江蘇省南京工程高等職業(yè)學(xué)校課程單兀教學(xué)設(shè)計(jì)首頁(yè)

課程課題：情景2任務(wù)2

授課教師魏小林學(xué)時(shí)數(shù)12授課班級(jí)電氣17級(jí)

授課日期教學(xué)地點(diǎn)東實(shí)訓(xùn)樓405

（1）掌握定位控制的表格運(yùn)行、中斷運(yùn)行等有關(guān)指令。

（2）掌握兩軸控制的步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。

教學(xué)

（3）能根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的步進(jìn)系統(tǒng)。

目標(biāo)

（4）能完成步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器以及控制器（PLC）的電氣連接。

（5）會(huì)編寫控制步進(jìn)系統(tǒng)的PLC程序。

教學(xué)

（1）掌握定位控制的表格運(yùn)行、中斷運(yùn)行等有關(guān)指令。

重點(diǎn)

（2）掌握兩軸控制的步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。

與難

（3）能完成步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器以及控制器（PLC）的電氣連接。

點(diǎn)點(diǎn)

（4）會(huì)編寫控制步進(jìn)系統(tǒng)的PLC程序。

教

學(xué)

PPT、邊講邊練

方

法

教

學(xué)

手

段

1、PLC本體：FX5U-32MT

2、人機(jī)界面:GS2107

教學(xué)3、運(yùn)動(dòng)模組：運(yùn)動(dòng)模組XY軸有效運(yùn)動(dòng)行程400nlm,z軸有效行程200mm

準(zhǔn)備4、步科3s57Q-04079型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，步科3M458步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器

5、電腦及相應(yīng)軟件

劉元永，趙云偉.變頻、伺服、步進(jìn)應(yīng)用實(shí)踐教程.北京：電子工業(yè)出版社，

向曉漢，宋昕.變頻器與步進(jìn)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)完全精通教程.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，

參考三菱電機(jī).GXWorks3操作手冊(cè)，2014.

資料三菱電機(jī).MELSECiQ-FFX5編程手冊(cè)，2015.

三菱電機(jī).GTDesigners基本操作手冊(cè)，2005.

教學(xué)

思

反

課程單元教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)施方案?jìng)渥?/p>

【任務(wù)目標(biāo)】

本任務(wù)主要是利用PLC控制步走電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工設(shè)備加工過(guò)程的控制。任務(wù)具

體要求為：系統(tǒng)由一個(gè)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)（3工位均勻分布在圓周）和一個(gè)絲桿導(dǎo)軌鉆孔機(jī)構(gòu)（可上

下移動(dòng)）組成，絲桿導(dǎo)程為5mm。工作過(guò)程為：系統(tǒng)上電后先通過(guò)按鈕控制設(shè)備回原點(diǎn)（導(dǎo)

軌鉆頭和旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)都要回原點(diǎn)）；裝夾好被加工工件，按下啟動(dòng)按鈕，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)到一工位

（原點(diǎn)位置重合即回原點(diǎn)時(shí)已經(jīng)是在第一工位）停止，鉆頭開(kāi)始從原點(diǎn)位置快速移動(dòng)到加工開(kāi)

始位置，然后以加工速度進(jìn)行鉆孔加工，加工完成后回到加工開(kāi)始位置；工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)到二工位,

鉆頭再次下降加工，加工完成后回到加工開(kāi)始位置；…以此循環(huán)加工完成3個(gè)工位的所有零

件，，并一直循環(huán)下去。整個(gè)系統(tǒng)可以通過(guò)觸摸屏進(jìn)行操作，根據(jù)加工零件的尺寸和材質(zhì)設(shè)定

加工開(kāi)始點(diǎn)位置、體孔加工的深度、快速移動(dòng)速度、加工速度等.設(shè)備在正常按下停止按鈕時(shí)

需完成本工位的加工任務(wù)后回到加工開(kāi)始點(diǎn)后停止；在緊急情況下可以實(shí)現(xiàn)硬件按鈕急停，急

停之后只能重新對(duì)PLC上電且回原點(diǎn)之后才可以繼續(xù)加工。

【任務(wù)分析】

本任務(wù)主要是在前面所學(xué)有關(guān)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)知識(shí)的基礎(chǔ)上，利用PLC來(lái)完成控制步進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行,

