设计一个PLC 控制系统的七个步骤
设计一个PLC 控制系统需要以下七个步骤：
1. 系统设计与设备选型
a. 分析你所控制的设备或系统。PLC 最主要的目的是控制外部系统。这个系统可能是单个机器，机群或一个生产过程。
b. 判断一下你所要控制的设备或系统的输入输出点数是否符合可编程控制器的点数要求。（选型要求）
c. 判断一下你所要控制的设备或系统的复杂程度，分析内存容量是否够。
2. I/O赋值（分配输入输出）
a. 将你所要控制的设备或系统的输入信号进行赋值，与PLC 的输入编号相对应。（列表）
b. 将你所要控制的设备或系统的输出信号进行赋值，与PLC 的输出编号相对应。（列表）
3. 设计控制原理图
a. 设计出较完整的控制草图。
b. 编写你的控制程序。
c. 在达到你的控制目的的前提下尽量简化程序。
4. 程序写入PLC
将你的程序写入可编程控制器。
5. 编辑调试修改你的程序
a. 程序查错(逻辑及语法检查）
b. 在局部插入END ，分段调试程序。
c. 整体运行调试
6. 监视运行情况
在监视方式下，监视一下你的控制程序的每个动作是否正确。如不正确返回步骤5，如果正确则作第七步。
7. 运行程序（千万别忘记备份你的程序）
PID 温度控制的PLC 程序设计
PID 温度控制的PLC 程序设计
温度控制是许多机器的重要的构成部分。它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内，然后进行工件的加工与处理。PID 控制系统是得到广泛应用的控制方法之一。在本文中，将详细讲叙本套系统。 l 系统组成
本套系统采用Omron 的PLC 与其温控单元以及Pro-face 的触摸屏所组成。系统包括CQM1H-51、扩展单元TC-101、GP577R 以及探温器、加热/制冷单元。
l 触摸屏画面部分(见图1-a)
1-a
如图所见，数据监控栏内所显示的002代表现在的温度，而102表示输出的温度。如按下开始设置就可设置参数。需要设置的参数有六个，分别是比例带、积分时间、微分时间、滞后值、控制周期、偏移量。它们在PLC 的地址与一些开关的地址如下所列。
比例带 : DM51
积分时间 : DM52
微分时间 : DM53
滞后值 : DM54
控制周期 : DM55
偏移量 : DM56
数据刷新 : 22905
l PLC程序部分
002：PID 的输入字
102：PID 的输出字
[NETWORK]
Name="Action Check" //常规检查
[STATEMENTLIST]
LD 253.13 //常ON
OUT TR0
CMP 002 #FFFF //确定温控单元是否完成初始化
AND NOT 255.06 //等于
OUT 041.15 //初始化完成
LD TR0
AND 041.15
OUT TR1
AND NOT 040.10 //不在参数设置状态
MOV DM0050 102 //将设置温度DM50传送给PID 输出字 LD TR1
MOV 002 DM0057 //将002传送到DM57
[NETWORK]
Name="Setting Start"//设置开始
[STATEMENTLIST]
LD 253.13
OUT TR0
AND 229.05 //触摸屏上的开始设置开关
DIFU 080.05 //设置微分
LD TR0
AND 041.15
AND 080.05
SET 040.01 //开始设置标志位1
SET 040.10 //开始设置标志位2
[NETWORK]
Name="Poportion"//比例带设置
[STATEMENTLIST]
LD 040.01
OUT TR0
AND NOT 042.01
MOV #C110 102 //读输出边与输入边的比例带
CMP 002 #C110 //比较输入字是否变成C110
AND 255.06 //等于
SET 042.01 //设置比例带标志
LD TR0
AND 042.01
MOV DM0051 102 //将比例带的设定值写入输出字
CMP 002 DM0051 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.01 //复位标志1
RSET 042.01 //复位比例带标志
SET 040.02 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="Integral"//积分时间设置
[STATEMENTLIST]
LD 040.02
OUT TR0
AND NOT 042.02
MOV #C220 102 //读输出边与输入边的积分
CMP 002 #C220 //比较输入字是否变成C220
AND 255.06
SET 042.02 //设置积分标志
