定位模块与运动控制器在绝对位置控制中的应用对比
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３）运动控制层：必须有一个同步于 ＳＳＣＮＥＴ的 运动控制 系 统，负 责 将 这 些 指 令 放 到 ＳＳＣＮＥＴ的 ＭａｓｔｅｒＩＣ并且将各轴信息由 ＭａｓｔｅｒＩＣ取回。
４）使用者接口层：这一层是纯软件，通常会与 运动控制层紧密配合，使用者可以通过本层实现复 杂控制。
在上述的第 １层伺服控制网络（电机控制层） 中，ＭＲ－ＪＥ系 列 伺 服 驱 动 器 以 固 定 时 钟 接 收 伺 服
此外，由于绝对位置的数据是通过检测器中内 置的超级电容器保存的，所以即使发生电缆脱落或 断线，只要在 规 定 时 间 （旋 转 累 积 计 数 器 的 数 据 保 存时间）内恢复供电，绝对位置数据也不会丢失。
运动控制器和定位模块是三菱 Ｑ系列运动控 制的典型产品，由于运动控制器支持 ＳＳＣＮＥＴ（Ｓｅｒｖｏ Ｓｙｓｔｅｍ ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＮｅｔｗｏｒｋ），可 以 很 简 便 地 实 现 绝 对 位置控制 功 能［１］。 而 定 位 模 块 则 需 要 编 程 人 员 通 过编写 ＰＬＣ与伺服驱动器的通信程序来获取绝对 位置值。
在绝对系统中，定位控制是以 ＯＰ为参考的指 定位置（绝对地址）执行定位，把该地址当作定位地 址（起动点可以在任何地方）。在增量系统中，则是 把当前停止机器的位置当作起动点，并以指定位移 方向对指定位移量执行定位。
１ ＳＳＣＮＥＴ
ＳＳＣＮＥＴ（图 １）是一个专为运动控制所制定的 网络通讯 协 议，它 是 由 三 菱 电 机 名 古 屋 制 作 所 于 ２０世纪 ９０年代初期发展的新一代运动控制架构， 通过使用数字式示波器功能可以用运动控制器实 现力距速度位置等电机信息的监控。最新的一 代（ＳＳＣＮＥＴＩＩＩ）采用光纤系统，并配合更高性能的 伺服驱动器（ＭＲ－ＪＥ－Ｂ）。ＳＳＣＮＥＴ的网络结构可 分为 ４层：
伺服放大器在传输 ３２位 ＡＢＳ数据之后，还会 传输 ６位和校验数据。ＰＬＣ用梯形图程序计算 ＡＢＳ 数据的和校验数值，和伺服放大器传送的和校验数 值相比较。和校验的计算是把每次收到的 ２位 ＡＢＳ 数据相加，得到 ６位的和校验数据。如果和检验失 败，此时，使用 ＰＬＣ的梯形图程序将 ＡＢＳ传输模式 信号（ＡＢＳＭ）和伺服开启信号（ＳＯＮ）置为 ＯＦＦ，在 等待 ２０ｍｓ以后，再将这些信号置 ＯＮ。如果连续 ３ 次重新传输数据后仍然无法得到正确结果，则认为 通讯处于和校验出错状态，执行相关的出错处理程 序。启动指令和 ＡＢＳ数据准备完毕信号应当连锁， 这样可使在和校验出错时无法执行定位运行。 ２．２ 程序二
当 ＰＬＣ程序命令运动控制器的某轴执行 １次 原点回归，即 １次初始化该轴 ＯＰ地址，这时，执行 了原点回归命令的电机的实际位置就控制的两种方法
