凌控導(dǎo)讀：由于玻璃鉆飾品外型的特異性，玻璃鉆飾品的加工和檢測(cè)基本上處于手工或半手工狀態(tài)，耗費(fèi)較大的人力資源，效率低下，而且產(chǎn)品質(zhì)量不一，很難保證產(chǎn)品質(zhì)量的均衡性和持續(xù)性。二年前受廣東某玻璃飾品有限公司的委托，我公司代其開發(fā)專用機(jī)電一體化加工設(shè)備------玻璃鉆飾自動(dòng)磨鉆機(jī)，目前該設(shè)備已投入試生產(chǎn)運(yùn)行，本人獨(dú)自擔(dān)當(dāng)了整套設(shè)備的電控系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)任務(wù)，該設(shè)備的自動(dòng)化程度較高，邏輯控制比較復(fù)雜，設(shè)備的控制核心由三菱FX2N系列PLC和擴(kuò)展模塊以及FX2N-1PG特殊模塊集成FXPLC，玻璃鉆飾品，應(yīng)用

一 概述
      由于玻璃鉆飾品外型的特異性，玻璃鉆飾品的加工和檢測(cè)基本上處于手工或半手工狀態(tài)，耗費(fèi)較大的人力資源，效率低下，而且產(chǎn)品質(zhì)量不一，很難保證產(chǎn)品質(zhì)量的均衡性和持續(xù)性FXPLC，玻璃鉆飾品，應(yīng)用 二年前受廣東某玻璃飾品有限公司的委托，我公司代其開發(fā)專用機(jī)電一體化加工設(shè)備------玻璃鉆飾自動(dòng)磨鉆機(jī)，目前該設(shè)備已投入試生產(chǎn)運(yùn)行，本人獨(dú)自擔(dān)當(dāng)了整套設(shè)備的電控系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)任務(wù)，該設(shè)備的自動(dòng)化程度較高，邏輯控制比較復(fù)雜，設(shè)備的控制核心由三菱FX2N系列PLC和擴(kuò)展模塊以及FX2N-1PG特殊模塊集成，本人在此想同大家交流一下該系統(tǒng)的集成過(guò)程和應(yīng)用體會(huì)。
二 磨鉆機(jī)用途
      本磨鉆機(jī)主要用于加工玻璃鉆飾品，加工原料為球狀態(tài)玻璃，可加工直徑為φ1.0mm---φ10.0mm間的球狀玻璃，加工面為17個(gè)，分別為臺(tái)面一個(gè)，冠面8個(gè)，亭面8個(gè)，如下圖所示：

     

三 磨鉆機(jī)組成

      為了減小設(shè)備體積，節(jié)約設(shè)備制造成本，提高生產(chǎn)效率，整臺(tái)磨鉆機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)成雙邊進(jìn)料交叉加工形式，所以，整套設(shè)備有許多相同的部件，由以下各主要部件組成：粘桿夾具（4個(gè)）、上料機(jī)構(gòu)（2個(gè)）、下料裝置（2個(gè)）、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（2個(gè)）、磨拋機(jī)構(gòu)（2個(gè)）、導(dǎo)軌齒條及支架等。

      整個(gè)設(shè)備長(zhǎng)約8米，寬約2米，高度約為2米。外型見所附設(shè)備照片。

四 磨鉆機(jī)傳動(dòng)

     磨鉆機(jī)夾具在水平方向的移動(dòng)定位要求較準(zhǔn)確，故采用導(dǎo)軌導(dǎo)向，齒輪齒條傳動(dòng)，步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方式，磨頭、拋頭以及磨拋轉(zhuǎn)換采用普通三相異步交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，上料機(jī)構(gòu)、夾具垂直方向運(yùn)動(dòng)、磨拋換面等均采用氣缸氣動(dòng)傳動(dòng)。

五 磨鉆機(jī)加工工藝

      磨鉆機(jī)加工工藝過(guò)程比較簡(jiǎn)單，設(shè)備單邊加工工藝過(guò)程如下：粘沙——上料——燒結(jié)——磨切——拋光——（換面——磨切——拋光，共八個(gè)循環(huán)）——下料。