LD TR0
AND 042.02
MOV DM0052 102 //将积分的设定值写入输出字
CMP 002 DM0052 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.02
RSET 042.02
SET 040.03 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="differential"//微分时间设置
[STATEMENTLIST]
LD 040.03
OUT TR0
AND NOT 042.03
MOV #C330 102 //读输出边与输入边的微分
CMP 002 #C330 //比较输入字是否变成C330
AND 255.06
SET 042.03 //设置微分标志
LD TR0
AND 042.03
MOV DM0053 102 /将微分的设定值写入输出字
CMP 002 DM0053 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.03
RSET 042.03
SET 040.04 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="Hysteresis"//滞后值设置
[STATEMENTLIST]
LD 040.04
OUT TR0
AND NOT 042.04
MOV #C440 102 //读输出边与输入边的滞后值
CMP 002 #C440 //比较输入字是否变成C440
AND 255.06
SET 042.04 设置滞后值标志
LD TR0
AND 042.04
MOV DM0054 102 /将滞后值的设定值写入输出字
CMP 002 DM0054 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.04
RSET 042.04
SET 040.05 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="Period"//控制周期设置
[STATEMENTLIST]
LD 040.05
OUT TR0
AND NOT 042.05
MOV #C550 102 //读输出边与输入边的控制周期
CMP 002 #C550 //比较输入字是否变成C550
AND 255.06
SET 042.05 //设置控制周期标志
LD TR0
AND 042.05
MOV DM0055 102 将控制周期的设定值写入输出字
CMP 002 DM0055 是否写入
AND 255.06
RSET 040.05
RSET 042.05
SET 040.06 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="Shift"//偏移量设置
[STATEMENTLIST]
LD 040.06
OUT TR0
AND NOT 042.06
MOV #C660 102 //读输出边与输入边的偏移量
CMP 002 #C660 //比较输入字是否变成C660
AND 255.06
SET 042.06 //设置偏移量标志
LD TR0
AND 042.06
MOV DM0056 102 //将偏移量的设定值写入输出字
CMP 002 DM0056 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.06
RSET 042.06
SET 040.00
[NETWORK]
Name="Return"//返回
[STATEMENTLIST]
LD 040.00
OUT TR0
AND NOT 042.00
MOV #C070 102 //读输入边的处理值
CMP 002 #C070 比较输入字变成C070
AND 255.06
SET 042.00 //返回标志
LD TR0
AND 042.00
MOV DM0050 102 将设定温度值写入输出字
RSET 040.00
RSET 042.00
RSET 040.10
以上是本套系统的全部内容，经过反复试验，此系统可以维持温度在1°C之间变化。保证了好的生产状况，减少不合格品发生的几率。`
步进电机的PLC 直接控制
1 概 述
在组合机床自动线中，一般根据不同的加工精度要求设置三种滑台
（1）液压滑台，用于切削量大，加工精度要求较低的粗加工工序中；
（2）机械滑台，用于切削量中等，具有一定加工精度要求的半精加工工序中；（3）数控滑台，用于切削量小，加工精度要求很高的精加工工序中。可编程控制器（简称PLC ）以其通用性强、可靠性高、指令系统简单、编程简便易学、易于掌握、体积小、维修工作少、现场接口安装方便等一系列优点，被广泛应用于工业自动控制中。特别是在组合机床自动生产线的控制及CNC 机床的S 、T 、M 功能控制更显示出其卓越的性能。PLC 控制的步进电机开环伺服机构应用于组合机