這個(gè)任務(wù)主要是讓我們學(xué)習(xí)中斷、表格等多種指令在定位系統(tǒng)中的使用，通過(guò)教師的講授，引

導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)查閱有關(guān)資料來(lái)完成本任務(wù)。

【知識(shí)準(zhǔn)備】

一.定位控制

FX5U-32MTPLC本體CPU模塊具有高速的I/O輸出端了，可以實(shí)現(xiàn)4個(gè)軸的定位控制，如果

添加一些運(yùn)動(dòng)控制模塊或高速脈沖輸入輸出模塊的最大可以達(dá)到控制12個(gè)軸。

FX5UPLC定位通過(guò)各定位指令進(jìn)行脈沖輸出，并基于定位參數(shù)（速度、動(dòng)作標(biāo)志位等）進(jìn)行

動(dòng)作。主要有原點(diǎn)回歸控制和定位控制兩大主要功能。在前面的項(xiàng)目任務(wù)中我們主要講解了機(jī)

械原點(diǎn)I可歸指令DSZR/DDSZR、脈沖輸出指令PLSY/DPLSY、相對(duì)定位指令DRVI/DDRVI、

絕對(duì)定位指令DRVA/DDRVA,可變速度運(yùn)行指令PLSV/DPLSV,在這個(gè)任務(wù)中我們主要說(shuō)說(shuō)

如何利用表格指令來(lái)實(shí)現(xiàn)多軸運(yùn)行。

1.中斷1速定位指令DVIT/DDVIT

DVIT/DDVIT(s1)(s2)(d1)(d2)

中斷信號(hào)要在GXworks3軟件中進(jìn)行設(shè)置，如圖所示。

項(xiàng)目癡

（±睡本參救f(wàn)歿置基本參數(shù)1。

G基本參數(shù)2設(shè)置基本參數(shù)2。

E詳細(xì)費(fèi)置參數(shù)設(shè)置詳蒯設(shè)蚩參數(shù)。

外部開(kāi)始信號(hào)啟用/禁用0集用

外部開(kāi)始信號(hào)軟元件號(hào)X0

外部開(kāi)始信號(hào)邏輯0：正造8

中斷輸入信號(hào)1啟用/禁用1：?jiǎn)⒂?/p>

中斷輸入信號(hào)1模式1：標(biāo)準(zhǔn)模式

中斷輸入信號(hào)1軟元件號(hào)10

中斷輸入信號(hào)1邏揖0：正邏輯

中斷輸入信號(hào)2邏輯0：正邏輯

B原點(diǎn)回歸參數(shù)設(shè)置麼點(diǎn)回歸參數(shù)。

示例：如圖所示程序中，若X0為中斷信號(hào)，程序執(zhí)行過(guò)程為，當(dāng)XI7=0N時(shí)，軸1以5000

的速度進(jìn)行定位運(yùn)行，如在運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)?shù)綑z測(cè)到中斷信號(hào)XO=ON,則軸1在中斷信號(hào)后

面以500（）的速度還要運(yùn)行的脈沖數(shù)為10（X）（）才停止。特別注意在程序中并沒(méi)有出現(xiàn)X0是因

為在前面的參數(shù)設(shè)置中已經(jīng)設(shè)置了了X0為中斷輸入信號(hào)1并且已經(jīng)啟用。

2.表格的使用方法與步驟

（I）表格運(yùn)行控制方式

1:1速定位（相對(duì)地址指定）；

2:1速定位（絕對(duì)地址指定）；

3:中斷I速定位；

4:可變速度運(yùn)行；

5:附帶表格轉(zhuǎn)移的可變速度運(yùn)行；

6:中斷停止（相對(duì)地址指定）；

7:中斷停止（絕對(duì)地址指定）；

10：附帶條件跳轉(zhuǎn)；

20:插補(bǔ)運(yùn)行（相對(duì)地址指定）：

22:插補(bǔ)運(yùn)行（絕對(duì)地址指定）；

（2）表格的使用主要步驟

①使用GXWorks3,從“高速I/O”中設(shè)定定位參數(shù)。

②使H］GXWorks3,從“高速I/O”中設(shè)定表格數(shù)據(jù)。

3.單獨(dú)表格運(yùn)行TBL

I驅(qū);觸點(diǎn)

