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介紹三菱plc的深度開(kāi)發(fā)及在電鍍自動(dòng)線上的應(yīng)用案例。
可編程控制器（plc）以其運(yùn)行可靠、易學(xué)易用、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)，在工業(yè)控制中得到廣泛應(yīng)用。然而較多的應(yīng)用只是根據(jù)工藝編制相應(yīng)的梯形圖，用以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器電器控制線路，功能非常有限。近年來(lái)各種型號(hào)的plc 在功能上已經(jīng)有了極大的提高，允許用戶(hù)做許多底層操作，幾乎可以象單片機(jī)一樣靈活，加上有眾多的外圍設(shè)備可以選用，這就給軟件、硬件設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的靈活性和先進(jìn)性。本文通過(guò)fx2n三菱plc 在一條電鍍自動(dòng)線上的應(yīng)用，說(shuō)明如何充分開(kāi)發(fā)plc 的先進(jìn)功能，達(dá)到行車(chē)動(dòng)作的靈活設(shè)定、動(dòng)態(tài)修改的功能，以及斷電恢復(fù)、通訊、新型人機(jī)界面的應(yīng)用。
2 系統(tǒng)簡(jiǎn)介
系統(tǒng)采用集散控制，參見(jiàn)圖1，上位機(jī)使用工控微機(jī)，負(fù)責(zé)工藝調(diào)度、質(zhì)量管理等宏觀控制；下位機(jī)使用三菱fx2n-plc，控制行車(chē)的動(dòng)作。行車(chē)吊勾（提升電鍍工件用）的垂直定位采用接近開(kāi)關(guān)，水平定位采用旋轉(zhuǎn)編碼器，垂直和水平的運(yùn)動(dòng)都使用變頻控制普通交流異步電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)，控制面板使用三菱的f940got 觸摸屏人機(jī)界面。
3 plc 的應(yīng)用
3.1 動(dòng)作表
行車(chē)動(dòng)作無(wú)非就是上下左右受控移動(dòng)，按照指定的順序（即動(dòng)作表）完成一系列的動(dòng)作。要求有幾套動(dòng)作表可以選擇，動(dòng)作可以靜態(tài)修改，也可以在運(yùn)行時(shí)由上位機(jī)動(dòng)態(tài)修改。這種要求若是僅用簡(jiǎn)單的梯形圖是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)閯?dòng)作都是由梯形圖中的觸點(diǎn)指令實(shí)現(xiàn)，而梯形圖指令在運(yùn)行時(shí)是不能修改的。現(xiàn)在的fx2n-plc 增加了許多應(yīng)用指令（底層操作，相當(dāng)于微機(jī)的匯編指令），以及提供了許多可供用戶(hù)使用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，并且有間接尋址功能，這就使表結(jié)構(gòu)操作成為可能。在這里，我們把行車(chē)的一個(gè)動(dòng)作定義為：“到幾號(hào)工位上升，再到幾號(hào)工位下降”，或者是“延時(shí)幾秒”，每個(gè)動(dòng)作由一個(gè)字（16 位）組成，每個(gè)動(dòng)作表由若干個(gè)動(dòng)作字組成，放在plc 的數(shù)據(jù)寄存器里，動(dòng)作表由plc 程序初始化，也可以在運(yùn)行時(shí)通過(guò)串行通訊由上位機(jī)讀取和修改，plc 程序在運(yùn)行時(shí)只是不斷地解釋和執(zhí)行動(dòng)作表。

3.2 動(dòng)作的解釋和執(zhí)行
動(dòng)作字有3 種：行車(chē)動(dòng)作字、延時(shí)動(dòng)作字、結(jié)束標(biāo)志。
（1） 行車(chē)動(dòng)作字：
動(dòng)作字的高字節(jié)表示“上升所到的工位號(hào)”， 低字節(jié)表示“下降所到的工位號(hào)”，例如：“0205”表示讓行車(chē)開(kāi)到02 號(hào)工位，上升，再開(kāi)到05 號(hào)工位，下降。
由于一個(gè)行車(chē)動(dòng)作字表示的是宏動(dòng)作，由：“前進(jìn)或后退，水平到位，上升，上到位，再前進(jìn)或后退，水平到位，下降，下到位，完成”幾個(gè)微動(dòng)作組成，通過(guò)fx2n-plc 的步進(jìn)階梯指令stl 實(shí)現(xiàn)非常合適。我們可以把行車(chē)的宏動(dòng)作分解為幾個(gè)狀態(tài)，在到位時(shí)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。參見(jiàn)圖2 的stl 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。垂直到位比較簡(jiǎn)單，用上下到位接近開(kāi)關(guān)直接控制即可。

水平到位稍微復(fù)雜一些。在程序初始化時(shí)將每個(gè)工位的準(zhǔn)確位置送到數(shù)據(jù)寄存器里，稱(chēng)做工位位置表，每個(gè)工位的實(shí)際位置數(shù)據(jù)通過(guò)實(shí)測(cè)得到。動(dòng)作表、工位位置表、行車(chē)水平運(yùn)動(dòng)的關(guān)系請(qǐng)參見(jiàn)圖3。運(yùn)行時(shí)通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器得到行車(chē)的當(dāng)前位置，每毫米大約發(fā)3 個(gè)脈沖。在做水平動(dòng)作時(shí)，先取出動(dòng)作字，分離高低字節(jié)，得到目標(biāo)工位號(hào)，將此工位號(hào)作為工位位置表的偏移量，用間接尋址方法得到目標(biāo)工位位置，若當(dāng)前位置大于目標(biāo)位置則令行車(chē)后退，反之則前進(jìn)，直到行車(chē)到目標(biāo)位置前一個(gè)提前量時(shí)，令行車(chē)轉(zhuǎn)為慢速；當(dāng)行車(chē)到目標(biāo)位置前另一個(gè)提前量時(shí)，令行車(chē)制動(dòng)。這二個(gè)提前量都根據(jù)實(shí)際情況加以調(diào)整，慢速提前量通常為半個(gè)工位間隔，制動(dòng)提前量根據(jù)實(shí)際的行車(chē)速度、慣性而定。經(jīng)過(guò)調(diào)整， 終定位精度可以達(dá)到±1mm 左右。