与运动控制器不同，定位模块 ＭＲ－ＪＥ系列伺 服驱动器实现绝对控制的原理是：用户编写 ＰＬＣ与 伺服驱动器通信程序，使用 １６点晶体管型输出模块 发送 “ＡＢＳ请 求”、“ＡＢＳ传 送 模 式 ”和 “ＳＯＮ”信 号［２］。伺服驱动器接收到这些信号之后，通过 １６点 晶体管型输入模块 将 当 前 电 机 编 码 器 当 前 值 （３２ 位）低 ２位传递至 ＰＬＣ，并循环执行 １６次。电机编 码器当前值被读出之后，绝对位置保存在 ＰＬＣ与定 位模块的共用寄存器中，以 ＱＤ７５Ｄ４Ｎ定位模块为 例，１轴当前绝对位置即保存在地址为 ８００的数据 寄存器里面。
山西电子技术 ２０１８年第 ２期
应用实践
文章编号：１６７４４５７８（２０１８）０２００３２０２
定位模块与运动控制器在绝对位置控制中的应用对比
许 睿，陈志帅，马晓凤
（中国电子科技集团公司第二研究所，山西 太原 ０３００２４） 摘 要：本文主要介绍定位模块和运动控制器在运动控制中的基本知识，着重阐述二者绝对位 置控制的具体实现方法。并对相应的 ＰＬＣ程序段进行简单介绍，最后给出在多刀玻璃划线机实现 绝对位置控制的应用实例。 关键词：定位模块；ＳＳＣＮＥＴ；运动控制器；绝对位置 中图分类号：ＴＰ２７３；ＴＰ２７１．４ 文献标识码：Ａ
０ 引言
在以伺服电机为执行器件的运动控制系统中， 伺服电机的编码器既能检测伺服电机在 １转内的位 置，又对伺服电机旋转周数进行计数。不管 ＰＬＣ的 电源处于 ＯＮ或 ＯＦＦ状态，绝对位置编码器都能够 实时检出伺服电机的绝对位置，并通过电池供电的 计数器备份数据。因而在机械安装后只要进行一次 原点复归，以后接通电源时不需进行原点复归也能 工作。在停电或出现故障后，可以很容易地恢复运 行。这就是三菱 ＭＲ－ＪＥ系列伺服驱动器的绝对位 置控制系统（Ａｂｓｏｌｕｔｅｐｏｓｉｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ）。
１）电机控制层：建构在三菱的 ＭＲ－ＪＥ系列伺 服驱动器中，保留原本三菱的伺服控制技术并外加 了通讯接口，固定时钟接收伺服指令及传回伺服状 态，并控制马达的位置、速度及扭力，可通过伺服驱 动器的 ＳｔａｔｉｏｎＩＤｓｗｉｔｃｈ指定轴号，不受配线顺序影 响。
２）网络通讯层：主要的技术是在同一条网络上 的所有轴都依循一个固定的控制周期来动作，也就 是控制上具有多轴等时性的特性。
下面介绍 ２种可以实现绝对位置读出的 ＰＬＣ 梯形图程序：１）以数据通信为主体的绝对位置恢复 程序；２）ＱＤ７５专用指令（ＡＢＲＳＴ）程序。 ２．１ 程序一
１）如果伺服开启信号 （ＳＯＮ）和 ＧＮＤ之间接 通，将在伺服放大器电源接通时或 ＰＬＣ复位后收到 ＲＵＮ信号的上升沿开始传输 ＡＢＳ数据。另外，复位 报警和紧急停止状态后同样也将传输 ＡＢＳ数据。
收稿日期：２０１８－０３－１９ 作者简介：许睿（１９８２），女，工程师，毕业于湖南工程学院，主要从事电子工业设备的研究。
第 ２期 许睿，等：定位模块与运动控制器在绝对位置控制中的应用对比
３３
指令并传回包括电机编码器当前值在内的伺服状 态，然后，运动控制器通过运动控制层把伺服状态存 放在 ＭａｓｔｅｒＩＣ中，同时，运动控制器以固定周期（８ 轴控制时为 ０．８８ｍｓ）控制各轴并更新伺服状态。
２）传输 数 据 和 校 验 出 错 时，将 重 新 传 输 该 数 据。最多连续重复 ３次传输后，如果仍出错，则会产 生“ＡＢＳ和校验出错”。