六 磨鉆機(jī)機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程

      按每個(gè)位置加工功能分，磨鉆機(jī)有四個(gè)加工工位，分別是：粘沙位、上料（下料）燒結(jié)位、轉(zhuǎn)接位、磨拋位。由于兩邊的加工過(guò)程一樣，所以以一邊為例說(shuō)明其機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程。

      為了便于方便描述，把加工冠面的夾具稱為冠面夾具，加工亭面的夾具稱為亭面夾具，相應(yīng)地，加工冠面的換向氣缸稱為冠面換向氣缸，加工亭面的換向氣缸稱為亭面換向氣缸，加工冠面的磨拋機(jī)構(gòu)稱為冠面磨拋機(jī)構(gòu)，加工亭面的磨拋機(jī)構(gòu)稱為亭面磨拋機(jī)構(gòu)。具體機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程如下：（參看《磨鉆機(jī)總圖》）

      自動(dòng)開始，系統(tǒng)找原位------在粘沙位冠面夾具和亭面夾具定位——冠面夾具和亭面夾具在氣缸帶動(dòng)下同時(shí)向下粘沙——粘沙完成后兩夾具向上——冠面夾具在步進(jìn)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下向前移動(dòng)到上料位（而亭面夾具則在另一步進(jìn)電機(jī)的帶動(dòng)下向前移動(dòng)到轉(zhuǎn)接位，并在翻轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動(dòng)下做180°的翻轉(zhuǎn)，做好轉(zhuǎn)接準(zhǔn)備）——上料機(jī)構(gòu)在氣缸驅(qū)動(dòng)下向上上料——上料完畢，上料機(jī)構(gòu)向下，同時(shí)冠面夾具在步進(jìn)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下移動(dòng)到磨拋位（冠面夾具開始作周期性往復(fù)慢行，直到拋光加工結(jié)束為止）——冠面夾具在氣缸的驅(qū)動(dòng)下向下磨臺(tái)面——加工完臺(tái)面，冠面夾具垂直向上，同時(shí)撤消冠面夾具定位，——冠面換向氣缸1動(dòng)作換面，——冠面夾具向下磨第一冠面，——磨完冠面1，冠面夾具向上——撤消冠面換面氣缸1——冠面換向氣缸2動(dòng)作換面——冠面夾具又向下磨第二冠面（如此這樣，一直把第八個(gè)冠面磨完）——然后，冠面夾具向上，磨拋機(jī)構(gòu)在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下做工180°的旋轉(zhuǎn)，準(zhǔn)備進(jìn)行拋光，（拋光接著從最后一個(gè)被磨冠面即第八冠面開始）——冠面夾具向下——拋光第八冠面——第八冠面拋光完畢，冠面夾具向上——同時(shí)撤消冠面換向氣缸8——冠面換向氣缸7動(dòng)作——然后，冠面夾具向下拋光第七冠面（如此這樣，直到把第一冠面拋光完成）——冠面夾具向上——冠面夾具定位氣缸動(dòng)作定位——冠面夾具向下拋臺(tái)面——拋光完臺(tái)面，冠面夾具向上（磨拋機(jī)構(gòu)準(zhǔn)備180°轉(zhuǎn)換）——冠面夾具停止往復(fù)慢行，然后找基準(zhǔn)——冠面夾具在步進(jìn)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下向后移動(dòng)到轉(zhuǎn)接位——亭面夾具向上轉(zhuǎn)接玻璃球——點(diǎn)火燒結(jié)——亭面夾具向下——亭面夾具作180°翻轉(zhuǎn)——轉(zhuǎn)接完成，（冠面夾具則在步進(jìn)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下向后移動(dòng)到粘沙位，開始冠面夾具下一周期循環(huán)工作）——亭面夾具移到磨拋位——亭面夾具撤消定位（亭面夾具開始周期性往復(fù)慢行，直到亭面磨拋加工完成為止）——亭面換面氣缸1動(dòng)作——亭面夾具向下——磨第一亭面——亭面夾具向上，撤消亭面換面氣缸1——亭面換面氣缸2動(dòng)作——亭面夾具向下——磨第二亭面（如此這樣，直到把第八個(gè)亭面磨完）——亭面夾具向上（亭面磨拋機(jī)構(gòu)180°轉(zhuǎn)換，準(zhǔn)備拋光）——亭面夾具向下——拋光第八亭面（接著從最后被磨的第八亭面開始拋光）——亭面夾具向上，撤消亭面換面氣缸8——亭面換面氣缸7向下——拋光第七亭面（如此這樣，直到把最后一個(gè)亭面即第一亭面拋光完成）——亭面夾具停止往復(fù)慢行，找基準(zhǔn)——亭面夾具向上（亭面磨拋機(jī)構(gòu)準(zhǔn)備180°轉(zhuǎn)換）——亭面夾具定位——亭面夾具在步進(jìn)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下向后移動(dòng)到下料位點(diǎn)火——下料——亭面夾具向后移動(dòng)到粘沙位粘沙——（亭面夾具下一周期循環(huán)開始）至此，一個(gè)玻璃飾品的加工已完成。