TBL(d)(n)

示例：如圖為執(zhí)行控制方式［6:中斷停止（相對(duì)地址指定）］的整個(gè)程序建立和執(zhí)行過(guò)程。圖1所

示為定位參數(shù)設(shè)置。圖2所示為軸1定位數(shù)據(jù)設(shè)置。

項(xiàng)目Wil項(xiàng)目

■翦本叁依1■基本參數(shù)2

脈沖輸出模式1：PULSE/SIGN插補(bǔ)速度指定方法0：合成速度

輸出軟元件（PULSEB）Y0最高速度15000pps

軸出欣元fl(SIGX/CCT)Y4偏留速度1000pps

旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置0：通過(guò)正轉(zhuǎn)脈沖檢出增加當(dāng)前地址加速時(shí)間500ms

單位設(shè)置0:電機(jī)系統(tǒng)(pulse,pps)誠(chéng)速時(shí)間500ms

每轉(zhuǎn)的陳沖數(shù)2000pulse■詳細(xì)設(shè)定茅數(shù)

銀鑄的移動(dòng)景1000pulse外部開(kāi)始信號(hào)啟用/禁用0禁用

位置數(shù)據(jù)倍率1：X1倍中斷輸入信號(hào)】后用/禁用1后用

中斷輸入信號(hào)1模式1標(biāo)準(zhǔn)模式

中斷輸入信號(hào)1軟元件號(hào)XI

中麻輸入信號(hào)1邏輯0:正邏輯

中斷輸入信號(hào)2邏輯0:正邏輯

■犀點(diǎn)回歸參數(shù)參數(shù)

原點(diǎn)回歸后用/禁用0：禁用

NO.軟元件控制方式定位地址指令速度停留時(shí)間

1D3006：中新停止（相對(duì)地址幅定）100000pulse10000pps100DS

4.多個(gè)表格運(yùn)行指令DRVTBL

口I驅(qū)動(dòng)觸T點(diǎn)

DRVTBL(d1)(n1)(n2)(n3)(d2)

示例：圖所示為執(zhí)行軸I中從表格No2開(kāi)始依次按控制方式「5:附帶表格轉(zhuǎn)移的可變速度運(yùn)行]、

[3:中斷1速定位]執(zhí)行連續(xù)運(yùn)行（中斷2速定位）的整個(gè)程序建立和執(zhí)行過(guò)程。

圖1所示為定位參數(shù)設(shè)置。

項(xiàng)目Wil項(xiàng)目

■星本參數(shù)1■是本攀數(shù)2

脈沖輸出模式1：PUL5E/SIGN加補(bǔ)逑度指定方法0：合成速度

輸出軟元件（PULSE5）Y0很高速度15000pps

施出軟元件（SIGN/CCW）Y4偏置速度1000pps

旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置0：通過(guò)正轉(zhuǎn)膿沖臨出增加」：H加速時(shí)間500ms

單位設(shè)置0:電機(jī)系統(tǒng)(pulse,pps)減速網(wǎng)間500DS

每憐的脈沖數(shù)2000pulse■評(píng)細(xì)設(shè)定參數(shù)

姆傳的移動(dòng)后1000pulse外部開(kāi)始信號(hào)自用/禁用0:禁用

位置數(shù)據(jù)倍率l:xi(S中斷輸入/號(hào)1時(shí)用/禁用1:啟用

中斷輸入侑號(hào)1模式1:標(biāo)準(zhǔn)校式

中斷輸入伯號(hào)1軟元件號(hào)XI

中斷輸入侑號(hào)1曳相0：正逗羯

中斷輸入俏號(hào)2邏轎0：正邏利

■娛點(diǎn)回歸參數(shù)參數(shù)

原點(diǎn)回歸后用/禁用|o：禁用

圖2所示為軸1定位數(shù)據(jù)設(shè)置，一共有3個(gè)表格，采用了三種不同的控制方式。

NO.軟元件控制方式定位地址指令速度停留時(shí)間中斷輸入信號(hào)2軟

元件號(hào)