３）“ＡＢＳ传 输 模 式 ”信 号，“ＡＢＳ请 求 ”信 号 和 “ＡＢＳ传输数据准备完毕”信号，信号如果在规定的
时间内没有发生预期的变化（变 ＯＮ或 ＯＦＦ），则会 产生“ＡＢＳ传输错误”［３］。
４）使用者接口层：这一层是纯软件，通常会与 运动控制层紧密配合，使用者可以通过本层实现复 杂控制。
在上述的第 １层伺服控制网络（电机控制层） 中，ＭＲ－ＪＥ系 列 伺 服 驱 动 器 以 固 定 时 钟 接 收 伺 服
此外，由于绝对位置的数据是通过检测器中内 置的超级电容器保存的，所以即使发生电缆脱落或 断线，只要在 规 定 时 间 （旋 转 累 积 计 数 器 的 数 据 保 存时间）内恢复供电，绝对位置数据也不会丢失。
运动控制器和定位模块是三菱 Ｑ系列运动控 制的典型产品，由于运动控制器支持 ＳＳＣＮＥＴ（Ｓｅｒｖｏ Ｓｙｓｔｅｍ ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＮｅｔｗｏｒｋ），可 以 很 简 便 地 实 现 绝 对 位置控制 功 能［１］。 而 定 位 模 块 则 需 要 编 程 人 员 通 过编写 ＰＬＣ与伺服驱动器的通信程序来获取绝对 位置值。
在绝对系统中，定位控制是以 ＯＰ为参考的指 定位置（绝对地址）执行定位，把该地址当作定位地 址（起动点可以在任何地方）。在增量系统中，则是 把当前停止机器的位置当作起动点，并以指定位移 方向对指定位移量执行定位。
１ ＳＳＣＮＥＴ
ＳＳＣＮＥＴ（图 １）是一个专为运动控制所制定的 网络通讯 协 议，它 是 由 三 菱 电 机 名 古 屋 制 作 所 于 ２０世纪 ９０年代初期发展的新一代运动控制架构， 通过使用数字式示波器功能可以用运动控制器实 现力距速度位置等电机信息的监控。最新的一 代（ＳＳＣＮＥＴＩＩＩ）采用光纤系统，并配合更高性能的 伺服驱动器（ＭＲ－ＪＥ－Ｂ）。ＳＳＣＮＥＴ的网络结构可 分为 ４层：
伺服放大器在传输 ３２位 ＡＢＳ数据之后，还会 传输 ６位和校验数据。ＰＬＣ用梯形图程序计算 ＡＢＳ 数据的和校验数值，和伺服放大器传送的和校验数 值相比较。和校验的计算是把每次收到的 ２位 ＡＢＳ 数据相加，得到 ６位的和校验数据。如果和检验失 败，此时，使用 ＰＬＣ的梯形图程序将 ＡＢＳ传输模式 信号（ＡＢＳＭ）和伺服开启信号（ＳＯＮ）置为 ＯＦＦ，在 等待 ２０ｍｓ以后，再将这些信号置 ＯＮ。如果连续 ３ 次重新传输数据后仍然无法得到正确结果，则认为 通讯处于和校验出错状态，执行相关的出错处理程 序。启动指令和 ＡＢＳ数据准备完毕信号应当连锁， 这样可使在和校验出错时无法执行定位运行。 ２．２ 程序二
当 ＰＬＣ程序命令运动控制器的某轴执行 １次 原点回归，即 １次初始化该轴 ＯＰ地址，这时，执行 了原点回归命令的电机的实际位置就控制的两种方法
与运动控制器不同，定位模块 ＭＲ－ＪＥ系列伺 服驱动器实现绝对控制的原理是：用户编写 ＰＬＣ与 伺服驱动器通信程序，使用 １６点晶体管型输出模块 发送 “ＡＢＳ请 求”、“ＡＢＳ传 送 模 式 ”和 “ＳＯＮ”信 号［２］。伺服驱动器接收到这些信号之后，通过 １６点 晶体管型输入模块 将 当 前 电 机 编 码 器 当 前 值 （３２ 位）低 ２位传递至 ＰＬＣ，并循环执行 １６次。电机编 码器当前值被读出之后，绝对位置保存在 ＰＬＣ与定 位模块的共用寄存器中，以 ＱＤ７５Ｄ４Ｎ定位模块为 例，１轴当前绝对位置即保存在地址为 ８００的数据 寄存器里面。