床自动生产线上的数控滑台控制，可省去该单元的数控系统使该单元的控制系统成本降低70~90%，甚至只占用自动线控制单元PLC 的3~5个I/O接口及
2 PLC控制的数控滑台结构
一般组合机床自动线中的数控滑台采用步进电机驱动的开环伺服机构。采用PLC 控制的数控滑台由可编程控制器、环行脉冲分配器、步进电机驱动器、步进电机和伺服传动机构等部分组成，伺服传动机构中的齿轮Z1、Z2应该采取消隙措施，避免产生反向死区或使加工精度下降；而丝杠传动副则应该根据该单元的加工精度要求，确定是否选用滚珠丝杠副。采用滚珠丝杠副，具有传动效率高、系统刚度好、传动精度高、使用寿命长的优点，但成本较高且不能自锁。
3 数控滑台的PLC 控制方法
数控滑台的控制因素主要有三个：
3.1 行程控制
一般液压滑台和机械滑台的行程控制是利用位置或压力传感器（行程开关/死挡铁）来实现；而数控滑台的行程则采用数字控制来实现。由数控滑台的结构可知，滑台的行程正比于步进电机的总转角，因此只要控制步进电机的总转角即可。由步进电机的工作原理和特性可知步进电机的总转角正比于所输入的控制脉冲个数；因此可以根据伺服机构的位移量确定PLC 输出的脉冲个数：
n= DL/d （1）
式中 DL——伺服机构的位移量（mm ）
d ——伺服机构的脉冲当量（mm/脉冲）
3.2 进给速度控制
伺服机构的进给速度取决于步进电机的转速，而步进电机的转速取决于输入的脉冲频率; 因此可以根据该工序要求的进给速度, 确定其PLC 输出的脉冲频率:
f=Vf/60d (Hz) (2)
式中 Vf——伺服机构的进给速度(mm/min)
3.3 进给方向控制
进给方向控制即步进电机的转向控制。步进电机的转向可以通过改变步进电机各绕组的通电顺序来改变其转向; 如三相步进电机通电顺序为A-AB-B-BC-C-CA-A…时步进电机正转; 当绕组按A-AC-C-CB-B-BA-A…顺序通电时步进电机反转。因此可以通过PLC 输出的方向控制信号改变硬件环行分配器的输出顺序来实现，或经编程改变输出脉冲的顺序来改变步进电机绕组的通电顺序实现。
4 PLC的软件控制逻辑
由滑台的PLC 控制方法可知，应使步进电机的输入脉冲总数和脉冲频率受到相应的控制。因此在控制软件上设置一个脉冲总数和脉冲频率可控的脉冲信号发生器；对于频率较低的控制脉冲，可以利用PLC 中的定时器构成，如图2所示。脉冲频率可以通过定时器的定时常数控制脉冲周期，脉冲总数控制则可以设置一脉冲计数器C10。当脉冲数达到设定值时，计数器C10动作切断脉冲发生器回路，使其停止工作。伺服机构的步进电机无脉冲输入时便停止运转，伺服执行机构定位。当伺服执行机构的位移速度要求较高时，可以用PLC 中的高速脉冲发
生器。不同的PLC 其高速脉冲的频率可达4000~6000Hz。对于自动线上的一般伺服机构，其速度可以得到充分满足。
5 伺服控制、驱动及接口
5.1 步进电机控制系统的组成
步进电机的控制系统由可编程控制器、环行脉冲分配器和步进电机功率驱动器组成，控制系统中PLC 用来产生控制脉冲；通过PLC 编程输出一定数量的方波脉冲，控制步进电机的转角进而控制伺服机构的进给量；同时通过编程控制脉冲频率——既伺服机构的进给速度；环行脉冲分配器将可编程控制器输出的控制脉冲按步进电机的通电顺序分配到相应的绕组。PLC 控制的步进电机可以采用软件环行分配器，也可以采用如图1所示的硬件环行分配器。采用软环占用的PLC 资源较多，特别是步进电机绕组相数M>4时，对于大型生产线应该予以充分考虑。采用硬件环行分配器，虽然硬件结构稍微复杂些，但可以节省占用PLC 的I/O口点数，目前市场有多种专用芯片可以选用。步进电机功率驱动器将PLC 输出的控制脉冲放大到几十~上百伏特、几安~十几安的驱动能力。一般PLC 的输出接口具有一定的驱动能力，而通常的晶体管直流输出接口的负载能力仅为十几~几十伏特、几十~几百毫安。但对于功率步进电机则要求几十~上百伏特、几安~十几安的驱动能力，因此应该采用驱动器对输出脉冲进行放大。
5.2 可编程控制器的接口
如伺服机构采用硬件环行分配器，则占用PLC 的I/O口点数少于5点，一般仅为3点。其中I 口占用一点，作为启动控制信号；O 口占用2点，一点作为PLC 的脉冲输出接口，接至伺服系统硬环的时钟脉冲输
入端，另一点作为步进电机转向控制信号，接至硬环的相序分配控制端，如图3所示；伺服系统采用软件环行分配器时，
6 应用实例与结论
将PLC 控制的开环伺服机构用于某大型生产线的数控滑台，每个滑台仅占用4个I/O接口，节省了CNC 控制系统，其脉冲当量为0.01~0.05mm,进给速度为Vf=3~15m/min,完全满足工艺要求和加工精度要求
