菜单栏[公共设置]-[连接机器设置]，点击以太网设置，将“站号”改成2、“机器”改成FX5CPU、“IP地址”改成192.168.3.250。如图8-40所示。图8-40连接机器设置第八章实验十一变频器模拟量调速实验6.输入程序（见下图8-41）图8-41PLC梯形图程序第八章实验十一变频器模拟量调速实验7.人机界面画面（见下图8-42）图8-42人机界面第八章实验十二变频器通讯实验一、实验目的用PLC及变频器构成网络模式下电机调速系统。二、实验内容1、控制要求使用FX-5U485串口实现变频器实现电机的无极调速。第八章输入输出读取启动M0灯1Y0频率写入M3灯2Y1控制运行状态M6灯3Y22、I/O分配，见表8-6表8-6I/O地址分配表实验十二变频器通讯实验3、接线图采用标准485接线方式，此处不再提供原理图。4、PLC参数设置(1)打开GXWork3新建FX5U工程，在导航栏中展开[参数]-[FX5UCPU]-[模块参数]，然后双击点开[以太网端口]，将“IP地址”设置为192.168.3.20。如图8-43。图8-43以太网端口设置第八章实验十二变频器通讯实验(2)打开GXWork3新建FX5U工程，在导航栏中展开[参数]