用PLC实现三工位旋转工作台的定位控制
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由于该设备控制系统采用三菱的现场总线网 ＣＣ－Ｌｉｎｋ 网络通讯方式负责主站对从站发送从控 制平台获取的控制信息、从站对主站的反馈信息以 及处理各从站之间的信息交换，以实现各台 ＰＬＣ 之间的无差错适时自动化运作。因此工作台控制系 统作为整个设备的一部分，需要选用 ＣＣ－Ｌｉｎｋ 扩展 模块实现和主站设备的远程通讯，从主站获取控制 信号以执行各部分的动作。
自动状态分为单程循环和自动循环，指在循环 条件满足的状况下，按照系统的工艺流程自动执行 的过程，图 ４ 所示为具体流程图。
软件部分的核心是工作台工位转换时要准确 进行工位检测及判断各工位的具体位置，以进行相 应的转向控制。因为选用的是低成本经济型控制方 式，加之机械设计结构的限制，工作台只能在一定 的角度范围内旋转定位（图 １ 所示的左、右极限范
１ 引言
ＰＬＣ 的处理器速度和功能在不断增加，已发展 成具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功
能、数据处理功能、联网通信功能等的多功能控制 器，加上它的价格低廉、操作简便、改变功能灵活易 用、维护工作量小等优势，使 ＰＬＣ 在工业生产过程 自动化中获得广泛应用。
收 稿 日 期 ： ２００７－０５－２９ 作者简介： 王欣，（１９７４～）女，山东德州人，电气设计，现主要从事半导体专用设备的开发与研究。
该部分是工作台定位设计的核心，主要依靠软件来 ５．１ 控制程序流程图
实现，其结构参见图 ２。
基于工作台控制系统的工艺
输入值
指令
脉冲
误差（工作环境） 角度值
要求，其软件设计思路分为三部分 完成控制动作，即：手动状态、测试
ＰＬＣ
定位模块 伺服系统
工作台
状态和自动状态。
手动状态下可以单独控制每
个 执 行 机 构 的 动 作 ，主 要 有 ：工 作
４ 系统硬件相关配置
为实现该系统的手动 ／ 自动控制，ＰＬＣ 需要不 少于输入 ２３ 点，输出 ２７ 点的 Ｉ／Ｏ 单元，因此选用 三菱公司的 ＦＸ２Ｎ－６４ＭＴ 型可编程序控制器作为 主控单元，分别有 ３２ 个输入和 ３２ 个输出点，输入 端为光电隔离，输出端为晶体管源型，该机型结构 紧凑、体积小、质量轻，具有很强的抗干扰能力和负 载能力，满足设计需求。
的精确定位控制， 以及该系统的硬件配置和软件思想， 并重点阐述了脉冲计数实现工作台定位精
度的软、硬件设计 ； 最后通过对实验结果的分析 ， 探 讨 了 影 响 旋 转 工 作 台 定 位 精 度 的 因 素 并 提 出
改进措施。
关键词： ＰＬＣ； 位置控制方式； 定位扩展模块； 脉冲计数； ＣＣ－Ｌｉｎｋ 网络通讯
３ ＰＬＣ 选型
ＰＬＣ 的选择应着重考虑 ＰＬＣ 的性能价格比， 选择可靠性高，功能相当，负载能力合适，经济实惠 的 ＰＬＣ。在该设备整体方案选用了三菱 ＣＣ－Ｌｉｎｋ 网 络通讯系统的基础上，针对工作台部分控制系统的 输入、输出点数和负载能力等要求，选用日本三菱 公司 ＦＸ２Ｎ－６４ＭＴ 型 ＰＬＣ。
展模块 １０ＧＭ 进行读写操作。１０ＧＭ 的 ｍ 码指令为
ＥＰＥ 电 子 工 业 专 用 设备 Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒ ｏｎｉｃ Ｐｒ ｏｄｕｃｔｓ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒ ｉｎｇ
·新技术应用·
启动程序 初始化过程
手动状态
自动状态
测试
手动
否
自动
运行方式？
是
执行各工位工艺动作
旋转至下一工位
Ｊｕｎ． ２００７ （总第 １４９ 期） ４５
·新技术应用·
电 子 工 业 专 用 设备
Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒ ｏｎｉｃ Ｐｒ ｏｄｕｃｔｓ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒ ｉｎｇ
ＥＰＥ
位置对应的角度换算成相应的脉冲数，通过比较判 ５ 系统软件设计
断所记录的脉冲数就可以实现工作台的定位控制。
和 ＰＬＣ 进行信息交流提供了方便，它能够实现定 位、回零等的操作；还有类似于 ＰＬＣ 的基本逻辑指 令和功能指令。ＰＬＣ 读写 ｍ 码信息是通过 １０ＧＭ 的缓冲存储器进行的，不是直接操作。
ＦＸ２Ｎ－４ＤＡ 和 ＰＬＣ 之间也是通过其内部缓冲 存储器用 ＦＲＯＭ 和 ＴＯ 指令来传输数据。将 ４ＤＡ 设 置为电压模拟量控制方式，ＰＬＣ 根据控制系统的需 求读写它的内部缓冲存储器 ＢＦＭ，分别设置各通道 的模拟电压值，以控制每个承片台伺服电机的转速。
清洗水等动作的开、关等。 测试状态主要是根据工艺需要，操作各个工位
在工作台的允许范围内相对零点的任意角度旋转 和对三个工位转动角度的微调，因为实际的工艺可 能要求各个工位之间的旋转角度会有所不同，例如 需要 １ 号工位旋转 １１９°或其他角度至 ２ 号工位， 微调测试就可以将其角度值重新调整并确定，以适 应各种工艺需求。
环境 ＦＸ ＤＥＶＥＬＯＰＥＲ ７．０ 下用梯形图方式编写； ＦＸ２Ｎ－１０ＧＭ 的编程软件 ＦＸＶＰＳ－Ｅ １．００ 用于编写 定位模块的程序。
·新技术应用·
电 子 工 业 专 用 设备
Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒ ｏｎｉｃ Ｐｒ ｏｄｕｃｔｓ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒ ｉｎｇ
ＥＰＥ
用 ＰＬＣ 实现三工位旋转工作台的 定位控制
王欣， 柳滨
（ 中国电子科技集团公司第四十五研究所， 北京东燕郊， ０６５２０１）
摘 要： 介绍如何使用三菱 ＰＬＣ 系统控制和编码器脉冲计数的方式来实现对三工位旋转工作台
所以旋转工作台电气控制系统是由和上位机 通讯的 ＣＣ－Ｌｉｎｋ 扩展模块、定位模块、模拟量控制 模块、动作执行机构、增量式编码器、外围控制电路 和核心器件 ＰＬＣ 组成，ＰＬＣ 是集信号采集、信号输 出和逻辑控制于一体，与电力拖动系统一起实现了 工作台以及各个工位承片台的所有功能。参见图 ３ 系统硬件结构框图。
制
流程，当接受到工位旋转的控制要求后，判断原点
器
定ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ扩展模块
承片台位置，如果在 １ 号位，工作台逆向旋转 １２０°
后，发送定位结束信号就完成了一个工位的转换。
工作台伺服机构 图 ３ 系统硬件结构框图
４６（总第 １４９ 期）Ｊｕｎ． ２００７
５．２ 控制系统的通讯方式 编写程序时，ＰＬＣ 用 ＦＲＯＭ／ＴＯ 指令对定位扩
为了实现工作台的精确定位，选用能输出高频 脉冲的定位扩展模块 ＦＸ２Ｎ－１０ＧＭ，１０ＧＭ 是三菱 公司的单轴定位单元，属于带 ＣＰＵ 的智能模块，它 可实现完善的位置控制功能，与 ＰＬＣ 并行工作，提 高了速度，简化了编程。根据其定位精度选择伺服 系统作为执行机构，由于机械传动机构产生的间隙 和回程差等外界因素导致的工作台旋转误差，为了 测量和补偿这个误差，将一个增量式旋转编码器与 工作台同轴安装，伺服电机带动工作台转动的同 时，编码器以同样的角速度转动，产生两路相位相 差 ９０°的脉冲，通过判断相位超前滞后的关系确 定工作台的旋转方向，工作台的每转动一个位置对 应一个脉冲计数值，根据设计需要将工作台的各个
零点
１ 号工位
２０°左极限
１ 号承片台
８０°
２ 号工位
１２０° １２０° １２０°
右极限 ３ 号工位
工作台
图 １ 工作台示意图
２ 控制要求
该控制系统根据设备工艺流程的需要来设定 定位角度，图 １ 所示的 旋转工作台上有 ３ 个工位， 各工位承片台的位置能根据上位机的控制要求自 由转换，（例如操作 １ 号工位的承片台旋转到 ２ 号 工位进行该工位的工艺加工）所以该系统可以实现 的功能有：工作台旋转实现工位的位置转换；各个 承片台能按照设定的速度值旋转；工作台需具有在 任意位置回零和微调角度的功能；系统运行过程出 现异常时能实时报警并停止工作；操作人员可通过 确认按钮解除报警信号；还应该具有手动 ／ 自动两 种控制方式，并设有试验测试功能。
