基于PCI的光学测量系统

青岛理工大学
毕业设计（论文）
题目基于PLC控制的弹流油膜光学测量
系统的电机控制设计
学生姓名：董丹丹
学生学号：200806036
指导教师：郭峰教授
机械工程学院测控技术与仪器专业082 班
2012年6月15日
毕业设计（论文）任务书
摘要
在实际工程中，组成机械系统的大部分润滑部件由于受到载荷、速度和轴向曲率随时间的变化而处于时变状态。

在时变问题中有一种重要的运动形式—往复运动。

往复运动形式下油膜厚度的测量是润滑学实验研究的重要内容，传统的试验系统多使用偏心轮机构实现此类运动。

但是该机构实现的运动形式单一，可操作性差，体积庞大，质量笨重，在电气化飞速发展的现代社会中难以满足实际要求。

因此对往复运动结构的合理设计有助于提高产品质量和生产效率，有助于提高人们的生活水平，具有很强的现实意义。

光弹流实验台是我校摩擦学实验室自行设计的重要设备，其利用球一盘接触润膜厚度的光干涉测量法，通过卷吸速度或载荷的改变实验研究弹性流体动力润滑与流体动力润滑转化过程中油膜厚度的变化规律。

本文介绍了利用PLC控制伺服电机实现三角波形式运动的控制方案。

为了实现三角波往复运动，本实验台选择三菱通用交流伺服电机和三菱微型可编程控制器作运动控制装置，并通过VB编写操作界面来实现PC与PLC的通信。

最后在光弹流实验机上进行了实际测量并给出结果。

经过多次实验，我们发现“PC+PLC”结构的控制系统功能稳定、开放性好，能够很好的实现高速数据传输及相应控制，实现对光弹流实验台的各种预定功能和动作。

关键词：FX3U；VB；伺服电机控制；三角波运动
Abstract
In the practical engineering, mechanical system of most of the lubrication part due to load, speed and axial curvature changes over time and in a time-varying state. In the time-varying problem ,there is a kind of important forms of exercise-reciprocating motion. Film thickness tests under Reciprocating motion conditions are a key subject of lubrication of the experimental study. the traditional test system use more eccentric wheel organization to accomplish such movement . The agency to achieve a single form of exercise , poor operability , bulky, heavy quality , difficult to meet the actual requirements of the electrification of the rapid development of modern society . Therefore, the rational design of the reciprocating motion of the structure will help improve product quality and production efficiency, and help improve people's living standards , has a strong practical significance . Light elastohydrodynamic experimental platform is our vital equipment designed by the tribological laboratory. It uses ball- a plate of contact embellish film thickness of light interference measuring method . Through the roll speed or load change suction experimental study elastic hydrodynamic lubrication and hydrodynamic lubrication oil film thickness transformation process of change rule .
This paper introduces the use of PLC control servo motor to realize the triangle wave form of movement。