山西电子技术 ２０１８年第 ２期
应用实践
文章编号：１６７４４５７８（２０１８）０２００３２０２
定位模块与运动控制器在绝对位置控制中的应用对比
许 睿，陈志帅，马晓凤
（中国电子科技集团公司第二研究所，山西 太原 ０３００２４） 摘 要：本文主要介绍定位模块和运动控制器在运动控制中的基本知识，着重阐述二者绝对位 置控制的具体实现方法。并对相应的 ＰＬＣ程序段进行简单介绍，最后给出在多刀玻璃划线机实现 绝对位置控制的应用实例。 关键词：定位模块；ＳＳＣＮＥＴ；运动控制器；绝对位置 中图分类号：ＴＰ２７３；ＴＰ２７１．４ 文献标识码：Ａ
０ 引言
在以伺服电机为执行器件的运动控制系统中， 伺服电机的编码器既能检测伺服电机在 １转内的位 置，又对伺服电机旋转周数进行计数。不管 ＰＬＣ的 电源处于 ＯＮ或 ＯＦＦ状态，绝对位置编码器都能够 实时检出伺服电机的绝对位置，并通过电池供电的 计数器备份数据。因而在机械安装后只要进行一次 原点复归，以后接通电源时不需进行原点复归也能 工作。在停电或出现故障后，可以很容易地恢复运 行。这就是三菱 ＭＲ－ＪＥ系列伺服驱动器的绝对位 置控制系统（Ａｂｓｏｌｕｔｅｐｏｓｉｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ）。
１）电机控制层：建构在三菱的 ＭＲ－ＪＥ系列伺 服驱动器中，保留原本三菱的伺服控制技术并外加 了通讯接口，固定时钟接收伺服指令及传回伺服状 态，并控制马达的位置、速度及扭力，可通过伺服驱 动器的 ＳｔａｔｉｏｎＩＤｓｗｉｔｃｈ指定轴号，不受配线顺序影 响。
２）网络通讯层：主要的技术是在同一条网络上 的所有轴都依循一个固定的控制周期来动作，也就 是控制上具有多轴等时性的特性。
下面介绍 ２种可以实现绝对位置读出的 ＰＬＣ 梯形图程序：１）以数据通信为主体的绝对位置恢复 程序；２）ＱＤ７５专用指令（ＡＢＲＳＴ）程序。 ２．１ 程序一
１）如果伺服开启信号 （ＳＯＮ）和 ＧＮＤ之间接 通，将在伺服放大器电源接通时或 ＰＬＣ复位后收到 ＲＵＮ信号的上升沿开始传输 ＡＢＳ数据。另外，复位 报警和紧急停止状态后同样也将传输 ＡＢＳ数据。
收稿日期：２０１８－０３－１９ 作者简介：许睿（１９８２），女，工程师，毕业于湖南工程学院，主要从事电子工业设备的研究。
第 ２期 许睿，等：定位模块与运动控制器在绝对位置控制中的应用对比
３３
指令并传回包括电机编码器当前值在内的伺服状 态，然后，运动控制器通过运动控制层把伺服状态存 放在 ＭａｓｔｅｒＩＣ中，同时，运动控制器以固定周期（８ 轴控制时为 ０．８８ｍｓ）控制各轴并更新伺服状态。
２）传输 数 据 和 校 验 出 错 时，将 重 新 传 输 该 数 据。最多连续重复 ３次传输后，如果仍出错，则会产 生“ＡＢＳ和校验出错”。
３）“ＡＢＳ传 输 模 式 ”信 号，“ＡＢＳ请 求 ”信 号 和 “ＡＢＳ传输数据准备完毕”信号，信号如果在规定的
时间内没有发生预期的变化（变 ＯＮ或 ＯＦＦ），则会 产生“ＡＢＳ传输错误”［３］。