七 磨鉆機(jī)控制方式

      設(shè)備控制有手動(dòng)、自動(dòng)、停止三種方式，在自動(dòng)方式下又分為全自動(dòng)和單步自動(dòng)兩種，停止也分為自然停止和緊急停止兩種，下面加以詳細(xì)解釋：

      l 手動(dòng)

       手動(dòng)方式的設(shè)立主要是方便于設(shè)備調(diào)試、維護(hù)，在手動(dòng)方式下，可任意起停各相對(duì)獨(dú)立的每一可動(dòng)部件，如每一氣缸運(yùn)動(dòng)、馬達(dá)的起停等。

      l 自動(dòng)

        自動(dòng)分為全自動(dòng)和單步自動(dòng)。

        全自動(dòng)是指設(shè)備兩邊自動(dòng)同時(shí)上料交叉加工，完成一周期加工后，自動(dòng)再上料加工，直到接收到停止或故障命令為止。

         單步自動(dòng)是指設(shè)備一邊進(jìn)行全自動(dòng)上料加工，另一邊可不進(jìn)行加工。

     l 停止

       由于設(shè)備自動(dòng)工作后，一直處于不斷自動(dòng)上料加工狀態(tài)，所以，設(shè)備停止分為自然停止和緊急停止。

       自然停止是指按下停止按鈕后，設(shè)備并不馬上停止，而是進(jìn)行完當(dāng)前一周期的加工并返回到原位后停止下來(lái)。

        緊急停止是指為發(fā)生意外或故障時(shí)設(shè)立的停止方式，按下緊急按鈕時(shí)，機(jī)器馬上中止當(dāng)前的工作。

八 控制關(guān)鍵

      l 冠面夾具和亭面夾具水平移動(dòng)定位準(zhǔn)確要求為10絲（道），除了步進(jìn)電機(jī)控制精度要求較高外，還要考慮齒輪齒條之間間隙的影響。

      l 玻璃球飾品磨切和拋光時(shí)，是由升降氣缸帶動(dòng)粘桿向下緊壓在高速旋轉(zhuǎn)的磨、拋平臺(tái)上完成的，其磨切尺寸和拋光精度（包括臺(tái)面磨切拋光）均由三個(gè)臺(tái)階式的氣動(dòng)限位塊進(jìn)行調(diào)節(jié)，氣動(dòng)限位塊由兩限位氣缸驅(qū)動(dòng)，氣缸電磁閥采用雙線圈鎖緊式電磁閥，氣缸可停在任意行程位鎖緊，以實(shí)現(xiàn)三臺(tái)階定位驅(qū)動(dòng)，這樣自動(dòng)配合磨切和拋光時(shí)的不同尺寸。

      l 冠面夾具和亭面夾具的找原位和找基準(zhǔn)是否準(zhǔn)確會(huì)影響到其水平方向的定位精度。

      l 邏輯關(guān)系、整機(jī)動(dòng)作配合相當(dāng)復(fù)雜，程序量較大（目前實(shí)際程序長(zhǎng)度為3980）。

九 控制系統(tǒng)集成方案選擇

     控制系統(tǒng)集成基于可行性、可靠性還有性價(jià)比等多方面因素來(lái)綜合確認(rèn)。下面就單片機(jī)控制、工控機(jī)（IPC）控制、PLC控制等簡(jiǎn)單比較說(shuō)明。