围内），在软件设计过程中要考虑到：无论手动还是
ＣＣ－ＬＩＮＫ 通讯模块
外围控制电路
自动状态下，控制工作台工位的转换，都需要先判
断各承片台相对零点的位置，再执行正转或反转的
其它输入信号 增量式编码器
ＰＬＣ
模拟量控制模块
动作，否则会导致系统极限位报警。图 ５ 所示的是
控
操作 １ 号工位的承片台旋转至 ２ 号工位时的软件
（Ｔｈｅ ４５ｔｈ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ＣＥＴＣ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｅａｓｔ Ｙａｎｊｉａｏ ０６５２０１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｈｏｗ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｅ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ－ｐｏ－ ｓｉｔｉｏｎ ｒｅｖｏｌｖｉｎｇ ｗｏｒｋｔａｂｌｅ ｂｙ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ ＰＬＣ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｄｅ ｏｆ ｐｕｌｓｅ ｃｏｕｎｔ． Ｔｈｅ ｈａｒｄｗａｒｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｄｅａ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｄｅｔａｉｌｅｄｌｙ． Ａｌｓｏ， ａｃｈｉｅｖｉｎｇ ｔｈｅ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｂｙ ｐｕｌｓｅ ｃｏｕｎｔ ｉｓ ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ ｉｎｔｅｎｓｉｖｅｌｙ． Ａｔ ｌａｓｔ， ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｗｈｉｃｈ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｔｈｅ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｖｏｌｖｉｎｇ ｗｏｒｋｔａｂｌｅ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍ－ ｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔ． Ｋｅｙｗｏｒ ｄ： ＰＬＣ；Ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｄｅ； Ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌｅ； Ｐｕｌｓｅ ｃｏｕｎｔ； ＣＣ－ＬＩＮＫ ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
编码器
台 ３ 个工位之间的位置转换；旋转 工作台的手动回零；３ 个工位的承
图 ２ 旋转工作台控制系统
片台旋转的启动与停止；对各承片台上真空、吹气、