1—1:1速定位（相對(duì)地址指定）100000pulse10000pps0ms—

2—5:附帶表格轉(zhuǎn)移的可變速度運(yùn)行—7000pps0msX2

3—3：中斷1速定位50000pulse15000pps0ms—

圖3所示為執(zhí)行的程序。

[RVTBL指令驅(qū)動(dòng):違紈運(yùn)行）

X17SM5500M1M2MtO

|4|___14_____________A_A

1nY\Y\Y\—o—

鎏動(dòng)熊點(diǎn)定位指令正常結(jié)柬界就給來(lái)DRVTBL指令

驅(qū)動(dòng)中ttl驅(qū)動(dòng)中

DRVTBL指令在1軸驅(qū)動(dòng)

SM55O0M10

T1——I」DRVTBL|K1|K2|K3|K1|Mi|---

定位指令DRVTBL指令

驅(qū)動(dòng)中Wi驅(qū)動(dòng)中

SH5500

—H-

定位指令

量動(dòng)中MidRST|Q

5.多個(gè)軸的表格運(yùn)行指令DRVMUL

|驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)

DRVMUL(n1)(n2)(n3)(n4)(n5)(d)

示例：如圖所示為同時(shí)執(zhí)行軸1、軸2、軸4各動(dòng)作的程序示例。

圖1所示為3個(gè)軸的定位參數(shù)設(shè)置。

??

■4本,敷！

M沖*出HI式1:FVLSES：審1F^.StSIGX；:FC.se.SIG^

抬出恢元件（E3I/EY0T1T3

輸出攻元件（SIGKcar）T4T517

0：也比正“珠”?1出，第二前就0均過(guò)正”脈沖物出增加當(dāng)一堆址0:011iEH"冷雄由?加當(dāng)前地址

隼位設(shè)置0：電FI第統(tǒng)pulse.ppsC電機(jī)累標(biāo)(puUe.pp%)0：電機(jī)系求（pulse.pps）

IfMRIt沖數(shù)2X0pu:“88pals9ROOpuH?

修后的移動(dòng)量10COpulse1000r!"XOOOpulse

付■數(shù)霰信率l：xt*rxsffi

■是*“數(shù)2

玨樸力代指定方法o：?aas。:合成遺段o：*riUU(

量離速皮1SCOO”380co第，100000pps

1M速塞10CO;p:5000mopps

m速,［閏300aSOOas*00B：

謔速N同500"500o:500H

■律?設(shè)定?數(shù)

外部開(kāi)蛤信號(hào)啟用/禁用0學(xué)用6：蒙用

中斷?人信號(hào)X啟用事用1自用。?用

中H，*人信*n模式1力準(zhǔn)模式-—

中斷*人信號(hào)1軾元件號(hào)XI-—

中勤■人信號(hào)1更利0：￡??-—

中西?人信號(hào)2理施0：E??offismo：fMEW

殿內(nèi)回歸自用，桀用0:就用0:*用

圖2所示為軸I定位數(shù)據(jù)。

NO.軟元件控制方式定位地址指令速度停留時(shí)間中斷輸入信號(hào)2軟

元件號(hào)

1一11速定位（相對(duì)地址將定）100000pul”10000pps0ns一

2—5:附帶表格轉(zhuǎn)移的可變速度運(yùn)行—7000pps0msX2

3—3:中斷1速定位50000pulse15000pps0ms—

圖3所示為軸2定位數(shù)據(jù)。

NO.軟元件控制方式定位地址指令速度停留時(shí)間

1—1:1速定位（相對(duì)地址指定）50000pulse10000I,ps0ms

--—2:1速定位（絕對(duì)地址指定）60000pulse5000pps0mz

3—1:1速定位（相對(duì)地址指定）20000pulse15000i,ps0mz

4—1:1速定位（相對(duì)地址指定）30000pulse7500pps0mz

圖4所示為軸4定位數(shù)據(jù)。

NO.軟元件控制方式定位地址指令速度停留時(shí)間

1—2:1速定位（絕對(duì)地址指定）100000pulse30000pps100:5

圖5所示為控制程序。

X17SN5500Ml*21

—111--------W--o—

菱動(dòng)Ma定位臨令DRVWUL

騏碇eMIHutt*脂今95戲中

|DRVWUlia今夔動(dòng)

TORVWULK1DO02|101K1出______1—

制指令DRmjiI使用tai.輸2、SMil”始察（不?認(rèn)正案/異麗

夏動(dòng)中Ml指令更動(dòng)中