     說(shuō)明：基本控制約I/O=128/75，此外，還有四臺(tái)步進(jìn)馬達(dá)控制。

     1 單片機(jī)控制

     l 可靠性低     單片機(jī)本來(lái)抗干擾能力較低，從現(xiàn)在所要求的I/O總數(shù)來(lái)看，不論是MCS51系列還是MCS96系列單片機(jī)，都必須進(jìn)行大規(guī)模的擴(kuò)展，這樣系統(tǒng)電路更加復(fù)雜，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的可靠性。.

     l 開發(fā)成本高     單片機(jī)的售價(jià)并不貴，以目前市場(chǎng)價(jià)，較有名氣的ATMEL也不過(guò)十幾元錢一片而已，但簡(jiǎn)單從這表面上看這個(gè)問(wèn)題是不妥的，以本人幾年來(lái)單片機(jī)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)可知，要購(gòu)入單片機(jī)開發(fā)裝置（如仿真器、燒錄器、電源）和還要開模制版等，這都是一筆不小的費(fèi)用。加上開發(fā)周期長(zhǎng)所投入的人力物力，其價(jià)錢已遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過(guò)應(yīng)用PLC開發(fā)的費(fèi)用。    

      另外由于設(shè)備是專用特殊設(shè)備，其控制系統(tǒng)專用性較強(qiáng)，通用性較差，為其投入過(guò)多的開發(fā)費(fèi)用不值得。 

    l 開發(fā)周期更長(zhǎng)     單片機(jī)的開發(fā)周期較長(zhǎng)，從電路設(shè)計(jì)、開模制版、編程、仿真、調(diào)試等經(jīng)歷非常長(zhǎng)的周期，工程師往往要花大部分的時(shí)間在硬件設(shè)計(jì)和編程調(diào)試處理上，對(duì)最為重要的工藝過(guò)程往往沒有更多的時(shí)間考慮。

     l 不便于修改和維護(hù)     利用單片機(jī)開發(fā)的設(shè)備往往是專用的特殊設(shè)備，在市場(chǎng)上往往不能     找到可替代的備件，所以不便于維護(hù)，這是用戶最不愿看到的。

      基于以上（不限于）的原因，本人認(rèn)為此方案不適用

     2 工控機(jī)（IPC）控制

     無(wú)疑，從可靠性來(lái)說(shuō)，IPC要比單片機(jī)要好得多，但其價(jià)格昂貴，不計(jì)其整機(jī)價(jià)格，單就要滿足I/O點(diǎn)數(shù)據(jù)的板卡量（32通道，約10塊）費(fèi)用就不少，其價(jià)格要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于采用PLC控制的價(jià)格。

      更為重要的是工控機(jī)更新?lián)Q代較快，不但硬件如此，而且最根本的操作系統(tǒng)也不斷地更新?lián)Q代，換句話說(shuō)，如果設(shè)備控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，更換硬件，可能意味著更新操作系統(tǒng)，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用軟件（包括界面）都要重新設(shè)計(jì)（或開發(fā)），這對(duì)太多數(shù)用戶來(lái)說(shuō)是不能接受的。

      所以，本人認(rèn)為此方案也不適用。

     3 PLC控制

     l 可靠性     自第一臺(tái)PLC誕生就是應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制，不可否認(rèn)，PLC的可靠性得到了工控業(yè)界的認(rèn)可。據(jù)最近行業(yè)統(tǒng)計(jì)顯示，目前采用PLC控制的設(shè)備份額達(dá)90％。

     l 成本低     就此設(shè)備的控制來(lái)說(shuō)，采用PLC來(lái)進(jìn)行的設(shè)備開發(fā)和控制費(fèi)用都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于采用單片機(jī)或IPC的費(fèi)用，其系統(tǒng)可大可小，小的幾點(diǎn)，大的數(shù)千點(diǎn)，甚至上萬(wàn)點(diǎn)，很好解決工業(yè)控制問(wèn)題，適用于很多場(chǎng)合。

     l 開發(fā)周期短     采用PLC進(jìn)行設(shè)備控制，工程師無(wú)須花太多的精力在硬件的處理上，采用積木式結(jié)構(gòu)很快可以形成系統(tǒng)電路，大部分精力集中在工藝的了解處理和程序的編寫上，有利于設(shè)備的快速開發(fā)，程序的編輯、修改和調(diào)試也都可隨時(shí)進(jìn)行，縮短了開發(fā)時(shí)間。

     l 性能加強(qiáng)     隨著微電子控制技術(shù)的發(fā)展，PLC的處理能力也越來(lái)越強(qiáng)，其通訊能力、運(yùn)算處理能力、容量（I/O容量和程序容量）等都有長(zhǎng)足的發(fā)展。