In order to realize the triangle wave reciprocating motion, the test rig choose mitsubishi general ac servo motor and mitsubishi miniature programmable controller to control device, and through the VB to write operation interface to realize the PC and PLC communications.Finally, the experiments were done on the optic elastohydrodynamic test rig.and experiment results were given. After several experiments , we found that the structure of the PC + PLC control system is stable, open , can achieve the high-speed data transmission and control, to achieve the intended function and action of light elastohydrodynamic bench .
Key words：FX3U ; VB; servo motor control; triangle wave reciprocating motion
目录
摘要 (I)
Abstract (II)
第1章绪论 (1)
1.1 前言 (1)
1.2 测量基本原理 (1)
1.3 干涉级次计算 (3)
1.4 膜厚计算及测量计算分辨率 (4)
1.5 论文主要研究内容 (6)
第2章三菱通用交流伺服系统概述 (8)
2.1 功能和构成 (8)
2.1.1 概要 (8)
2.1.2 功能方框图 (8)
2.1.3 型号名称的构成 (9)
2.1.4 辅助设备及构成 (10)
2.2 信号和接线 (12)
2.3 运行 (15)
2.3.1 初次接通电源 (15)
2.3.2 启动 (16)
2.4 参数 (18)
2.4.1 参数范围选择 (18)
2.4.2 电子齿轮 (18)
2.5 显示和操作 (19)
2.5.1 状态显示 (19)
2.5.2 报警模式 (20)
第3章三菱FX3U系列PLC概述 (22)
3.1 FX3U系列PLC简介 (22)
3.2 FX3U系列PLC产品分类 (22)
3.3 PLC与伺服放大器接线 (23)
3.4 PLC可编程控制器的软件介绍 (24)
3.4.1 PLC编程语言简介 (24)
3.4.2 GX Developer使用说明 (25)
第4章VB编程及通信 (33)
4.1 VB编程概述 (33)
4.2 VB编程基础 (33)
4.2.1 启动Visual Basic (33)
4.2.2 VB各组成部分介绍 (34)
4.3 程序源代码 (35)
4.3.1 VB通信程序 (35)
4.3.2 三角波PLC程序 (41)
第5章实验数据处理及误差分析 (43)
5.1 实验设备简介 (43)
5.2 数据处理软件 (43)
5.2.1 MBI软件介绍 (43)
5.2.2 数据处理及误差分析 (44)
结论 (54)
参考文献 (55)
致谢 (56)
附件1 (57)
附件2 (68)
第1章绪论
1.1 前言
往复运动形式夏油膜厚度的测量是润滑学实验研究的重要内容，传统的试验系统多使用偏心轮机构实现此类运动。

但是该机构实现的运动形式单一，可操作性差，体积庞大，质量笨重，在电气化飞速发展的现代社会中难以满足实际要求。

光弹流实验台主要用于弹性流体动压润滑状态下润滑油膜的测量，它利用多光束干涉测量法，研究球-盘接触形式下的弹流油膜随不同的卷吸速度、载荷等条件下的变化规律。

实验工况应尽量贴近工程实际。

在工程实际中，由于润滑不良，污染和散热差等原因常常影响机械设备的寿命。

因此近年来对摩擦寿命的研究以及对润滑油和液压油的研究也越来越深入。

于是提出了对润滑油膜厚度测试的要求。

随着弹性流体动力润滑(EHL)研究的深入，各国研究人员提出不同的纳米厚度润滑油膜测量方法．采用彩色干涉图像进行数字光谱分析或色度分析来测量纳米级油膜厚度，如Johnston等人提出的附加垫层法、Gustafsson等人提出的HSI方法以及Glovnea等人对附加垫层方法的改进等。

对于单色光干涉图像，可以通过强度分析获得油膜厚度，如雒建斌等人提出的相对光强法达到了0.5 nm 的分辨率．单色光干涉图像条纹清晰度高，可以测量的最大油膜厚度达4～5 m 以上，远大于彩色干涉图像．Guo等对光弹流测量系统进行了光学理论分析，提出了单色光干涉图像的多光束干涉强度分析方法。

1.2 测量基本原理
传统光弹流实验通过目测估算相长干涉(亮条纹)点和相消干涉(暗条纹)点间的油膜厚度J．两相邻暗(或亮)条纹代表A／2的光学厚度变化，A为光的波长．字图像测量技术以得到相长干涉和相消干涉之间任一点处的干涉强度，并用于推断更小的膜厚变化．计算膜厚变化前，需要了解干涉强度与膜厚的关系．如图1-1所示
图1-1 点接触润滑及其光学简介
典型的光弹流接触是1个4层介质系统，即玻璃、铬、润滑油和钢，分别标 为0-3.0E +- 代表光的电向量。

0m E --（m=1,2……）表示反射光的电向量．下标0表示介质(0代表玻璃)．只有1
0E -- 直接从铬-玻璃界面反射而来，其他反射光均经历 界面以下各层的反射和透射，干涉强度I 可表示为 ：
21234220000001m m I E E E E E E ------∞------== ⎢=⎢ + + + +⋯ ⎢=∣∑∣ (1-1) 根据式(1)及系统的光学参数即可获得干涉强度和油膜厚度的定量关系.
传统的光弹流理论仅考虑了10E -- 和 40
E --形成的双光束干涉，干涉强度是润滑膜厚的余弦函数 ．事实上，钢球表面的高反射率以及铬与钢的光吸收特性，使干涉强度随膜厚的变化偏离余弦分布，图1-2(a)的实验结果也证明了这一点。

