S7-200系列PLC控制三菱MR-J3伺服的实现

S7-200系列PLC控制三菱MR-J3伺服的

实现

本文介绍了使用S7-200系列PLC和三菱MR-J3伺服实现XA6132铣床的位置控制。随着科技的发展和人民生活水平的

提高，机床的加工精度和生产效率要求越来越高。因此，老旧设备需要进行升级改造，以实现精确的位置和速度控制。铣床的主轴采用普通电机，进给轴采用伺服电机控制。本文将详细介绍硬件配置和连接方式。

硬件配置方面，本文选用了三菱FR-J3伺服放大器和HF-SP三菱伺服电机作为伺服控制器，具有高响应性、高精度定位、高水平自动调谐等优点。同时，为了综合考虑性价比和性能，本文选用了性价比高的三菱MR-J3伺服放大器和HF-

SP502伺服电机。在PLC方面，本文选择了西门子S7-200系

列的PLC，具有运行速度快、运行稳定、价格较低等优点。

为了实现位置控制，本文采用了集电极开路方式的控制模式，并选择了S7-224XPsi CN XXX型号的PLC。在人机界面方面，本文选用了MD204LV4文本显示器作为小型人机界面，能够

跟S7-200系列PLC通讯并且价格便宜。

硬件连接方面，本文详细介绍了主电路的连接方式。伺服的脉冲输入端输入24V低电平的脉冲，因此，本文选择了

24V低电平输出、具有速度控制、位置控制、占空比控制的PLC。通过这些硬件的连接，可以实现铣床的精确位置和速度

控制。

总之，本文介绍了使用S7-200系列PLC和三菱MR-J3伺

服实现铣床位置控制的方法，详细介绍了硬件配置和连接方式。这些方法可以帮助老旧设备进行升级改造，提高机床的加工精度和生产效率。

本文介绍了铣床控制系统中主轴电机、伺服轴和PLC的

电路连接、通讯线的选择以及参数设置和PLC程序设计。

主轴电机采用普通电机，通过接触器进行控制，离合器控制主轴的抱紧与松开，用于换刀时将主轴抱紧。伺服轴采用伺服控制，24伏电源给PLC、伺服、离合器及文本显示器提供

电源，其中文本显示器和PLC共用一个24伏电源。三菱MR-

J3伺服控制器需要在L1、L2、L3之间输入3相AC220V电源并在L11、L21之间输入单相AC220V电源才能运行。

PLC的Q0.0作为正向脉冲串输出端，Q0.1作为反向脉冲

串输出端。伺服的控制选用集电极开路方式的位置控制，伺服的PP端口用于正向脉冲串的输入，NP端口用于反向脉冲串

的输入，CR端口用于清除偏差计数器内滞留的脉冲。用接近

开关检测机床的原点位置和极限行程。显示面板、手动操作以及参数设置采用MD204LV4文本显示器。根据上述的控制方

式以及PLC的硬件连接要求，PLC的接线图如图1所示。

参照MR-J3-□A伺服放大器技术资料，根据伺服的接线要求，DICOM接直流24伏，DOCOM接伏，SON端口用于伺

服开启，RES端口接伺服报警复位信号，XXX接伺服紧急停

止信号，对伺服的接线如图2所示。

通讯电缆线选用型号为MD204L-S7-200的通讯线，用于PLC与文本显示器之间的通讯。伺服放大器与编码器之间的

通讯线购买三菱品牌、型号为MR-J3ENSCB10M-L的信号线，如图3所示。

在铣床的实际加工中，进给轴需要先快进到预加工位置，然后进给速度变慢开始攻进，直至加工完成，进给轴以快速返回原点或指定位置。所以选择伺服的位置/速度控制模式，即

将PAO1设置为0001；参数PA05为伺服电机旋转一周所需要输入的指令脉冲数，机床上电机与丝杆为联轴器进行连接，所以电机的转速与丝杆的转速比为1∶1，丝杆的螺距为4 mm，

每旋转1周，进给轴前进4mm，将PA05的参数设置为4000，则每1000个脉冲对应进给轴实际移动的距离为1mm；参数

PA13为选择脉冲的输入形式，根据PLC的输出特性，将

PA13的值设定为0010h。

以上是铣床控制系统的参数设置和PLC程序设计。

Siemens PLC supports modular program calling。so we can find the library file of pulse output and import it into our program。By doing so。we can directly call the n blocks in the library file。Here。we import the S7-200 pulse output MAP file library into the program's library file.

Using the Q0_x_CTRL[4] n block (where x corresponds to

Q0.0 and Q0.1 respectively。and x has the same meaning

throughout the rest of the article)。we set the global parameters for pulse output。including start/ frequency。maximum frequency。maximum n/n time。forward limit switch。reverse limit switch。and current absolute n.

The Q0_x_Home n block is used to implement the X-axis and Y-axis home return ns.

On the interface of the text display。all parameter display and setting are in millimeters。while the PLC internal control is XXX。to control the distance and speed of each axis。we need to convert the set n into pulse count to control the servo。Similarly。to display the current n or current moving speed of each axis on the text display。we need to convert the pulse count inside the PLC

into n。To achieve these two ns。we need to use the

Scale_EU_Pulse and Scale_Pulse_EU n blocks。The

Scale_EU_Pulse n block converts a n into a pulse count。which can be used to convert a displacement into a pulse count or a speed into a pulse frequency。The Scale_Pulse_EU n block converts a pulse count into a n。which can be used to XXX.

After setting up all the above ns。we come to the crucial step of machine tool control。which is the control of PLC pulse output。We use the Q0_x_XXX control。The n block allows the axis to move to a specified absolute n XXX.

With the hardware and PLC program design described above。the machine tool can have the most basic n control n。We can add XXX.

XXX:

1] XXX) Co。Ltd。MR-J3-□A Servo Amplifier Technical Data n [Z].

2] SIEMENS。S7-200CN Programmable Logic Controller Product Sample [Z]。2010:11.

3] XXX。Ltd。MD204LV4 User Manual [Z].