     所以，從可靠性和性價(jià)比等方面來(lái)說(shuō)，本人認(rèn)為采用PLC控制是適合的。

     4 PLC選型

     目前世界上PLC品牌眾多，由于各公司的發(fā)展戰(zhàn)略不同，價(jià)格也參差不齊，性能特長(zhǎng)也各不相同，但從市場(chǎng)占有情況來(lái)說(shuō)基本上可以劃為兩大陣營(yíng)，一是以Rockwell、SIEMENS、施耐德等公司為首的歐美洲流派，一種是以MITSUBISHI、OMRON、富士等公司為首的日本流派，它們各有特點(diǎn)，各有所長(zhǎng)，歐洲流派以大型系統(tǒng)而見長(zhǎng)，而在中小型系統(tǒng)方面則是日本流派一統(tǒng)天下，占據(jù)了市場(chǎng)大部分份額。

      下面以國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率較高的SIEMENS和MITSUBISHI為例，按所要求的數(shù)字量I/O點(diǎn)進(jìn)行配置（暫不包括步進(jìn)控制），以目前的市場(chǎng)報(bào)價(jià)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對(duì)比，以便確定哪一種PLC更加適合本系統(tǒng)的應(yīng)用。

      按I=128點(diǎn)，O=75點(diǎn)，另加四臺(tái)步進(jìn)電機(jī)控制進(jìn)行配置，考慮到用觸摸屏可節(jié)約大量的輸入點(diǎn)，經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)實(shí)際I點(diǎn)按約64點(diǎn)配置即可。（其余I點(diǎn)由HMI軟元件滿足）

     下面為SIEMENS的S7200系列PLC的I/O配置表

   

     下面為三菱（MITSUBISHI）FX2N系列PLC的I/O配置表

   

     上面比較可以說(shuō)明，同檔次的PLC，基本配置相同I/O時(shí)，用SIEMENS所花的費(fèi)用比用三菱要貴多兩倍，當(dāng)然，對(duì)此系統(tǒng)配置來(lái)說(shuō)，問(wèn)題還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如這些，因?yàn)橛肧IEMENS配置需要用14個(gè)擴(kuò)展，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過(guò)了其一個(gè)CPU最多只能帶7個(gè)擴(kuò)展模塊的限制，還有就是S7200系列還沒有相應(yīng)的定位模塊，換句話說(shuō)，用S7200系列的PLC根本無(wú)法完成此系統(tǒng)的功能，除非用多個(gè)CPU或者用S7300系列才有可能完成此系統(tǒng)的功能，這樣費(fèi)用更高。

      反觀三菱的PLC系統(tǒng)，只帶一個(gè)擴(kuò)展就完成了配置，而且還可以輕松帶4個(gè)定位控制模塊，也不會(huì)超出其最大配置的限制。而且，其特有的順控指令對(duì)處理復(fù)雜的邏輯關(guān)系又是其它PLC不能相比的。

     日本公司的PLC產(chǎn)品正是憑借其自身的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)入世界各大市場(chǎng)，據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，在中小型系統(tǒng)PLC方面，日本產(chǎn)品占據(jù)了世界上約70%的份額。而三菱系列的PLC更是占據(jù)了國(guó)內(nèi)大部份市場(chǎng)份額。

      所以本系統(tǒng)選用了三菱的PLC作為控制系統(tǒng)。

十 系統(tǒng)集成簡(jiǎn)介

     本系統(tǒng)選用日本三菱的PLC為控制系統(tǒng)，下面對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的集成簡(jiǎn)單介紹：

     1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與控制原理簡(jiǎn)介

     本系統(tǒng)由一個(gè)FX2N-128MR-001主體CPU，一個(gè)FX2N-48ER擴(kuò)展模塊，四個(gè)脈沖定位控制模塊FX2N-1PG，一個(gè)人機(jī)界面（HMI），四個(gè)步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)模塊組成。