各工位承片台的自旋转动作采用模拟量控制 模块 ＦＸ２Ｎ－４ＤＡ 来控制相应伺服系统的转速。４ＤＡ 模块有 ４ 个输出通道，即可外接 ４ 个伺服电机，输 出通道接受数字信号并转换成等价的模拟信号，最 大分辨率是 １２ 位。 基于输入 ／ 输出的电压电流通 过用户配线完成，可选用的模拟值范围是直流电压 －１０ ～１０Ｖ（分 辨 率 ：５ ｍＶ），或 者 ０ ～２ ０ ｍＡ（分 辨 率：２０μＡ），可被每个通道分别选择控制各电机转速。
中图分类号： ＴＰ２７３
文献标识码： Ｂ
文章编号： １００４－４５０７（２００７）０６－００４４－０５
Ｔｈｅ Ｏｒ ｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒ ｏｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｒ ｅｅ－ ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｒｅｖｏｌｖｉｎｇ Ｗｏｒ ｋｔａｂｌｅ ｂｙ ＰＬＣ Ｓｙｓｔｅｍ
ＷＡＮＧ Ｘｉｎ， ＬＩＵ Ｂｉｎ
ＰＬＣ 与 ＣＣ－Ｌｉｎｋ 扩展模块同样是用 ＦＲＯＭ／ＴＯ 指令实现和主站设备的远程通讯。用 ＦＲＯＭ 语句 从主站获取控制信号以执行各部分的动作，用 ＴＯ 语句传送工作台部分的状态信息。
否 高速定位
是否 已经到位？
是
继续
是
自动循环？
否
结束
５．３ 编程说明 本系统软件主要在三菱公司的 ＰＬＣ 编程软件
４４（总第 １４９ 期）Ｊｕｎ． ２００７
ＥＰＥ 电 子 工 业 专 用 设备 Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒ ｏｎｉｃ Ｐｒ ｏｄｕｃｔｓ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒ ｉｎｇ
·新技术应用·
本文介绍采用 ＰＬＣ 系统对某设备的三工位旋转工 作台进行精确定位的一种低成本、高精度的控制方 式 （参 见 图 １）， 该 设 备 的 整 体 结 构 是 以 三 菱 ＣＣ－Ｌｉｎｋ 网络通讯方式进行主站和从站设备之间 的实时通讯的，工作台系统是该设备的重要结构之 一，要求工作台在一定范围内实现旋转角度与速 度的精确控制，并将定位结果及时反馈给 ＰＬＣ 以 进行相应的调整。图 １ 中 ３ 个圆形承片台工位以 １２０°均布于旋转工作台面上，要求工位之间能够 自由精确地转换位置，各工位的承片台要具有真 空、吹气、清洗和按照设定速度值旋转的功能。按照 上述功能要求，选用 ＰＬＣ 系统和编码器脉冲计数 方式进行工作台的位置控制。
自动状态分为单程循环和自动循环，指在循环 条件满足的状况下，按照系统的工艺流程自动执行 的过程，图 ４ 所示为具体流程图。
软件部分的核心是工作台工位转换时要准确 进行工位检测及判断各工位的具体位置，以进行相 应的转向控制。因为选用的是低成本经济型控制方 式，加之机械设计结构的限制，工作台只能在一定 的角度范围内旋转定位（图 １ 所示的左、右极限范
１ 引言
ＰＬＣ 的处理器速度和功能在不断增加，已发展 成具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功
能、数据处理功能、联网通信功能等的多功能控制 器，加上它的价格低廉、操作简便、改变功能灵活易 用、维护工作量小等优势，使 ＰＬＣ 在工业生产过程 自动化中获得广泛应用。
收 稿 日 期 ： ２００７－０５－２９ 作者简介： 王欣，（１９７４～）女，山东德州人，电气设计，现主要从事半导体专用设备的开发与研究。
该部分是工作台定位设计的核心，主要依靠软件来 ５．１ 控制程序流程图
实现，其结构参见图 ２。
基于工作台控制系统的工艺
输入值
指令
脉冲
误差（工作环境） 角度值
要求，其软件设计思路分为三部分 完成控制动作，即：手动状态、测试
ＰＬＣ
定位模块 伺服系统
工作台
状态和自动状态。
手动状态下可以单独控制每
个 执 行 机 构 的 动 作 ，主 要 有 ：工 作
４ 系统硬件相关配置