[摘要] 本文介绍了一种PLC 与变频调速器构成的多分支通讯网络，阐明了该网络控制调速系统与一般模拟量控制调速系统相比的优越性，给出了系统框图及PLC 程序。
[关键词] PLC 变频调速器 多电机控制 网络 通讯协议
一、引言
以变频调速器为调速控制器的同步控制系统、比例控制系统和同速系统等已广泛应用于冶金、机械、纺织、化工等行业。以比例控制系统为例，一般的系统构成如图1 所示。
工作时操作人员通过控制机（可为PLC 或工业PC ）设定比例运行参数，然后控制机通过D/A转换模件发出控制变频调速器的速度指令使各个变频调速器带动电机按一定的速度比例运转。此方案对电机数目不多，电机分布比较集中的应用系统较合适。但对于大规模生产自动线，一方面电机数目较多，另一方面电机分布距离较远。采用此控制方案时由于速度指令信号在长距离传输中的衰减和外界的干扰，使整个系统的工作稳定性和可靠性降低；同时大量D/A转换模件使系统成本增加。为此我们提出了PLC 与变频调速器构成多分支通讯控制网络。该系统成本较低、信号传输距离远、抗干扰能力强，尤其适合远距离，多电机控制。
二、系统硬件构成
系统硬件结构如图2 所示，主要由下列组件构成；
1、FX0N —24MR 为PLC 基本单元，执行系统及用户软件，是系统的核心。
2、FX0N —485ADP 为FX0N 系统PLC 的通讯适配器，该模块的主要作用是在计算机—PLC 通讯系统中作为子站接受计算机发给PLC 的信息或在多PLC 构成n:n网络时作为网络适配器，一般只作为规定协议的收信单元使用。本文作者在分析其结构的基础上，将其作为通讯主站使用，完成变频调速器控制信号的发送。
3、FR —CU03为FR —A044系列比例调速器的计算机连接单元，符合RS —422/RS—485通讯规范，用于实现计算机与多台变频调速器的连网。通过该单元能够在网络上实现变频调速器的运行控制（如启动、停止、运行频率设定）、参数设定和状态监控等功能，是变频器的网络接口。
4、FR —A044变频调查器，实现电机调速。
在1:n（本文中为1:3）多分支通讯网络中，每个变频器为一个子站，每个子站均有一个站号，事先由参数设定单元设定。工作过程中，PLC 通过FX0N —485ADP 发有关命令信息后，各个子站均收到该信息，然后每个子站判断该信息的站号地址是否与本站站号一致。若一致则处
理该信息并返回应答信息；若不一致则放弃该信息的处理，这样就保证了在网络上同时只有一个子站与主站交换信息。
三、软件设计
1、通讯协议
FR —CU03规定计算机与变频器的通讯过程如图3 所示，
该过程最多分5个阶段。? 、计算机发出通讯请求；? 、变频器处理等待；? 、变频器作出应答；? 、计算机处理等待；? 、计算机作出应答。根据不同的通讯要求完成相应的过程，如写变频器启停控制命令时完成?~?三个过程；监视变频器运行频率时完成?~?五个过程。不论是写数据还是读数据，均有计算机发出请求，变频器只是被动接受请求并作出应答。每个阶段的数据格式均有差别。图4 分别为写变频器控制命令和变频器运行频率的数据格式。
2、PLC 编程
要实现对变频器的控制，必须对PLC 进行编程，通过程序实现PLC 与变频器信息交换的控制。PLC 程序应完成FX0N —485ADP 通讯适配器的初始化、控制命令字的组合、代码转换及变频器应答信息的处理等工作。PLC 梯形图程序（部分程序）如图5 所示。
程序中通讯发送缓冲区为D127~D149；接受缓冲区为D150~D160。电机1启动、停止分别由X0的上升、下降沿控制；电机2启动、停
止分别由X1的上升、下降沿控制；电机3启动、停止分别由X2的上升、下降沿控制。程序由系统起始脉冲M8002初始化FX0N —485ADP 的通讯协议；然后进行启动、停止信号的处理。以电机1启动为例，X0的上升沿M50吸合，变频器1的站号送入D130，运行命令字送入D135，ENQ 、写运行命令的控制字和等待时间等由编程器事先写入D131、D132、D133；接着求校验和并送入D136、D137；最后置M8122允许RS 指令发送控制信息到。变频器受到信号后立刻返回应答信息，此信息FX0N —485ADP 收到后置M8132，PLC 根据情况作出相应处理后结束程序。
四、结语
1、实际使用表明，该方案能够实现PLC 通过网络对变频调速器的运行控制、参数设定和运行状态监控。
2、该系统最多可控制变频调速器32台，最大距离500m 。
3、控制多台变频器，成本明显低于D/A控制方式。
4、随着变频器的增加，通讯延迟加大，系统响应速度低于D/A控制方式。
这是西门子S5可编程控制器接口电缆图：
原理是RS232转换成TTY(20MA电流环)
此线路亦来源于网上，制作风险由制作者自担。。。。。
