探索三菱扩展模块PGU的定位控制
2017-03-05
（辽宁煤炭技师学院）
探索三菱扩展模块PGU的定位控制
王壮壮
（辽宁煤炭技师学院）
在自动控制领域，为了使位置控制精度更高、更智能化，可以采用具有一定智能的PLC扩展模块。本文系统地介绍了三菱扩展模块PGU的特点，各端子以及主要内部缓存寄存器（BFM）的功能，并通过现场的实例，说明PGU是如何应用的，因此对类似的位置控制具有一定的借鉴意义。
自动控制；位置控制；PGU；应用
1 三菱扩展模块PGU的简介
PGU是三菱公司生产的脉冲发生器，可以完成一轴的简单定位，通过向伺服或步进驱动器提供脉冲（最大频率100kHz）来实现。
1.1 PGU的特点
1）PGU不能单独使用，必须和PLC同时使用，连接在PLC的扩展接口上，PLC通过FROM/TO指令读取和写入PGU的内部缓存寄存器（BFM），从而实现对PGU的控制。
2）PGU作为PLC的扩展部分，一台PLC最多可以连接8个PGU，最多可以完成独立的8轴控制。
3）PGU为需要高速响应和采用脉冲控制的定位操作提供终端，所有用于定位控制的程序都在PLC中执行。
4）PGU可以实现绝对位置控制。
1.2 PGU端子的名称和功能（FX2N版）
PGU有12个端子，其中有两个相同的电源端子S/S，11个不同的端子分为四组。第一组如表1所示。
第二组如表2所示。
第三组如表3所示。
第四组如表4所示。
表1 第一组
表2 第二组
表3 第三组
表4 第四组
2 主要内部缓存寄存器（BFM）的功能
PGU有32个内部缓存寄存器，每个缓存寄存器有16位，用“#”来表示。
【BFM#3】：设置系统参数，如表5～表7所示。
【BFM#5，#4】：设置最大速度。马达和复合系统设置范围：10～100kHz,机械系统设置范围：1～153000。
【BFM#6】：设置基速（启动速度）。马达和复合系统设置范围：10～10kHz,机械系统设置范围：1～15300。
【BFM#10，#9】：设置回原点速度（高速）。马达和复合系统设置范围：10～100kHz，机械系统设置范围：1～153000，设置的值要在基速和最高速之间。
【BFM#11】：设置回原点（爬行）速度。马达和复合系统设置范围：10～10KHz，机械系统设置范围：1～15300。在执行回原点时，DOG端口产生信号后，速度由高速变为爬行速度，以此获得较大的精度。
表5
表6
表7
【BFM#12】：设置回原点时，0点信号的脉冲数。范围：0～32767。在执行回原点时， DOG端口产生信号后，开始计Z相脉冲（PG0-端口接伺服放大器或编码器），计到设定值时，电机停止。如果PG0-端口接的是传感器或行程开关，则BFM#12设为1。
【BFM#14，#13】：设置原点位置，一般设为0。当返回原点结束后，就把设定值写入BFM #27和#26中。注意：需要正确设置BFM#3中的b9和b10才能使设备顺利回原点。只有先回原点并通过此过程确定原点的实际位置，才能实现绝对位置控制。
【BFM#15】：设置加速、减速时间。范围：50～5000ms。
【BFM#18，#17】：设定位置。马达系统设定范围：0～±999999，机械及复合系统设置范围：0～±999999。当使用绝对位置时，旋转方向根据目标值和当前值的位置，由系统自动确定。当使用相对位置时，旋转方向由前面的正负号决定。
【BFM#20，#19】：设置电机的运行速度。（在基速和最大速之间）马达和复合系统设置范围：10～100kHz,机械系统设置范围：1～153000。
【BFM#27，#26】：存放当前位置。马达系统范围：-2147483648～+2147483647，机械和复合系统范围：-2147483648～+2147483647。
【BFM#25】：执行操作命令，图表8所示。
表8
【BFM#28】：存储状态信息，反映PGU的运行状态，如表9所示。
表9
3 应用实例
图1中机械手左右直行的定位控制是基于PGU向步进驱动器提供脉冲来实现。最左侧金属传感器为机械手直行原点传感器（接PG0-端口），此传感器右侧的金属传感器为减速点传感器（接DOG端口），最右侧金属传感器是限位点传感器（接STOP端口）。PGU端口的接线参考上文。PGU核心程序如图2所示。
4 结束语
通过上文分析，可以看出，三菱扩展模块PGU具有结构简单、可靠性高、精度高等优点，而且 PGU的应用提高了位置控制的智能化程度。未来，位置控制必将朝着智能化方向发展。探索PGU的定位控制，对于学习三菱其他的扩展模块有一定的借鉴作用。
图1
[1]岳庆来. 变频器、可编程控制器及触摸屏综合应用技术[M]. 北京：机械工业出版社，2007.
[2]陈婵娟，薛凯. 基于PLC的步进电动机单双轴运动控制的实现[J]. 机械设计与制造，2009（3）.
图2
2016-11-12）