      HMI與PLC直接通過(guò)通訊口進(jìn)行通訊，系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置以及手動(dòng)時(shí)的各部件的操作均通過(guò)HMI進(jìn)行；FX2N-48ER作為系統(tǒng)的自然擴(kuò)展，自動(dòng)識(shí)別，直接利用其I/O點(diǎn)；四個(gè)FX2N-1PG上與PLC以FROM/TO指令進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，下輸出高速正(或反)脈沖對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行控制，完成定位驅(qū)動(dòng)控制。

     具體參看如下《系統(tǒng)連接原理圖》。    

   

     其它輔助控制按加工的工藝要求邏輯進(jìn)行，不再詳述。

     2 系統(tǒng)集成配置

    

      本系統(tǒng)實(shí)際要求輸入點(diǎn)128點(diǎn)，輸出點(diǎn)75點(diǎn)，在上面的配置中輸出點(diǎn)數(shù)共84點(diǎn)，輸入點(diǎn)數(shù)共84點(diǎn)，不足夠的輸入點(diǎn)由觸摸屏軟元件滿足，整個(gè)系統(tǒng)配置的I/O總數(shù)如下：128+48+32（每個(gè)特殊模塊點(diǎn)用8個(gè)I/O點(diǎn)），共208點(diǎn)，沒有超過(guò)系統(tǒng)最大配置容量256點(diǎn)。

     3 輸入分配

     輸入主要分配給必要的行程、位置檢測(cè)、系統(tǒng)工作方式選擇、部分交流馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)與控制等，對(duì)于手動(dòng)方式操作的大多數(shù)輸入選擇（約占輸入的80%）通過(guò)HMI軟元件執(zhí)行解決。

     系統(tǒng)按完善配置的話，需要輸入點(diǎn)數(shù)多達(dá)128點(diǎn)，但有的輸入點(diǎn)數(shù)只在設(shè)備調(diào)試和維護(hù)過(guò)程中用得較多，在自動(dòng)工作過(guò)程中運(yùn)用較少，所以，把系統(tǒng)不必要的輸入點(diǎn)集成到HMI中用軟元件來(lái)代替，這樣一來(lái)減少系統(tǒng)輸入模塊的配置，二來(lái)節(jié)約大量接線、燈、按鈕等費(fèi)用，三來(lái)簡(jiǎn)化了電控柜操作面板（讓120多個(gè)手動(dòng)按鈕集成在HMI上，還有部分工作狀態(tài)指示），四方便系統(tǒng)參數(shù)的更改與設(shè)置，有利于調(diào)試、五提高了設(shè)備控制的檔次和性能，對(duì)設(shè)備常見故障可以給幫助提示，整體費(fèi)用也得到下降。

     就本系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，事實(shí)上如果不用HMI，采用增加輸入模塊的方法解決輸入不足，這樣所花的費(fèi)用更多。

     4 輸出分配

     輸出分配給四臺(tái)三相異步電機(jī)和氣缸（共62個(gè)氣缸）驅(qū)動(dòng)的電磁閥以及四臺(tái)步進(jìn)電機(jī)的輔助控制，此外還有少量輔助部份控制。

     5 主要組件簡(jiǎn)介

     l FX2N-128MR-001

      FX2N可以是三菱公司目前FX系列PLC中性能最好的 系列機(jī)型之一，大量的軟元件、豐富的應(yīng)用指令以及內(nèi)置大容量的程序存貯器，即使面對(duì)復(fù)雜的控制，也可以從容應(yīng)對(duì)，其位執(zhí)行指令達(dá)0.08μS，如此速度比SIEMENS的S7-200系列要快幾倍，即使SIEMENS的S7-300也不過(guò)0.32μS而已 ，這足以證明FX2N的優(yōu)越性，本人長(zhǎng)期對(duì)各種品牌的PLC應(yīng)用體會(huì)，F(xiàn)X2N系列是性價(jià)比不錯(cuò)的機(jī)型，在小型控制系統(tǒng)中，F(xiàn)X2N系列一直是本人的首選之一。