图1-2（a ）干涉强度随膜厚的变化偏离余弦分布图
由图1-2(b)可见，根据双光束干涉理论重构的局部形状产生了错误的波浪形表面，用余弦关系测得B点相对A点的高度被高估了34 nm．应当指出，在测量微米级弹流膜厚时，双光束干涉原理测量的误差可以忽略．但是，当测量亚微米／纳米油膜厚度或局部微小膜厚变化时，应使用多光束干涉理论分析。

图1-2（b）镀铬玻璃盘和高精度抛光钢表面形成的楔形空气膜厚(波长60O nm，铬膜厚度22
nm)
1.3 干涉级次计算
实验中弹流接触通过球-盘配置实现．白光经窄带滤波片[中心波长为600nm，半波带宽(FWHM)10nm]后变为准单色光，经显微镜内部的分光镜射向弹流接区．干涉图经显微镜放大后由电荷藕合器件图像传感器(CCD)传入计算机．显微镜系统的景深为3.5um,视域为627μm×470μm，空间光学分辨率为0.98μm／pixe1．玻璃盘由冕牌K9玻璃制成，铬膜厚度为22 nm，其确定方法见文献[7]，R a =4nm.钢直径25.4 mm，表面粗糙度R a =11nm．
在当前系统中，测量点不仅包括干涉相长点(条纹最亮点)和干涉相消点(条纹最暗点)，而且还包括其间的所有点．为此引入被测点的亮干涉级次和暗干涉级次的概念，分别由β和δ表示．这样，弹流干涉图中的任一点的干涉级次记为(δ，β)．对第n级暗条纹和第n+1级暗条纹之间点，δ =n．第n级亮条纹和第n+1级亮条
纹之间点，β=n.对于典型的光学弹流系统，其暗、亮条纹级次满足以下关系：
δ - β= 0 或 1 （1-2）
若1个测量点厚度发生变化(增或减)，并且产生1个相消干涉．其厚度变化前后的干涉级次分别为( 1δ，1δ )和( 2δ，2δ)．由于没有出现相长干涉，因此有2β=1β， 并有：
2δ =1δ + 1 （当1δ=1β） （1-3）
当油膜厚度变化产生1个相长干涉时，也可类似计算．在光弹流实验中，可以通过逐渐增加卷吸速度而增加膜厚来获得1个参考点(如接触中心)的干涉级次(δ，β)，按以上关系则能够确定其他点的干涉级次。

1.4 膜厚计算及测量计算分辨率
在弹流光干涉测量中，干涉强度随油膜厚度以()2n λ/为周期变化，λ为波长，n 为润滑油的折射率．
对任何一个油膜厚度h ， 都唯一对应干涉级次为(β= 0，δ=0)或(β= 0，δ=1)的油膜厚度0h 。

(该处定义为0级油膜厚度)，两者具有相同的
干涉强度且其关系符合下式
02h h n λ
=+β （1-4）
0h 与干涉强度的关系可由多光束干涉强度理论计算 。

图1-3给出了对应我们实验系统的0级膜厚0h 与归一的干涉强度的关系曲线，图中的横坐标为所有符合β= 0
的油膜厚度值，为了处理方便，使用了负的油膜厚度．图1-3中的曲线被最小强度分为2部分，区域Ⅰ和Ⅱ分别为对应于干涉级次（β= 0，δ=0）和（β= 0，δ=1）
图1-3 0级膜厚与归一化强度的关系图（ZTNI ）
AB 和BC 之间的膜厚差分别为59nm 和125nm 。

利用式（4）进行油膜厚度计算时，当干涉级次符合δ - β= 0时用区域Ⅰ计算0h ；当干涉级次符合δ - β= 1时使用区域
Ⅱ。

利用多光束干涉理论进行图1-1所示的光学分析，直接得到0级油膜厚度0h 和相对干涉强度R 的关系：
in
I R I = （1-5） 式中：I 为测出反射光束的能量强度，in I 为入射光的能量强度。

