三菱FX系列PLC控制系统设计与应用实例

《三菱FX系列PLC控制系统设计与应用实例》主要以三菱FX系列小型PLC及其脉冲发生单元、定位模块作为目标，通过典型的实验实训项目、工程实例详细地介绍了基于PLC的新型控制技术，力求向读者介绍三菱FX系列小型PLC应用中具有普遍性和实用性的知识，使读者能够自如地运用PLC的相关理论和技术方法设计出符合要求的基于PLC的控制系统。 

前言
第一章 运动控制系统概述
第一节 运动控制的发展概况和组成结构
一、运动控制的历史发展概况
二、运动控制系统的组成结构
三、现代电动机运动控制系统的主要类型
第二节 运动控制器的主要构成方案
一、PLC的运动控制功能简介
二、运动控制器的主要构成方案
第三节 运动控制技术的发展趋势

第二章 基于PLC的运动控制系统的组成
第一节 PLC运动控制系统概述
一、脉冲量在PLC伺服位置控制系统中的使用
二、基于现场总线和网络的PLC运动控制系统
三、PLC运动控制系统常见硬件配置结构
第二节 运动控制系统中的检测元件
一、位置检测元件
二、速度和加速度检测元件
三、转矩检测元件
四、其他常见的检测元件
第三节 运动控制系统中的控制器
一、FX系列PLC及其运动控制功能简介
二、Q系列PLC及其运动控制功能简介
第四节 运动控制系统中常见的执行元件和装置
一、变频器
二、步进电动机
三、直流伺服电动机
四、交流伺服电动机

第三章 PLC运动控制功能、应用指令及其功能模块
第一节 PLC基本单元的运动控制功能和应用指令
一、FX系列PLC基本单元的脉冲输出和高速计数功能
二、FX系列PLC运动控制相关应用指令简介
第二节 脉冲发生单元
一、脉冲发生单元FX2N－1PG
二、脉冲发生单元FX2N－10PG
第三节 定位控制模块
一、三菱FX系列定位控制模块简介
二、定位控制模块FX2N－10GM
三、定位控制模块FX2N－20GM
四、定位控制模块的使用和编程
五、定位控制模块编程示例
六、可视化定位控制模块编程软件VPS简介
七、凸轮控制模块FX2N－1RM－E－SET简介

第四章 变频器和伺服放大器基本原理及应用
第一节 变频器基本原理和应用技术
一、变频调速原理概述
二、三菱FR-A700系列变频器使用简介
第二节 伺服放大器基本原理和应用技术
一、伺服控制系统概述
二、三菱MR-J2S-A系列伺服放大器使用简介

第五章 基于PLC的空压站变频调速控制系统
第一节 控制系统的改造和控制要求
一、空压站控制系统改造要求
二、控制系统的控制要求和原理
第二节 控制系统的硬件设计
一、控制系统的硬件选型
二、控制系统的硬件设计
第三节 控制系统的软件设计
一、PLC的程序设计
二、控制系统人机界面的设计

第六章 基于PLC的机械手模型控制系统
第一节 机械手模型控制系统概述
一、机械手模型动作流程
二、工作原理简介
第二节 控制系统的硬件选型
一、系统外围器件的选型
二、系统的主控制器PLC
第三节 控制系统的软件设计
一、PLC的程序设计
二、系统的人机界面及调试主要事项

第七章 基于PLC和定位模块的数控平台控制系统
第一节 两轴数控平台系统的硬件设计
一、基于PLC的数控系统的可实现性
二、控制系统的硬件选型
三、控制系统的硬件设计
第二节 控制系统的软件设计及调试
一、伺服参数设置
二、定位程序的设计
三、人机界面的设计及调试
参考文献 

    运动控制系统主要包括电机调速系统和伺服控制系统，电机调速系统按照拖动电动机的类型又可分为直流调速系统和交流调速系统两大类。运动控制作为一门多学科交叉的技术，每种技术的新进展都会使其向前迈进一步，其技术进步可以说是日新月异。
    2.运动控制系统历史发展概况
    人类在19世纪中叶就已经发明了电动机，但真正意义上的电动机运动控制系统是在20世纪30年代出现的，当时的闸流管、引燃管，而后是磁放大器、磁饱和电抗器作为静止变流器，形成了**代电动机传动控制系统。在第二次世界大战中，自动控制理论得到了发展，有力地促进了电动机传动控制系统理论体系的建立。但是，在很长的一段时间里，在较高控制性能的传动系统中直流电动机一直占据知名品牌地位，主要原因在于其控制简单、调速平滑、性能良好。然而，直流电动机结构上存在的机械换向器和电刷，使它具有一些难以服的固有缺点，即维护困难、寿命短，单机容量和*高电压都受到一定等。而交流电动机（主要是异步电动机）与直流电动机相比，它没有电刷，结构简单，维护容易，但是在当时的技术条件下，很难实现高性能的调速控制。在当时，交流电动机虽然在数量上占优势地位多数，但一般采用电源直接供电、直接拖动负载的方式，没有任何调节和控制。
    20世纪70年代，席卷全球的石油危机促进了交流调速技术的发展。当时人们发现，占电动机用电量一半以上的风机、泵类负载的拖动电动机工作在恒速状态，是靠阀门和挡板来调节流量或压力，因而造成了大量的电能浪费。通过改变电动机转速的方法调节风量或流量，一般可节电20％～30％，于是在工业化国家出现了变频器。可以说，交流传动控制真正的发展和应用是从使用变频调速技术改造风机、泵类负载开始的。1957年，美国通用电气公司的A.R.约制成了世界上**只晶闸管（SCR），这标志着电力电子时代的开始。从技术角度来说，正是晶闸管的应用才使得交流电动机变频调速成为可能。继晶闸管出现以后，又陆续推出了其他种类的器件，如门极可关断晶闸管（GTO）、电力功率晶体管（GTR）、电力场效应晶体管（P-MC）SFET、）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、静态感应晶体管（SIT）、静态感应晶闸管（SITH）和MOS控制的晶闸管（MCT）等。在这个不断的发展过程中，器件的电压、电流定额以及其他电气特性都得到了很大的改善。因此，现代运动控制技术的发展是以电力电子器件的发展和应用为基础的。
    运动控制系统主要包括电机调速系统和伺服控制系统，而伺服控制技术是运动控制中的关键、核心技术。伺服控制系统能够使输出的机械位移准确地实现输入的位移指令，达到位置的准确控制和连续轨迹的准确跟踪。伺服控制具有三种典型的方式，即点位控制、连续轨迹控制和同步控制。点位控制主要应用于那些仅对终点位置有要求而与运动轨迹无关的系统，这种运动控制器具有快速的定位要求；连续轨迹控制则要求系统在高速运动的情况下保证系统加工的轮廓精度，还要保证刀具沿轮廓运动时切向速度的恒定，以及对小线段加工时有多段程序预处理功能；同步控制主要应用于需要有电子齿轮箱和电子凸轮功能的系统控制中，如印染、印刷、造纸、轧钢及同步剪切等行业，主要解决多轴间的同步控制问题。……