为实现该系统的手动 ／ 自动控制，ＰＬＣ 需要不 少于输入 ２３ 点，输出 ２７ 点的 Ｉ／Ｏ 单元，因此选用 三菱公司的 ＦＸ２Ｎ－６４ＭＴ 型可编程序控制器作为 主控单元，分别有 ３２ 个输入和 ３２ 个输出点，输入 端为光电隔离，输出端为晶体管源型，该机型结构 紧凑、体积小、质量轻，具有很强的抗干扰能力和负 载能力，满足设计需求。
的精确定位控制， 以及该系统的硬件配置和软件思想， 并重点阐述了脉冲计数实现工作台定位精
度的软、硬件设计 ； 最后通过对实验结果的分析 ， 探 讨 了 影 响 旋 转 工 作 台 定 位 精 度 的 因 素 并 提 出
改进措施。
关键词： ＰＬＣ； 位置控制方式； 定位扩展模块； 脉冲计数； ＣＣ－Ｌｉｎｋ 网络通讯
３ ＰＬＣ 选型
ＰＬＣ 的选择应着重考虑 ＰＬＣ 的性能价格比， 选择可靠性高，功能相当，负载能力合适，经济实惠 的 ＰＬＣ。在该设备整体方案选用了三菱 ＣＣ－Ｌｉｎｋ 网 络通讯系统的基础上，针对工作台部分控制系统的 输入、输出点数和负载能力等要求，选用日本三菱 公司 ＦＸ２Ｎ－６４ＭＴ 型 ＰＬＣ。
展模块 １０ＧＭ 进行读写操作。１０ＧＭ 的 ｍ 码指令为
ＥＰＥ 电 子 工 业 专 用 设备 Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒ ｏｎｉｃ Ｐｒ ｏｄｕｃｔｓ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒ ｉｎｇ
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启动程序 初始化过程
手动状态
自动状态
测试
手动
否
自动
运行方式？
是
执行各工位工艺动作
旋转至下一工位
Ｊｕｎ． ２００７ （总第 １４９ 期） ４５
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位置对应的角度换算成相应的脉冲数，通过比较判 ５ 系统软件设计
断所记录的脉冲数就可以实现工作台的定位控制。
和 ＰＬＣ 进行信息交流提供了方便，它能够实现定 位、回零等的操作；还有类似于 ＰＬＣ 的基本逻辑指 令和功能指令。ＰＬＣ 读写 ｍ 码信息是通过 １０ＧＭ 的缓冲存储器进行的，不是直接操作。
ＦＸ２Ｎ－４ＤＡ 和 ＰＬＣ 之间也是通过其内部缓冲 存储器用 ＦＲＯＭ 和 ＴＯ 指令来传输数据。将 ４ＤＡ 设 置为电压模拟量控制方式，ＰＬＣ 根据控制系统的需 求读写它的内部缓冲存储器 ＢＦＭ，分别设置各通道 的模拟电压值，以控制每个承片台伺服电机的转速。
清洗水等动作的开、关等。 测试状态主要是根据工艺需要，操作各个工位
在工作台的允许范围内相对零点的任意角度旋转 和对三个工位转动角度的微调，因为实际的工艺可 能要求各个工位之间的旋转角度会有所不同，例如 需要 １ 号工位旋转 １１９°或其他角度至 ２ 号工位， 微调测试就可以将其角度值重新调整并确定，以适 应各种工艺需求。
环境 ＦＸ ＤＥＶＥＬＯＰＥＲ ７．０ 下用梯形图方式编写； ＦＸ２Ｎ－１０ＧＭ 的编程软件 ＦＸＶＰＳ－Ｅ １．００ 用于编写 定位模块的程序。
·新技术应用·
电 子 工 业 专 用 设备
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用 ＰＬＣ 实现三工位旋转工作台的 定位控制
王欣， 柳滨
（ 中国电子科技集团公司第四十五研究所， 北京东燕郊， ０６５２０１）
摘 要： 介绍如何使用三菱 ＰＬＣ 系统控制和编码器脉冲计数的方式来实现对三工位旋转工作台
所以旋转工作台电气控制系统是由和上位机 通讯的 ＣＣ－Ｌｉｎｋ 扩展模块、定位模块、模拟量控制 模块、动作执行机构、增量式编码器、外围控制电路 和核心器件 ＰＬＣ 组成，ＰＬＣ 是集信号采集、信号输 出和逻辑控制于一体，与电力拖动系统一起实现了 工作台以及各个工位承片台的所有功能。参见图 ３ 系统硬件结构框图。
制
流程，当接受到工位旋转的控制要求后，判断原点
器
定ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ扩展模块
