1 引言
****值位置控制系統對于經常使用的點位控制系統來說，是一種非常方便實用的位置控制方式。一旦原點設置后，完畢每次停電后開機時，這種系統不需要回原點，大大方便了操作。三菱mr-j2s-a系列的伺服系統和三菱fx2n系列plc是在實際中經常用到的伺服系統和控制器，本文討論在某些特殊的應用場合，如何應用它們來構建一個****值位置控制系統。
2 控制任務簡介
這是一個實際使用的控制任務，參見圖1示意。a點是設備的原始位置，b點是設備的工作位置。開始工作后，設備以位置控制方式移到工作位置b，然后，設備從b以速度控制方式點向a點移動。在移動過程中，執行一些其他的任務，當這些任務完成后在a與b之間的任一位置c點停止。然后以位置控制方式回到原始位置a點，這樣整個工作循環結束。
圖1 控制任務
2.1 控制平臺
三菱j2s-a系列的伺服系統和三菱fx2n系列plc的功能和特性：三菱mr-j2s-a系列的伺服系統中伺服電機的編碼器為每轉為131072線的****值編碼器，伺服驅動器能夠在停電情況下記住伺服電機
的當前位置。該伺服系統有位置控制、速度控制和轉矩控制三種運行方式。同時該伺服系統內置****位置專用傳輸協議，如果菱mr-j2s-a系列的伺服系統工作在位置方式，則可配合fx2n系列plc的dabs（讀****位置）指令，在伺服驅動器通電后伺服on（son信號）有效時，plc中讀出伺服電機的當前位置。但僅在son信號接通時的上升沿開始傳輸當前伺服電機位置一次，在son信號接通以后將不再傳輸伺服電機的當前****位置。伺服電機的當前****位置由位置控制裝置（如fx2n-1pg模塊）根據發出的脈沖數來確定。這實際上是一個開環控制系統。在不發生報警或者脈沖傳輸不受到干擾的情況下，整個位置控制系統的位置將不會丟失。如果工作在速度控制方式則不能在son接通時讀取伺服電機的****位置，在整個工作過程中，也無法確定取伺服電機的****位置。圖2是典型的位置控制系統配置圖。
圖2 系統配置
2.2 任務分析
在本任務中，伺服驅動器將工作在位置控制和速度控制兩種方式。a點和b點的定位操作，要求控制系統必需記住伺服電機的位置，但由于b點與c點之間的速度運行方式，使得傳統的控制系統不能獲知伺服電機的位置。因為盡管在位置方式位置控制器能確定伺服電機的位置，但在伺服驅動器從位置方式轉變為速度方式后，位置控制器將不起作用，所以也無法確定伺服電機的位置。由于在整個控制過程中，既有位置控制方式，又有速度控制方式，所以典型的傳統控制配置將不能滿足本控制任務，必須采用一種新的控制方式來實現控制。
3 控制方案的硬件配置
上述問題的基本解決思路是通過plc與伺服驅動器的通訊方式，來實時讀取伺服電機的當前實際位置，這樣不管伺服系統處于位置控制方式，還是在速度控制方式，控制系統都能知道伺服電機的當前位置，從而使系統能正確地定位在a點和b點。通過查閱資料，我們了解到三菱j2s系列伺服系統除了內置****位置專用傳輸協議外，還內置了三菱伺服通訊協議；三菱fx2n系列內置了無協議通訊指令（rs指令），所以我們可使用rs指令根據伺服驅動器的通訊協議來讀取電機當前位置。圖3是控制系統框圖。
圖3 系統框圖
在圖3中，fx2n系列plc為主控制器，擴展特殊模塊fx2n-1pg為定位模塊，其輸出為頻率和脈沖數可控的定位脈沖。當plc主系統通過通訊方式獲得伺服電機當前位置的前提下，能在定位指令的驅動下，驅動伺服電機到給定位置；擴展特殊模塊fx2n-4da模擬量輸出模塊，其輸出為0到正負10v的電壓信號；fx2n-485bd為485通訊卡，它和mr-j2s-a伺服驅動器的rs-422相連；fx2n主機通過485bd-rs422口與伺服驅動器進行通信，讀取伺服電機的當前****位置。當處于位置控制方式時，電機由fx2n-1pg定位模塊發出的定位脈沖來控制，包括其運轉速度和目標位置。當位置/速度切換信號有效時，伺服驅動器切換為速度控制方式，由模擬量模塊輸出的0到正負10v來控制其速度大小和運動方向。安裝在plc主機上的485通訊卡與伺服驅動器上rs-422口進行通訊，隨時讀取伺服電機的當前****位置值。
4 控制軟件編制
在本控制系統的軟件中，主要是通訊程序的編制。其他一些如定位控制、位置速度控制方式的切換、模擬量速度控制等程序比較普通，在此不予介紹，我們著重介紹plc主機如何通過485通訊卡來讀取伺服驅動器中伺服電機的當前****位置的控制軟件。
4.1 三菱mr-j2s-a伺服系統通訊協議 |
