基于MICRO850PLC的“百米赛跑”设计-专业论文-自动化应用案例

基于MICRO850PLC的“百米赛跑”设计

发布日期：2018-07-16 来源：《智慧工厂》4期作者：李官云涂建浏览次数：25268

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【摘　要】：本文基于罗克韦尔MICRO850可编程控制器，1024滚珠丝杠滑块，Kinetix3伺服电机，PowerFlex525变频器和PVC600触摸屏等组成。通过上位机与PLC通讯，输入运行程序，设定参数。由PVC触摸屏输入指定位置信息X，伺服电机通过带动滚珠丝杠滑块旋转，而使被执行对象将以最快的速度向指定位置X运动，且误差不超过±2mm ，通过光电旋转编码器确定位置信息和实现运动控制系统的闭环控制，已达到对系统快准稳的要求。

关键字：MICRO800 CCW 运动控制

Abstract: This article is based on Rockwell MICRO850 programmable controller, 1024 ball

screw slider, Kinetix3 servo motor, PowerFlex525 Frequency converter and PVC600 touch screen

and other components. Through the host computer and PLC communication, enter the running

program, set the parameters. The specified position information X is input from the PVC touch

screen, and the servo motor is rotated by driving the ball screw slider so that the object to be

executed will move to the designated position X at the fastest speed with an error of not more than

± 2 mm and determined by the photoelectric rotary encoder Location information and the

realization of motion control system closed-loop control, has reached the system fast

quasi-stability requirements.

Key words: MICRO800 CCW Motion control

【中图分类号】TK323 【文献标识码】B 文章编号1606-5123（2018）04-0000-00

1 引言

运动控制系统是机电技术的核心组成部分。在印刷，包装，纺织等工业领域运用十分广泛。运动控制系统的精确性，稳定性和快速性至关重要。本文基于罗克韦尔MICRO850可编程控制器，设计了高精准度和高速的行程控制系统。

2 系统硬件架构

2.1 MICRO850平台介绍

MICRO850控制器是罗克韦尔公司全新推出的一款微型PLC。拥有嵌入式运动功能和Connected Components Workbench软件编程、RUT应用项目、和人机界面连接的Ether/IP通信功能。能够根据需要帮助实现更高密度和更高精度的模拟量和数字量I/O。

本系统以MICRO800平台为控制核心，通过RSlink软件建立控制器、变频器和触摸屏之间的以太网通信，利用Connected Components Workbench软件编程对控制器进行编程，以控制伺服电机运动实现丝杠滑块的精准运动。

2.2 运动控制硬件结构组成

丝杠滑块运动平台硬件结构组成如图1所示。

采用1024滚珠丝杠，丝杆直径12mm ，每转动一圈载物滑动承台滑块行进距离4mm ，有效行程为600mm。滚珠丝杠一侧为伺服电机带动丝杠旋转从而实现载物滑动承台在X轴方向做直线运动，另一侧用AB两相增量型光电旋转编码器做位置和速度反馈。丝杠下侧有零点光电开关及终点光电开关传感器信号指示滑块位置；另有1个行程开关可在行程范围内滑动，用于指定特殊位置；两端设有限位开关，超出行程时进行保护。丝杠滑台侧面贴有刻度尺，用于指示滑块位置，精度1mm。

2.3 工业以太网通信的实现

本设计通过路由器组建局域网以太网来实现MICRO800控制器，PowerFlex525变频器，PVC600触摸屏以及上位机之间的通讯，如图2所示。

按照图2示意连接硬件后，打开Connected Components Workbench编程软件对变频器和HMI触摸屏进行组态和设置参数。配置完成后，打开RSlink Classic将MICRO850控制器IP地址与变频器IP地址和触摸屏IP地址设置在同一网段内。然后通过编写梯形图控制程序达到控制目的。在触摸屏设置中要分别对触摸屏和PLC建立相对应的标签，进行地址映射。在设置PC机地址时需要将自动获取IP地址设置成手动获取。

3 系统数学模型的建立

3.1 旋转编码器和HSC高速计数器模块

采用AB两相增量型光电旋转编码器做位置和速度反馈，使系统构成闭环控制，仅以提高系统的稳定性。将PTO口脉冲输出口O.00直接接到HSC高速计数器I.00口上，使用HSC计数PTO口的脉冲个数，硬件接完以后需要对编码器脉冲的数字量输入I.00口进行配置方能计数到高速脉冲个数。打开CCW软件，双击Micro850图标，点击Embedded I/O口，将输入0-1号口选为5us，最高可以检测2 0 KHz频率的脉冲信号。

创建HSC模块在CCW中建立一个例程，例程中创建HSC模块，创建相应的变量，并设置初始值，其中HscID选择0，表示选择HSC0计数器，使用Micro850的嵌入式输入口0-3，HscMode设置为2，选择模式2a，即嵌入式输入口I.00作为增/减计数器，I.01作为方向选择位，I.01置1时使用加计数器，置0时使用减计数器。HPSetting设置为100000，表示计数100000个脉冲，如果以每200个脉冲1mm计算，500mm刚好达到HPSetting的值，即移动500mm的距离。