归一化R 为： max min max min max min max min 22R R R I I I R I R R I I -
-----===-- （1-6） 式中：max R 、min R 、max I 、min I 是R 和I 在膜厚变化时的最大值和最小值。

在CCD 系统的线性工作范围内，测量读数m I （灰度等级）与光的能量强度I 符合绝对定标公式：
m I a I b =+ （1-7）
式中：a 和b 为常数，由CCD 和数模转换器决定。

归一化m I 为：
()()()()(),m a x ,m i n
m a x m i n ,m a x ,m i n m a x m i n 22m m m m m m I I I
aI b aI b aI b I I I I aI b aI b ----+-+-+===-+-+ (1-8 )
式中： I m ，max 和I m ，min 为膜厚变化时I m 的最大值和最小值。

从式（6和8）可以看出：m R I I ---
==，即由测量得到的干涉强度m I 推算o h 时并没有必要知道入射光的能量强度I m ，一般地，CCD 通常配有自动获取控制（AGC ）和γ修正以使图像更理想，但这样却修改了真正的灰度等级读数。

因此，为了获得测量系统的线性响应，应关闭CCD 的AGC 和γ修正。

由图1-3表明，测量系统的分辨率依赖于膜厚，可以用曲线的斜率表示。

在干涉相长点和干涉相消点对应的膜厚附近分辨率最低。

由于图1-3中的强度曲线不对称，区域Ⅰ的分辨率高于区域Ⅱ。

在我们使用的系统中，最大干涉强度被离散成200级灰度等级（30~230）,B 点与C 点间的膜厚差为125nm ，因此，区域Ⅱ的理论平均分辨率为0.63nm/灰度等级。

同样，区域Ⅰ的分辨率为0.38nm/灰度等级。

考虑到其他因素（如CCD 的噪声信号），估计膜厚分辨率约为1nm 。

另外，以上分析中并未考虑到介质界面粗糙对于干涉强度的影响。

试验中铬膜表面粗糙峰坡度0.004da R rad =，钢球表面0.01da R rad =，均远小于π，粗糙峰坡度对于干涉强度的影响可以忽略，另一方面，粗糙峰引起铬膜厚度改变。

当铬膜厚度不同时，相同幽默厚度对应的干涉强度不同，从而影响测量。

在测量中使用的铬膜厚度为平均值，严格的讲，所测出的油膜厚度为平均值。

1.5 论文主要研究内容
传统的三角波往复运动形式是通过曲柄连杆机构来实现的，但这种结构运动形式单一，可操作性差，而且体积庞大、质量笨重，在电气化飞速发展的现代社会中难以满足实际要求。

因此对往复运动结构的合理设计有助于提高产品质量和生产率，具有很强的现实意义。

本文采用PC+PLC 结构，用计算机作为上位控制级计算机，PLC 作为下位伺服控制级计算机，通过RS232串口形式连接进行通信。

光弹流实验台主要用于弹性流体动压润滑下润滑油膜的测量，它利用多光束干涉测量法，研究球-盘（或滑块-盘）接触下的弹流油膜随不同的卷吸速度、载荷、倾角等条件下的变化规律。

实验工况应尽量贴近工程实际。

而在实际工程中，组成机械系统的大部分润滑部件由于受到载荷、速度和轴向曲率随时间的变化而处于时变状态。

作为时变问题中一种重要的运动形式，往复运动广泛存在于实际生产和机械零件中，例如气缸发动机中的活塞运动、冲压机中的冲头、牛头刨床中的刨刀等等。

对往复运动零部件润滑机理的研究则有利于减小摩擦、降低磨损、提高零件的使用寿命。

在往复运动条件进行弹流润滑领域研究，对测量系统的硬件及软件的要求都比较高。

为了实现往复运动，本实验台选择三菱通用交流伺服电机和三菱FX3U 型PLC作运动控制装置，这使得光弹流实验台上往复运动以及多段停止等复杂工况的实现成为必然。

从程序的可继承性和界面的友好性考虑，采用Visual Basic 语言进行编程来实现PC与PLC的通信。

第2章三菱通用交流伺服系统概述
2.1 功能和构成
2.1.1 概要
三菱通用交流伺服MELSERVO-J2-Super系列是在MELSERVO-J2系列的基础上开发的具有更高性能的更多功能的伺服系统。