设计一个PLC 控制系统的七个步骤
设计一个PLC 控制系统需要以下七个步骤：
1. 系统设计与设备选型
a. 分析你所控制的设备或系统。PLC 最主要的目的是控制外部系统。这个系统可能是单个机器，机群或一个生产过程。
b. 判断一下你所要控制的设备或系统的输入输出点数是否符合可编程控制器的点数要求。（选型要求）
c. 判断一下你所要控制的设备或系统的复杂程度，分析内存容量是否够。
2. I/O赋值（分配输入输出）
a. 将你所要控制的设备或系统的输入信号进行赋值，与PLC 的输入编号相对应。（列表）
b. 将你所要控制的设备或系统的输出信号进行赋值，与PLC 的输出编号相对应。（列表）
3. 设计控制原理图
a. 设计出较完整的控制草图。
b. 编写你的控制程序。
c. 在达到你的控制目的的前提下尽量简化程序。
4. 程序写入PLC
将你的程序写入可编程控制器。
5. 编辑调试修改你的程序
a. 程序查错(逻辑及语法检查）
b. 在局部插入END ，分段调试程序。
c. 整体运行调试
6. 监视运行情况
在监视方式下，监视一下你的控制程序的每个动作是否正确。如不正确返回步骤5，如果正确则作第七步。
7. 运行程序（千万别忘记备份你的程序）
PID 温度控制的PLC 程序设计
PID 温度控制的PLC 程序设计
温度控制是许多机器的重要的构成部分。它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内，然后进行工件的加工与处理。PID 控制系统是得到广泛应用的控制方法之一。在本文中，将详细讲叙本套系统。 l 系统组成
本套系统采用Omron 的PLC 与其温控单元以及Pro-face 的触摸屏所组成。系统包括CQM1H-51、扩展单元TC-101、GP577R 以及探温器、加热/制冷单元。
l 触摸屏画面部分(见图1-a)
1-a
如图所见，数据监控栏内所显示的002代表现在的温度，而102表示输出的温度。如按下开始设置就可设置参数。需要设置的参数有六个，分别是比例带、积分时间、微分时间、滞后值、控制周期、偏移量。它们在PLC 的地址与一些开关的地址如下所列。
比例带 : DM51
积分时间 : DM52
微分时间 : DM53
滞后值 : DM54
控制周期 : DM55
偏移量 : DM56
数据刷新 : 22905
l PLC程序部分
002：PID 的输入字
102：PID 的输出字
[NETWORK]
Name="Action Check" //常规检查
[STATEMENTLIST]
LD 253.13 //常ON
OUT TR0
CMP 002 #FFFF //确定温控单元是否完成初始化
AND NOT 255.06 //等于
OUT 041.15 //初始化完成
LD TR0
AND 041.15
OUT TR1
AND NOT 040.10 //不在参数设置状态
MOV DM0050 102 //将设置温度DM50传送给PID 输出字 LD TR1
MOV 002 DM0057 //将002传送到DM57
[NETWORK]
Name="Setting Start"//设置开始
[STATEMENTLIST]
LD 253.13
OUT TR0
AND 229.05 //触摸屏上的开始设置开关
DIFU 080.05 //设置微分
LD TR0
AND 041.15
AND 080.05
SET 040.01 //开始设置标志位1
SET 040.10 //开始设置标志位2
[NETWORK]
Name="Poportion"//比例带设置
[STATEMENTLIST]
LD 040.01
OUT TR0
AND NOT 042.01
MOV #C110 102 //读输出边与输入边的比例带
CMP 002 #C110 //比较输入字是否变成C110
AND 255.06 //等于
SET 042.01 //设置比例带标志
LD TR0
AND 042.01
MOV DM0051 102 //将比例带的设定值写入输出字
CMP 002 DM0051 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.01 //复位标志1
RSET 042.01 //复位比例带标志
SET 040.02 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="Integral"//积分时间设置
[STATEMENTLIST]
LD 040.02
OUT TR0
AND NOT 042.02
MOV #C220 102 //读输出边与输入边的积分
CMP 002 #C220 //比较输入字是否变成C220
AND 255.06
SET 042.02 //设置积分标志
