定位不準(zhǔn)的問(wèn)題及解決方法

本專機(jī)的工作要求是做速度/位置切換控制運(yùn)行，即先以某一速度運(yùn)行，在接收到工藝完成信號(hào)后再進(jìn)行定位。

1.定位不準(zhǔn)的現(xiàn)象

現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)多次運(yùn)行后，出現(xiàn)定位運(yùn)行有時(shí)準(zhǔn)、有時(shí)不準(zhǔn)的現(xiàn)象。技術(shù)人員感到迷惑，同一套控制系統(tǒng)同一套程序，為什么會(huì)出現(xiàn)定位運(yùn)行有時(shí)準(zhǔn)、有時(shí)不準(zhǔn)?

工作機(jī)械的動(dòng)作要求如下，在圖 28-4 中，以A點(diǎn)為原點(diǎn)，順時(shí)針為正向，工件從A開始運(yùn)行，經(jīng)過(guò)N轉(zhuǎn)后，在C點(diǎn)接收到工藝完成信號(hào)，要求從C點(diǎn)開始定位運(yùn)行到A點(diǎn)

作者在現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)觀察了工作過(guò)程，發(fā)現(xiàn)后的定位運(yùn)行有時(shí)正轉(zhuǎn)，有時(shí)反轉(zhuǎn)。以圖28-4為例，當(dāng)圓筒到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，要求圓筒定位運(yùn)行到A點(diǎn)。圓筒可能按順時(shí)針回到A點(diǎn)，也可能按逆時(shí)針回到A點(diǎn)。如果圓筒在速度運(yùn)行階段按順時(shí)針運(yùn)行，在接收到工藝成信號(hào)后逆時(shí)針運(yùn)行，就會(huì)出現(xiàn)反向間隙誤差。

因此判斷是反向間隙在起作用。反向間隙示意圖如 28-5 所示。

圖28-4工作機(jī)械的定位運(yùn)行

圖28-5反向間隙示意圖

由于1PG1 沒(méi)有反向間隙補(bǔ)償功能，因此在反向運(yùn)行后，必定會(huì)出現(xiàn)反向間隙誤差。

2. 解決問(wèn)題的方法

解決方法:強(qiáng)制定位運(yùn)行與旋轉(zhuǎn)方向一致。原 PLC 程序?yàn)橐援?dāng)前值除以一圈行程，取其余數(shù)，以余數(shù)作為定位值反向運(yùn)行定位。即以A點(diǎn)為原點(diǎn)，順時(shí)針為正向，當(dāng)工件從點(diǎn)開始運(yùn)行，經(jīng)過(guò)N轉(zhuǎn)后，在C點(diǎn)接收到工藝完成信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)C→B→A定位到A點(diǎn)。

改進(jìn)后的 PLC 程序如圖 28-6 所示。

求出工件C點(diǎn)在一圈中的當(dāng)前值(以當(dāng)前值除以一圈行程，取其余數(shù)，圖 28-6 中的D502 為余數(shù))。

計(jì)算C和A 之間的距離(一圈行程減余數(shù)，D550為C到A之間的距離)，求出定位點(diǎn) A點(diǎn)的絕對(duì)數(shù)值(C點(diǎn)絕對(duì)當(dāng)前值 C和A之間的距離，D580 為A點(diǎn)絕對(duì)位置)，以此數(shù)值作為工藝完成定位指令的數(shù)值。

PLC 程序如下:

圖28-6單向定位PLC 程序

516 步就是計(jì)算A點(diǎn)絕對(duì)位置的過(guò)程。計(jì)算A點(diǎn)絕對(duì)位置的目的就是要在下一步的定位運(yùn)行中給出一目標(biāo)值，保下一步是繼續(xù)向前正行面不會(huì)反行。這樣就避免了反向間隙的影響。經(jīng)過(guò)這樣的 PLC 程序處理之后，整機(jī)才能夠準(zhǔn)確定位。

由于1PG 沒(méi)有反向間隙補(bǔ)償功能，所以在選型時(shí)必須注意，對(duì)要求精確定位，有換向運(yùn)動(dòng)的機(jī)床是不適合的。但是，要求一般的定位精度，并且動(dòng)作簡(jiǎn)單或動(dòng)作固定的機(jī)床還是適用的。

對(duì)于動(dòng)作簡(jiǎn)單的機(jī)床可以將動(dòng)作規(guī)定為一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，而且應(yīng)該與初的回原點(diǎn)方向一致。對(duì)于要求換向動(dòng)作復(fù)雜的機(jī)床，如果其運(yùn)動(dòng)程序固定，則可以在運(yùn)動(dòng)程序中編制一個(gè)換向子程序，每次運(yùn)動(dòng)換向前就調(diào)用一次換向子程序。這就相當(dāng)于執(zhí)行了一次反向間隙補(bǔ)償，只是要求每套機(jī)械對(duì)應(yīng)于一套程序，否則編程的工作量就太大了。

小結(jié)