交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似。

其定子上装有两个位置互差90°的绕组，一个是励磁绕组Rf，它始终接在交流电压Uf上；另一个是控制绕组L，联接控制信号电压Uc。

所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。

交流伺服电动机在没有控制电压时，定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场，转子静止不动。

当有控制电压时，定子内便产生一个旋转磁场，转子沿旋转磁场的方向旋转，在负载恒定的情况下，电动机的转速随控制电压的大小而变化，当控制电压的相位相反时，伺服电动机将反转。

控制模式有位置模式，速度控制和转矩控制3种模式。

还有位置/速度控制，速度/转矩控制，转矩/位置控制这些切换控制方式可供选择。

本伺服放大器应用广泛，不但可以用于工作机械和一般工业机械等需要高精度位置控制和平稳速度控制的应用，也可用于速度控制和张力控制的领域。

MELSERVO-J2-Super系列的伺服电机编码器采用了分辨率为131072脉冲/转的绝对位置编码器，所以比MELSERVO-J2系列具有进行更高精度控制的能力。

只要在伺服放大器上另加电池，就能构成绝对位置系统，这样在原点经过设置后，当电源重新投入使用时或发生报警后，不需要再次原点复归也能继续工作。

位置控制模式：可通过最大500kpps的高速脉冲串控制电机速度和方向。

位置控制的分辨率为131072脉冲/转。

此外还提供了位置斜坡功能，并可以根据机械状况从两种模式中进行选择。

当位置指令脉冲急剧变化时，该功能实现了平稳的启动和停止。

通过实时自调整，可以根据机械的情况自动的设置增益。

急剧加减速或过载而造成的主电路过流会影响功率器件，因此伺服放大器中采用了嵌位电路以限制输出转矩。

转矩的限制可用模拟量输入或参数设置的方式调整。

2.1.2 功能方框图
伺服系统的功能图如图2-1所示：
图2-1 伺服系统功能图
2.1.3 型号名称的构成
表2.1 伺服放大器与伺服电机配合表
图2-2型号名称的构成及伺服放大器及伺服电机的配合2.1.4 辅助设备及构成
如图2-3所示：
1.为防止触电，必须将伺服放大器保护接地（PE）端子连接到控制柜的保护接地上。

2.二极管的方向不能接错，否则紧急停止和其它保护电路可能无法正常工作。

3.必须安装紧急停止开关（常闭）。

1A、CN1B、CN2和CN3为同一形状，如果将这些接头接错，可能会引起故障。

5.运行时，异常情况下的紧急停止信号（EMG）、正向/反向行程末端（LSP、LSN）与SG端之间必须接通。

（常闭节点）
6.故障端子（ALM）在无报警（正常运行）时与SG之间是接通的，OFF（发生故障）时请通过程序停止伺服放大器的输出。

图2-3辅助设备及构成
2.2 信号和接线
表2.2符号说明
位置控制模式：
(1)脉冲串的输入
（a）输入脉冲的波形选择
编码器的脉冲串有三种输入形式选择，并可选择正逻辑，负逻辑。

指
令脉冲串的形式可用参数No.21设定。

表2.3中的箭头代表脉冲串输入的时间点。

使用A·B相脉冲串时，将乘以4倍作为输入。

表2.3 编码器三种输入形式
（b）接线与波形
○1集电极开路方式请按图2-4连接.
图2-4 集电极开路方式
假定输入形式为正逻辑，正转/反转脉冲串（N0.21设为0010），以此为说明图2-6中的波形是以SG为基准的PP和NP的电压波形，它与晶体管ON/OFF关系如下所示：
○2差动驱动方式请按图2-5连接
图2-5 差动驱动方式
假定输入形式是负逻辑，正转/反转脉冲串（将No.21的参数设定为0010）以此例为说明。