LD TR0
AND 042.02
MOV DM0052 102 //将积分的设定值写入输出字
CMP 002 DM0052 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.02
RSET 042.02
SET 040.03 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="differential"//微分时间设置
[STATEMENTLIST]
LD 040.03
OUT TR0
AND NOT 042.03
MOV #C330 102 //读输出边与输入边的微分
CMP 002 #C330 //比较输入字是否变成C330
AND 255.06
SET 042.03 //设置微分标志
LD TR0
AND 042.03
MOV DM0053 102 /将微分的设定值写入输出字
CMP 002 DM0053 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.03
RSET 042.03
SET 040.04 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="Hysteresis"//滞后值设置
[STATEMENTLIST]
LD 040.04
OUT TR0
AND NOT 042.04
MOV #C440 102 //读输出边与输入边的滞后值
CMP 002 #C440 //比较输入字是否变成C440
AND 255.06
SET 042.04 设置滞后值标志
LD TR0
AND 042.04
MOV DM0054 102 /将滞后值的设定值写入输出字
CMP 002 DM0054 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.04
RSET 042.04
SET 040.05 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="Period"//控制周期设置
[STATEMENTLIST]
LD 040.05
OUT TR0
AND NOT 042.05
MOV #C550 102 //读输出边与输入边的控制周期
CMP 002 #C550 //比较输入字是否变成C550
AND 255.06
SET 042.05 //设置控制周期标志
LD TR0
AND 042.05
MOV DM0055 102 将控制周期的设定值写入输出字
CMP 002 DM0055 是否写入
AND 255.06
RSET 040.05
RSET 042.05
SET 040.06 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="Shift"//偏移量设置
[STATEMENTLIST]
LD 040.06
OUT TR0
AND NOT 042.06
MOV #C660 102 //读输出边与输入边的偏移量
CMP 002 #C660 //比较输入字是否变成C660
AND 255.06
SET 042.06 //设置偏移量标志
LD TR0
AND 042.06
MOV DM0056 102 //将偏移量的设定值写入输出字
CMP 002 DM0056 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.06
RSET 042.06
SET 040.00
[NETWORK]
Name="Return"//返回
[STATEMENTLIST]
LD 040.00
OUT TR0
AND NOT 042.00
MOV #C070 102 //读输入边的处理值
CMP 002 #C070 比较输入字变成C070
AND 255.06
SET 042.00 //返回标志
LD TR0
AND 042.00
MOV DM0050 102 将设定温度值写入输出字
RSET 040.00
RSET 042.00
RSET 040.10
以上是本套系统的全部内容，经过反复试验，此系统可以维持温度在1°C之间变化。保证了好的生产状况，减少不合格品发生的几率。`
步进电机的PLC 直接控制
1 概 述
在组合机床自动线中，一般根据不同的加工精度要求设置三种滑台
（1）液压滑台，用于切削量大，加工精度要求较低的粗加工工序中；
（2）机械滑台，用于切削量中等，具有一定加工精度要求的半精加工工序中；（3）数控滑台，用于切削量小，加工精度要求很高的精加工工序中。可编程控制器（简称PLC ）以其通用性强、可靠性高、指令系统简单、编程简便易学、易于掌握、体积小、维修工作少、现场接口安装方便等一系列优点，被广泛应用于工业自动控制中。特别是在组合机床自动生产线的控制及CNC 机床的S 、T 、M 功能控制更显示出其卓越的性能。PLC 控制的步进电机开环伺服机构应用于组合机