承片台位置，如果在 １ 号位，工作台逆向旋转 １２０°
后，发送定位结束信号就完成了一个工位的转换。
工作台伺服机构 图 ３ 系统硬件结构框图
４６（总第 １４９ 期）Ｊｕｎ． ２００７
５．２ 控制系统的通讯方式 编写程序时，ＰＬＣ 用 ＦＲＯＭ／ＴＯ 指令对定位扩
为了实现工作台的精确定位，选用能输出高频 脉冲的定位扩展模块 ＦＸ２Ｎ－１０ＧＭ，１０ＧＭ 是三菱 公司的单轴定位单元，属于带 ＣＰＵ 的智能模块，它 可实现完善的位置控制功能，与 ＰＬＣ 并行工作，提 高了速度，简化了编程。根据其定位精度选择伺服 系统作为执行机构，由于机械传动机构产生的间隙 和回程差等外界因素导致的工作台旋转误差，为了 测量和补偿这个误差，将一个增量式旋转编码器与 工作台同轴安装，伺服电机带动工作台转动的同 时，编码器以同样的角速度转动，产生两路相位相 差 ９０°的脉冲，通过判断相位超前滞后的关系确 定工作台的旋转方向，工作台的每转动一个位置对 应一个脉冲计数值，根据设计需要将工作台的各个
零点
１ 号工位
２０°左极限
１ 号承片台
８０°
２ 号工位
１２０° １２０° １２０°
右极限 ３ 号工位
工作台
图 １ 工作台示意图
２ 控制要求
该控制系统根据设备工艺流程的需要来设定 定位角度，图 １ 所示的 旋转工作台上有 ３ 个工位， 各工位承片台的位置能根据上位机的控制要求自 由转换，（例如操作 １ 号工位的承片台旋转到 ２ 号 工位进行该工位的工艺加工）所以该系统可以实现 的功能有：工作台旋转实现工位的位置转换；各个 承片台能按照设定的速度值旋转；工作台需具有在 任意位置回零和微调角度的功能；系统运行过程出 现异常时能实时报警并停止工作；操作人员可通过 确认按钮解除报警信号；还应该具有手动 ／ 自动两 种控制方式，并设有试验测试功能。
围内），在软件设计过程中要考虑到：无论手动还是
ＣＣ－ＬＩＮＫ 通讯模块
外围控制电路
自动状态下，控制工作台工位的转换，都需要先判
断各承片台相对零点的位置，再执行正转或反转的
其它输入信号 增量式编码器
ＰＬＣ
模拟量控制模块
动作，否则会导致系统极限位报警。图 ５ 所示的是
控
操作 １ 号工位的承片台旋转至 ２ 号工位时的软件
（Ｔｈｅ ４５ｔｈ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ＣＥＴＣ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｅａｓｔ Ｙａｎｊｉａｏ ０６５２０１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｈｏｗ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｅ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ－ｐｏ－ ｓｉｔｉｏｎ ｒｅｖｏｌｖｉｎｇ ｗｏｒｋｔａｂｌｅ ｂｙ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ ＰＬＣ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｄｅ ｏｆ ｐｕｌｓｅ ｃｏｕｎｔ． Ｔｈｅ ｈａｒｄｗａｒｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｄｅａ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｄｅｔａｉｌｅｄｌｙ． Ａｌｓｏ， ａｃｈｉｅｖｉｎｇ ｔｈｅ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｂｙ ｐｕｌｓｅ ｃｏｕｎｔ ｉｓ ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ ｉｎｔｅｎｓｉｖｅｌｙ． Ａｔ ｌａｓｔ， ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｗｈｉｃｈ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｔｈｅ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｖｏｌｖｉｎｇ ｗｏｒｋｔａｂｌｅ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍ－ ｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔ． Ｋｅｙｗｏｒ ｄ： ＰＬＣ；Ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｄｅ； Ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌｅ； Ｐｕｌｓｅ ｃｏｕｎｔ； ＣＣ－ＬＩＮＫ ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
编码器
台 ３ 个工位之间的位置转换；旋转 工作台的手动回零；３ 个工位的承
图 ２ 旋转工作台控制系统
片台旋转的启动与停止；对各承片台上真空、吹气、
各工位承片台的自旋转动作采用模拟量控制 模块 ＦＸ２Ｎ－４ＤＡ 来控制相应伺服系统的转速。４ＤＡ 模块有 ４ 个输出通道，即可外接 ４ 个伺服电机，输 出通道接受数字信号并转换成等价的模拟信号，最 大分辨率是 １２ 位。 基于输入 ／ 输出的电压电流通 过用户配线完成，可选用的模拟值范围是直流电压 －１０ ～１０Ｖ（分 辨 率 ：５ ｍＶ），或 者 ０ ～２ ０ ｍＡ（分 辨 率：２０μＡ），可被每个通道分别选择控制各电机转速。
中图分类号： ＴＰ２７３
文献标识码： Ｂ
文章编号： １００４－４５０７（２００７）０６－００４４－０５
Ｔｈｅ Ｏｒ ｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒ ｏｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｒ ｅｅ－ ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｒｅｖｏｌｖｉｎｇ Ｗｏｒ ｋｔａｂｌｅ ｂｙ ＰＬＣ Ｓｙｓｔｅｍ
ＷＡＮＧ Ｘｉｎ， ＬＩＵ Ｂｉｎ
ＰＬＣ 与 ＣＣ－Ｌｉｎｋ 扩展模块同样是用 ＦＲＯＭ／ＴＯ 指令实现和主站设备的远程通讯。用 ＦＲＯＭ 语句 从主站获取控制信号以执行各部分的动作，用 ＴＯ 语句传送工作台部分的状态信息。
否 高速定位
是否 已经到位？
是
继续
是
自动循环？
否
结束
５．３ 编程说明 本系统软件主要在三菱公司的 ＰＬＣ 编程软件
４４（总第 １４９ 期）Ｊｕｎ． ２００７
ＥＰＥ 电 子 工 业 专 用 设备 Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒ ｏｎｉｃ Ｐｒ ｏｄｕｃｔｓ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒ ｉｎｇ
·新技术应用·
本文介绍采用 ＰＬＣ 系统对某设备的三工位旋转工 作台进行精确定位的一种低成本、高精度的控制方 式 （参 见 图 １）， 该 设 备 的 整 体 结 构 是 以 三 菱 ＣＣ－Ｌｉｎｋ 网络通讯方式进行主站和从站设备之间 的实时通讯的，工作台系统是该设备的重要结构之 一，要求工作台在一定范围内实现旋转角度与速 度的精确控制，并将定位结果及时反馈给 ＰＬＣ 以 进行相应的调整。图 １ 中 ３ 个圆形承片台工位以 １２０°均布于旋转工作台面上，要求工位之间能够 自由精确地转换位置，各工位的承片台要具有真 空、吹气、清洗和按照设定速度值旋转的功能。按照 上述功能要求，选用 ＰＬＣ 系统和编码器脉冲计数 方式进行工作台的位置控制。