1  引言
            
　　絕對(duì)值位置控制系統(tǒng)對(duì)于經(jīng)常使用的點(diǎn)位控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，是一種非常方便實(shí)用的位置控制方式。一旦原點(diǎn)設(shè)置后，完畢每次停電后開機(jī)時(shí)，這種系統(tǒng)不需要回原點(diǎn)，大大方便了操作。三菱mr-j2s-a系列的伺服系統(tǒng)和三菱fx2n系列plc是在實(shí)際中經(jīng)常用到的伺服系統(tǒng)和控制器，本文討論在某些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，如何應(yīng)用它們來(lái)構(gòu)建一個(gè)絕對(duì)值位置控制系統(tǒng)。

             
2  控制任務(wù)簡(jiǎn)介
            
　　這是一個(gè)實(shí)際使用的控制任務(wù)，參見圖1示意。a點(diǎn)是設(shè)備的原始位置，b點(diǎn)是設(shè)備的工作位置。開始工作后，設(shè)備以位置控制方式移到工作位置b，然后，設(shè)備從b以速度控制方式點(diǎn)向a點(diǎn)移動(dòng)。在移動(dòng)過(guò)程中，執(zhí)行一些其他的任務(wù)，當(dāng)這些任務(wù)完成后在a與b之間的任一位置c點(diǎn)停止。然后以位置控制方式回到原始位置a點(diǎn)，這樣整個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。

            圖1  控制任務(wù)
           

　　2.1 控制平臺(tái)
            
　　三菱j2s-a系列的伺服系統(tǒng)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(tǒng)中伺服電機(jī)的編碼器為每轉(zhuǎn)為131072線的絕對(duì)值編碼器，伺服驅(qū)動(dòng)器能夠在停電情況下記住伺服電機(jī)的當(dāng)前位置。該伺服系統(tǒng)有位置控制、速度控制和轉(zhuǎn)矩控制三種運(yùn)行方式。同時(shí)該伺服系統(tǒng)內(nèi)置絕對(duì)位置專用傳輸協(xié)議，如果菱mr-j2s-a系列的伺服系統(tǒng)工作在位置方式，則可配合fx2n系列plc的dabs（讀絕對(duì)位置）指令，在伺服驅(qū)動(dòng)器通電后伺服on（son信號(hào)）有效時(shí)，plc中讀出伺服電機(jī)的當(dāng)前位置。但僅在son信號(hào)接通時(shí)的上升沿開始傳輸當(dāng)前伺服電機(jī)位置一次，在son信號(hào)接通以后將不再傳輸伺服電機(jī)的當(dāng)前絕對(duì)位置。伺服電機(jī)的當(dāng)前絕對(duì)位置由位置控制裝置（如fx2n-1pg模塊）根據(jù)發(fā)出的脈沖數(shù)來(lái)確定。這實(shí)際上是一個(gè)開環(huán)控制系統(tǒng)。在不發(fā)生報(bào)警或者脈沖傳輸不受到干擾的情況下，整個(gè)位置控制系統(tǒng)的位置將不會(huì)丟失。如果工作在速度控制方式則不能在son接通時(shí)讀取伺服電機(jī)的絕對(duì)位置，在整個(gè)工作過(guò)程中，也無(wú)法確定取伺服電機(jī)的絕對(duì)位置。圖2是典型的位置控制系統(tǒng)配置圖。

            圖2  系統(tǒng)配置
           

　　2.2 任務(wù)分析
            
　　在本任務(wù)中，伺服驅(qū)動(dòng)器將工作在位置控制和速度控制兩種方式。a點(diǎn)和b點(diǎn)的定位操作，要求控制系統(tǒng)必需記住伺服電機(jī)的位置，但由于b點(diǎn)與c點(diǎn)之間的速度運(yùn)行方式，使得傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)不能獲知伺服電機(jī)的位置。因?yàn)楸M管在位置方式位置控制器能確定伺服電機(jī)的位置，但在伺服驅(qū)動(dòng)器從位置方式轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣确绞胶?，位置控制器將不起作用，所以也無(wú)法確定伺服電機(jī)的位置。由于在整個(gè)控制過(guò)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(tǒng)控制配置將不能滿足本控制任務(wù)，必須采用一種新的控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
             
3  控制方案的硬件配置
            
　　上述問(wèn)題的基本解決思路是通過(guò)plc與伺服驅(qū)動(dòng)器的通訊方式，來(lái)實(shí)時(shí)讀取伺服電機(jī)的當(dāng)前實(shí)際位置，這樣不管伺服系統(tǒng)處于位置控制方式，還是在速度控制方式，控制系統(tǒng)都能知道伺服電機(jī)的當(dāng)前位置，從而使系統(tǒng)能正確地定位在a點(diǎn)和b點(diǎn)。通過(guò)查閱資料，我們了解到三菱j2s系列伺服系統(tǒng)除了內(nèi)置絕對(duì)位置專用傳輸協(xié)議外，還內(nèi)置了三菱伺服通訊協(xié)議；三菱fx2n系列內(nèi)置了無(wú)協(xié)議通訊指令（rs指令），所以我們可使用rs指令根據(jù)伺服驅(qū)動(dòng)器的通訊協(xié)議來(lái)讀取電機(jī)當(dāng)前位置。圖3是控制系統(tǒng)框圖。

            圖3  系統(tǒng)框圖
 

           
　　在圖3中，fx2n系列plc為主控制器，擴(kuò)展特殊模塊fx2n-1pg為定位模塊，其輸出為頻率和脈沖數(shù)可控的定位脈沖。當(dāng)plc主系統(tǒng)通過(guò)通訊方式獲得伺服電機(jī)當(dāng)前位置的前提下，能在定位指令的驅(qū)動(dòng)下，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)到給定位置；擴(kuò)展特殊模塊fx2n-4da模擬量輸出模塊，其輸出為0到正負(fù)10v的電壓信號(hào)；fx2n-485bd為485通訊卡，它和mr-j2s-a伺服驅(qū)動(dòng)器的rs-422相連；fx2n主機(jī)通過(guò)485bd-rs422口與伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行通信，讀取伺服電機(jī)的當(dāng)前絕對(duì)位置。當(dāng)處于位置控制方式時(shí)，電機(jī)由fx2n-1pg定位模塊發(fā)出的定位脈沖來(lái)控制，包括其運(yùn)轉(zhuǎn)速度和目標(biāo)位置。當(dāng)位置/速度切換信號(hào)有效時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器切換為速度控制方式，由模擬量模塊輸出的0到正負(fù)10v來(lái)控制其速度大小和運(yùn)動(dòng)方向。安裝在plc主機(jī)上的485通訊卡與伺服驅(qū)動(dòng)器上rs-422口進(jìn)行通訊，隨時(shí)讀取伺服電機(jī)的當(dāng)前絕對(duì)位置值。