床自动生产线上的数控滑台控制，可省去该单元的数控系统使该单元的控制系统成本降低70~90%，甚至只占用自动线控制单元PLC 的3~5个I/O接口及
2 PLC控制的数控滑台结构
一般组合机床自动线中的数控滑台采用步进电机驱动的开环伺服机构。采用PLC 控制的数控滑台由可编程控制器、环行脉冲分配器、步进电机驱动器、步进电机和伺服传动机构等部分组成，伺服传动机构中的齿轮Z1、Z2应该采取消隙措施，避免产生反向死区或使加工精度下降；而丝杠传动副则应该根据该单元的加工精度要求，确定是否选用滚珠丝杠副。采用滚珠丝杠副，具有传动效率高、系统刚度好、传动精度高、使用寿命长的优点，但成本较高且不能自锁。
3 数控滑台的PLC 控制方法
数控滑台的控制因素主要有三个：
3.1 行程控制
一般液压滑台和机械滑台的行程控制是利用位置或压力传感器（行程开关/死挡铁）来实现；而数控滑台的行程则采用数字控制来实现。由数控滑台的结构可知，滑台的行程正比于步进电机的总转角，因此只要控制步进电机的总转角即可。由步进电机的工作原理和特性可知步进电机的总转角正比于所输入的控制脉冲个数；因此可以根据伺服机构的位移量确定PLC 输出的脉冲个数：
n= DL/d （1）
式中 DL——伺服机构的位移量（mm ）
d ——伺服机构的脉冲当量（mm/脉冲）
3.2 进给速度控制
伺服机构的进给速度取决于步进电机的转速，而步进电机的转速取决于输入的脉冲频率; 因此可以根据该工序要求的进给速度, 确定其PLC 输出的脉冲频率:
f=Vf/60d (Hz) (2)
式中 Vf——伺服机构的进给速度(mm/min)
3.3 进给方向控制
进给方向控制即步进电机的转向控制。步进电机的转向可以通过改变步进电机各绕组的通电顺序来改变其转向; 如三相步进电机通电顺序为A-AB-B-BC-C-CA-A…时步进电机正转; 当绕组按A-AC-C-CB-B-BA-A…顺序通电时步进电机反转。因此可以通过PLC 输出的方向控制信号改变硬件环行分配器的输出顺序来实现，或经编程改变输出脉冲的顺序来改变步进电机绕组的通电顺序实现。
4 PLC的软件控制逻辑
由滑台的PLC 控制方法可知，应使步进电机的输入脉冲总数和脉冲频率受到相应的控制。因此在控制软件上设置一个脉冲总数和脉冲频率可控的脉冲信号发生器；对于频率较低的控制脉冲，可以利用PLC 中的定时器构成，如图2所示。脉冲频率可以通过定时器的定时常数控制脉冲周期，脉冲总数控制则可以设置一脉冲计数器C10。当脉冲数达到设定值时，计数器C10动作切断脉冲发生器回路，使其停止工作。伺服机构的步进电机无脉冲输入时便停止运转，伺服执行机构定位。当伺服执行机构的位移速度要求较高时，可以用PLC 中的高速脉冲发
生器。不同的PLC 其高速脉冲的频率可达4000~6000Hz。对于自动线上的一般伺服机构，其速度可以得到充分满足。
5 伺服控制、驱动及接口
5.1 步进电机控制系统的组成
步进电机的控制系统由可编程控制器、环行脉冲分配器和步进电机功率驱动器组成，控制系统中PLC 用来产生控制脉冲；通过PLC 编程输出一定数量的方波脉冲，控制步进电机的转角进而控制伺服机构的进给量；同时通过编程控制脉冲频率——既伺服机构的进给速度；环行脉冲分配器将可编程控制器输出的控制脉冲按步进电机的通电顺序分配到相应的绕组。PLC 控制的步进电机可以采用软件环行分配器，也可以采用如图1所示的硬件环行分配器。采用软环占用的PLC 资源较多，特别是步进电机绕组相数M>4时，对于大型生产线应该予以充分考虑。采用硬件环行分配器，虽然硬件结构稍微复杂些，但可以节省占用PLC 的I/O口点数，目前市场有多种专用芯片可以选用。步进电机功率驱动器将PLC 输出的控制脉冲放大到几十~上百伏特、几安~十几安的驱动能力。一般PLC 的输出接口具有一定的驱动能力，而通常的晶体管直流输出接口的负载能力仅为十几~几十伏特、几十~几百毫安。但对于功率步进电机则要求几十~上百伏特、几安~十几安的驱动能力，因此应该采用驱动器对输出脉冲进行放大。
5.2 可编程控制器的接口
如伺服机构采用硬件环行分配器，则占用PLC 的I/O口点数少于5点，一般仅为3点。其中I 口占用一点，作为启动控制信号；O 口占用2点，一点作为PLC 的脉冲输出接口，接至伺服系统硬环的时钟脉冲输
入端，另一点作为步进电机转向控制信号，接至硬环的相序分配控制端，如图3所示；伺服系统采用软件环行分配器时，
6 应用实例与结论
将PLC 控制的开环伺服机构用于某大型生产线的数控滑台，每个滑台仅占用4个I/O接口，节省了CNC 控制系统，其脉冲当量为0.01~0.05mm,进给速度为Vf=3~15m/min,完全满足工艺要求和加工精度要求