差动驱动方式时，图2-6中的波形如下所示。

PP,PG,NP,NG 的波形是以LG为标准的波形。

图2-6 正反转脉冲串脉冲图
2.3 运行
2.3.1初次接通电源
运行伺服放大器和伺服电机之前应运行以下检查：
（1）接线
（a）伺服放大器的电源输入（L1，L2，L3，L11，L21）必须正确连
接。

（b）伺服放大器中的输出和伺服电机的电源相位（U,V,W）必须一致。

（c）伺服放大器中的输出（U,V,W）和电源（L1，L2，L3）之间没有
短路。

（d）伺服放大器和伺服电机必须确保接地良好。

（e）使用再生制动选件时，控制电路端子座上的D-P间的短接线必须
移开。

另外使用双绞线。

（f）使用行程末端限位开关时，必须确保LSP-SG和LSN-SG之间在运行之接通。

（g）接头C1BN1A和CN1B的针脚上不能施加超过DC24V的电压。

（h）接头CN1A,CN1B的SD与SG之间没有接通。

（i）电缆的受力在规定范围之内。

（2）环境
环境中没有会造成信号线和电源线短路的电线头、金属屑等异物。

（3）机械部分
（a）伺服电机的安装、轴和机械的连接必须可靠。

（b）伺服电机和所连接的机械必须处于可以运行的状况。

2.3.2 启动
位置控制模式
（1）电源的投入使用
（a）将伺服开启（SON）置为OFF。

（b）主电路电源和控制电路电源接通时，显示器就显示“C”（反馈脉冲积累），再过2秒后，数据便会显示出来。

（2）试运行
使用试运行模式中的点动运行以确认伺服电机的是否运行正常。

（3）参数设定
应按照机械的结构和指标设定参数。

部分参数如下表所示：
表2.4 部分参数设定
各参数设定后，需将电源断开，再重新接通电源，参数才会生效。

（4）伺服开启
请按以下顺序使用伺服开启指令
（a）接通主电路和控制电路的电源。

（b）伺服开启信号（SON）设置后ON（SON-SG之间接通）。

伺服开启时，伺服放大器处于可运行状态，伺服电机处于锁定状态。

（5）指令脉冲串的输入
位置控制装置输出脉冲串使伺服电机旋转。

开始时，应使电机低速旋转确认旋转方向。

发现旋转方向不对，请检查输入信号。

用显示器检查伺服电机的速度，指令脉冲频率，负载率等参数。

机械的运行状态检查完毕之后，应使用位置控制装置中的程序来确认自动运行。

本伺服放大器具有基于模型自适应控制的实时自动调整功能。

使用此功能可以在运行时自动进行增益调整。

只要通过参数N0.2设置需要的响应速度，就可以得到最优的自动调整结果。

（6）原点复位
根据需要进行原点复归。

（7）停止
当行程末端（LSP/LSN）为OFF时伺服电机的停止方式如下所述：
(a) 伺服开启信号（SON）OFF
主电路断开，伺服电机处于空转状态。

（b）报警发生
主电路断开，伺服电机中的动态制动器开始工作，伺服电机立即
停止。

（c）紧急停止（EMG）OFF
主电路断开，伺服电机中的动态制动器开始工作，伺服电机立即
停止，发生AL.E6报警。

（d）行程末端（LSP,LSN）OFF
伺服电机立即停止运行并锁定。

此时电机可以反方向运行。

2.4 参数
2.4.1 参数范围选择
根据参数的安全系数和使用的频度，MR—J2—Super伺服放大器的参数分为基本参数，扩展参数1(N0.20—N0.49)和扩展参数2（NO.50—84）。

在出厂状态下，用户可以修改基本参数，不能修改扩展参数。

在必须进行增益调整等细微调整时，可以修改参数NO.19，以便能操作扩展参数。

表2.5表示参数NO.19的设定，表示有效的参数。

O表示可操作的参数。

表2.5 参数NO.19的设定2.4.2 参数表
2.4.2 电子齿轮
（1）电子齿轮的概念
电子齿轮比就是对伺服接受到上位机的脉冲频率进行放大或者缩小，其中一个参数为分子，一个为分母。