1PG 是一個(gè)功能足夠豐富的位置控制單元，適合于控制動(dòng)作固定的工作機(jī)械。實(shí)際中一臺(tái)主PLC 可以帶8臺(tái)1PG，所以可構(gòu)成一套多軸控制系統(tǒng)。

經(jīng)過(guò)處理，1PG系統(tǒng)也可以構(gòu)成絕對(duì)位置檢測(cè)系統(tǒng)。

但I(xiàn)PG畢竟是簡(jiǎn)易位置控制系統(tǒng)，沒(méi)有反向間隙補(bǔ)償功能，沒(méi)有手輪功能，選型時(shí)必須注意。

PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)需要考慮的PLC產(chǎn)品種類
對(duì)輸入 / 輸出點(diǎn)的選擇
要先弄控制系統(tǒng)的 I/O 總點(diǎn)數(shù)，再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的 15 ～ 20 ％留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需 PLC 的點(diǎn)數(shù)。
PLC 的輸出點(diǎn)可分為共點(diǎn)式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點(diǎn)之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級(jí)，但這種 PLC 平均每點(diǎn)的價(jià)格較高。如果輸出信號(hào)之間不需要隔離，則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的 PLC 。
（2）  對(duì)存儲(chǔ)容量的選擇
對(duì)用戶存儲(chǔ)容量只能作粗略的估算。在僅對(duì)開關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)中，可以用輸入總點(diǎn)數(shù)乘 10 字 / 點(diǎn)＋輸出總點(diǎn)數(shù)乘 5 字 / 點(diǎn)來(lái)估算；計(jì)數(shù)器 / 定時(shí)器按（ 3 ～ 5 ）字 / 個(gè)估算；有運(yùn)算處理時(shí)按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模擬量輸入 / 輸出的系統(tǒng)中，可以按每輸入 / （或輸出）一路模擬量約需（ 80 ～ 100 ）字左右的存儲(chǔ)容量來(lái)估算；有通信處理時(shí)按每個(gè)接口 200 字以上的數(shù)量粗略估算。后，一般按估算容量的 50 ～ 100 ％留有裕量。對(duì)缺乏經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者，選擇容量時(shí)留有裕量要大些。
（3）   對(duì) I/O 響應(yīng)時(shí)間的選擇
PLC 的 I/O 響應(yīng)時(shí)間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時(shí)間延遲（一般在 2 ～ 3 個(gè)掃描周期）等。對(duì)開關(guān)量控制的系統(tǒng)， PLC 和 I/O 響應(yīng)時(shí)間一般都能滿足實(shí)際工程的要求，可不必考慮 I/O 響應(yīng)問(wèn)題。但對(duì)模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個(gè)問(wèn)題。
（4）   根據(jù)輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型
不同的負(fù)載對(duì) PLC 的輸出方式有相應(yīng)的要求。例如，頻繁通斷的感性負(fù)載，應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型的，而不應(yīng)選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優(yōu)點(diǎn)，如導(dǎo)通壓降小，有隔離作用，價(jià)格相對(duì)較便宜，承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng)，其負(fù)載電壓靈活（可交流、可直流）且電壓等級(jí)范圍大等。所以動(dòng)作不頻繁的交、直流負(fù)載可以選擇繼電器輸出型的 PLC 。
（5）   對(duì)在線和離線編程的選擇
離線編程是指主機(jī)和編程器共用一個(gè) CPU ，通過(guò)編程器的方式選擇開關(guān)來(lái)選擇 PLC 的編程、和運(yùn)行工作狀態(tài)。編程狀態(tài)時(shí)， CPU 只為編程器服務(wù)，而不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制。在線編程是指主機(jī)和編程器各有一個(gè) CPU ，主機(jī)的 CPU 完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制，在每一個(gè)掃描周期末尾與編程器通信，編程器把修改的程序發(fā)給主機(jī)，在下一個(gè)掃描周期主機(jī)將按新的程序?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制。計(jì)算機(jī)編程既能實(shí)現(xiàn)離線編程，也能實(shí)現(xiàn)在線編程。在線編程需購(gòu)置計(jì)算機(jī)，并配置編程軟件。采用哪種編程方法應(yīng)根據(jù)需要決定。
（6）   據(jù)是否聯(lián)信選型
若 PLC 控制的系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，則 PLC 需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能，即要求 PLC 應(yīng)具有連接其他 PLC 、上位計(jì)算機(jī)及 CRT 等的接口。大、中型機(jī)都有通信功能，目前大部分小型機(jī)也具有通信功能。
（7）   對(duì) PLC 結(jié)構(gòu)形式的選擇
在相同功能和相同 I/O 點(diǎn)數(shù)據(jù)的情況下，整體式比模塊式價(jià)格低。但模塊式具有功能擴(kuò)展靈活，維修方便（換模塊），容易判斷故障等優(yōu)點(diǎn)，要按實(shí)際需要選擇 PLC 的結(jié)構(gòu)形式。