[摘要] 本文介绍了一种PLC 与变频调速器构成的多分支通讯网络，阐明了该网络控制调速系统与一般模拟量控制调速系统相比的优越性，给出了系统框图及PLC 程序。
[关键词] PLC 变频调速器 多电机控制 网络 通讯协议
一、引言
以变频调速器为调速控制器的同步控制系统、比例控制系统和同速系统等已广泛应用于冶金、机械、纺织、化工等行业。以比例控制系统为例，一般的系统构成如图1 所示。
工作时操作人员通过控制机（可为PLC 或工业PC ）设定比例运行参数，然后控制机通过D/A转换模件发出控制变频调速器的速度指令使各个变频调速器带动电机按一定的速度比例运转。此方案对电机数目不多，电机分布比较集中的应用系统较合适。但对于大规模生产自动线，一方面电机数目较多，另一方面电机分布距离较远。采用此控制方案时由于速度指令信号在长距离传输中的衰减和外界的干扰，使整个系统的工作稳定性和可靠性降低；同时大量D/A转换模件使系统成本增加。为此我们提出了PLC 与变频调速器构成多分支通讯控制网络。该系统成本较低、信号传输距离远、抗干扰能力强，尤其适合远距离，多电机控制。
二、系统硬件构成
系统硬件结构如图2 所示，主要由下列组件构成；
1、FX0N —24MR 为PLC 基本单元，执行系统及用户软件，是系统的核心。
2、FX0N —485ADP 为FX0N 系统PLC 的通讯适配器，该模块的主要作用是在计算机—PLC 通讯系统中作为子站接受计算机发给PLC 的信息或在多PLC 构成n:n网络时作为网络适配器，一般只作为规定协议的收信单元使用。本文作者在分析其结构的基础上，将其作为通讯主站使用，完成变频调速器控制信号的发送。
3、FR —CU03为FR —A044系列比例调速器的计算机连接单元，符合RS —422/RS—485通讯规范，用于实现计算机与多台变频调速器的连网。通过该单元能够在网络上实现变频调速器的运行控制（如启动、停止、运行频率设定）、参数设定和状态监控等功能，是变频器的网络接口。
4、FR —A044变频调查器，实现电机调速。
在1:n（本文中为1:3）多分支通讯网络中，每个变频器为一个子站，每个子站均有一个站号，事先由参数设定单元设定。工作过程中，PLC 通过FX0N —485ADP 发有关命令信息后，各个子站均收到该信息，然后每个子站判断该信息的站号地址是否与本站站号一致。若一致则处
理该信息并返回应答信息；若不一致则放弃该信息的处理，这样就保证了在网络上同时只有一个子站与主站交换信息。
三、软件设计
1、通讯协议
FR —CU03规定计算机与变频器的通讯过程如图3 所示，
该过程最多分5个阶段。? 、计算机发出通讯请求；? 、变频器处理等待；? 、变频器作出应答；? 、计算机处理等待；? 、计算机作出应答。根据不同的通讯要求完成相应的过程，如写变频器启停控制命令时完成?~?三个过程；监视变频器运行频率时完成?~?五个过程。不论是写数据还是读数据，均有计算机发出请求，变频器只是被动接受请求并作出应答。每个阶段的数据格式均有差别。图4 分别为写变频器控制命令和变频器运行频率的数据格式。
2、PLC 编程
要实现对变频器的控制，必须对PLC 进行编程，通过程序实现PLC 与变频器信息交换的控制。PLC 程序应完成FX0N —485ADP 通讯适配器的初始化、控制命令字的组合、代码转换及变频器应答信息的处理等工作。PLC 梯形图程序（部分程序）如图5 所示。
程序中通讯发送缓冲区为D127~D149；接受缓冲区为D150~D160。电机1启动、停止分别由X0的上升、下降沿控制；电机2启动、停
止分别由X1的上升、下降沿控制；电机3启动、停止分别由X2的上升、下降沿控制。程序由系统起始脉冲M8002初始化FX0N —485ADP 的通讯协议；然后进行启动、停止信号的处理。以电机1启动为例，X0的上升沿M50吸合，变频器1的站号送入D130，运行命令字送入D135，ENQ 、写运行命令的控制字和等待时间等由编程器事先写入D131、D132、D133；接着求校验和并送入D136、D137；最后置M8122允许RS 指令发送控制信息到。变频器受到信号后立刻返回应答信息，此信息FX0N —485ADP 收到后置M8132，PLC 根据情况作出相应处理后结束程序。
四、结语
1、实际使用表明，该方案能够实现PLC 通过网络对变频调速器的运行控制、参数设定和运行状态监控。
2、该系统最多可控制变频调速器32台，最大距离500m 。
3、控制多台变频器，成本明显低于D/A控制方式。
4、随着变频器的增加，通讯延迟加大，系统响应速度低于D/A控制方式。
这是西门子S5可编程控制器接口电缆图：
原理是RS232转换成TTY(20MA电流环)
此线路亦来源于网上，制作风险由制作者自担。。。。。