如分子大于分母就是放大，如分子小于分母就是缩小。

例如：上位机输入频率100HZ，电子齿轮比分子设为1，分母设为2，那么
伺服实际速度按照50HZ 的脉冲来进行。

上位机输入频率100HZ ，电子齿轮比分子设为2，分母为1，那么伺服实际运行速度按照200HZ 的脉冲来进行。

（2）计算电子齿轮比（B/A ）
先明白几个概念：
编码器分辨率（F ）：伺服电机轴旋转一圈所需脉冲数。

看伺服电机的铭牌， 在对驱动器说明书即可确定编码器的分辨率。

每转脉冲数（f ）：丝杠转动一圈所需脉冲数。

脉冲当量（p ）：数控系统（上位机）发出一个脉冲时，丝杠移动的直线距离或旋转轴转动的度数，也是数控系统所能控制的最小距离。

这个值越小，经各种补偿后越容易得到更高的精度和表面质量。

脉冲当量的设定值决定机床的最大进给速度，当进给速度满足要求的情况下可以设定较小的脉冲当量。

螺距（d ）：螺纹上相邻两牙对应点之间的轴向距离。

电子齿轮比计算公式如下：
m =n B A ⨯⎛⎫⎛⎫⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
编码器分辨脉冲当量电子齿轮比机械减速比螺距 对于输入的脉冲，可以乘上任意的倍率使机械运行。

如图2-7
图2-7
2.5 显示和操作
2.5.1 状态显示
运行时，可通过5位7段的LED 显示器显示伺服放大器的状态，并可用
UP/DOWN按钮可以任意改变显示内容。

选择了显示内容后，就会出现相应的符号，这时按SET按钮，数据就会显示出来。

只是在电源投入使用时，参数No.18选定的状态符号将显示2秒钟，之后数据便会显示出来。

伺服放大器的显示器中，可显示伺服电机速度等16种数据的后5位数字。

2.5.2 报警模式
用于显示当前报警，报警履历和参数出错代码。

显示器的后2位显示报警代码或发生错误的参数号。

下面表是显示的例子：
表2.6报警显示及内容
报警发生时的功能
（1）无论在哪种模式下都显示当前报警代码。

（2）即使处于报警发生状态，也可看到其它画面，这时第4位的小数点将会闪动。

（3）报警原因清除后，请用下列方法中的一种复位报警。

（a）将电源断开再接通。

（b）在现在的报警画面上按“SET”开关。

（c）报警复位（RES）信号设置位（ON）。

（4）用参数No.16清除报警履历。

第3章三菱FX3U系列PLC概述
3.1 FX3U系列PLC简介
FX3UPLC是FX系列第3代高性能三菱PLC，在FX2N的基础上开发升级而来。

更适应不断发展和更新的市场需要，增加了各种强大的功能，性能和速度大大提高。

FX3U系列PLC处理速度业内领先，达到了0.065us/基本指令，内置了高达64K的大容量RAM存储器，大幅增加了内部软元件的数量。

晶体管输出型的主机内置3轴独立，最高100kHz的定位功能，增加了新的定位指令：带DOG搜索的原点回归（DSZR），中断单速定位（DVIT）和表格设定定位（TBL），从而使得定位控制功能更加强大，使用更为方便。

此外，FX3U系列PLC通过高速脉冲输出适配器（ADP）可以实现最多4轴、最高200kHz的定位控制。

继电器输出型的基本单元也可以通过连接该适配器进行定位控制。

在FX3U的左侧最多可以连接10台特殊适配器（ADP）。

新增了高速输入输出适配器，模拟量输入输出适配器和温度输入适配器，这些适配器不占用系统点数，使用方便。

通过使用高速输入适配器可以实现最多8路、最高200kHz的高速计数。

强化了指令功能，提供了多达209条应用指令，包括像与三菱变频器通讯，CRC计算，产生随机数等等。

增强了通信的功能，其内置的编程口可以达到115.2kpps的高速通信，最多可以同时使用3个通信口（包括编程口），允许使用昆仑通态触摸屏监控。

通过CC-Link网络的扩展可以实现最多达384点（包括远程I/O在内）的控制。

并且，FX3U系列产品符合CE和UL/CUL标准。

3.2 FX3U系列PLC产品分类
表3.1 产品分类。