     l 脈沖輸出模塊FX2N-1PG

      作為定位控制用的脈沖輸出模塊FX2N-1PG，可作單軸控制，最大輸出可達(dá)100KPPS，針對(duì)定位控制的特點(diǎn)，該模塊具有比較專業(yè)完善的控制參數(shù)設(shè)定，如定位目標(biāo)跟蹤、運(yùn)轉(zhuǎn)速度、爬行速度、減速速度等等各種參數(shù)，這些參數(shù)都可通過(guò)PLC的FROM/TO指令輕松設(shè)定。除高速的響應(yīng)輸出外，還準(zhǔn)備了常用的輸入控制，如正、反限位開關(guān)、STOP、DOG（近點(diǎn)信號(hào)）、PGO（零點(diǎn)信號(hào)）等等。

     此外，還內(nèi)置了許多方便的軟控制位，如返回原點(diǎn)、向前、向后等，對(duì)這些特定的功能，只要通過(guò)設(shè)置特定的緩沖單元已定義的位就可輕松實(shí)現(xiàn)。如通過(guò)如下簡(jiǎn)短程序，當(dāng)按下返回原位按鈕（本例用X10）或通過(guò)觸摸屏內(nèi)置位某軟元件（本例用M66）即可驅(qū)動(dòng)設(shè)備返回到原位，這對(duì)定位控制來(lái)說(shuō)是非常方便而重要的。

     LD M8000

     TO K1 K25 K4M260 K1

     LD X10

     OR M66

     OUT M266

十一 應(yīng)用體會(huì)

     本人在長(zhǎng)期應(yīng)用三菱公司的FX系列產(chǎn)品中，有如下幾點(diǎn)體會(huì)：

     1 功能強(qiáng)大

     FX系列PLC配置了強(qiáng)大而完善的功能指令，尤其是FX2N系列PLC，按其功能分類共有程序流向、傳送和比較、四則運(yùn)算和邏輯運(yùn)算、循環(huán)移位與移位、數(shù)據(jù)處理、高速處理、便利命令、外部機(jī)器I/O、外部機(jī)器SER、浮動(dòng)、時(shí)鐘運(yùn)算、二進(jìn)制循環(huán)碼以及接點(diǎn)比較共13大類130條指令，如PID運(yùn)算、浮點(diǎn)運(yùn)算等，而其它品牌的PLC往往在高檔系列中才配置有較完善的指令。所以，在完成一些特別的功能時(shí)，用FX系列的PLC就可輕松配置完成，例如此系統(tǒng)的的配置，如果采用SIEMENS的PLC，至少要用S7-300系列的PLC才能完成此系統(tǒng)的控制功能。

     2 性價(jià)比高

     對(duì)于系統(tǒng)集成來(lái)說(shuō)，價(jià)格不單是指單個(gè)自動(dòng)元件的價(jià)格，更主要是完成整個(gè)系統(tǒng)的配置的費(fèi)用，F(xiàn)X2N系列PLC有比較完善的各種配置供用戶選擇，并且有多種類多規(guī)格的特殊模塊供用戶選擇，你總是可以在眾多的配置中做出你最需要的合適的性價(jià)比較高的選擇，以本例來(lái)說(shuō)，如果采用SIEMENS的S7-300，則費(fèi)用可能要高約50%左右。

     3 系統(tǒng)配置完善

     如果按I/O點(diǎn)數(shù)來(lái)分，F(xiàn)X2N系列共有6大基本單元，如果按輸出類型分，則共有三大類共17種基本單元；擴(kuò)展單元有12種，同時(shí)還兼容FXON系列的擴(kuò)展模塊，除此外還有各種模擬量模塊、定位控制模塊及其它通訊機(jī)能模塊，基本上滿足各種小型控制要求。

     4 應(yīng)用方便簡(jiǎn)單

     如果你對(duì)多數(shù)廠家的PLC都有過(guò)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的話，應(yīng)該不難體會(huì)出FX系列的PLC應(yīng)用非常簡(jiǎn)單，無(wú)論從選型還是硬件組態(tài)及軟件編程，它避免了其它公司除產(chǎn)品型號(hào)外還有一大串定貨號(hào)的煩瑣要求；也沒有過(guò)多的通訊協(xié)議，讓人感到無(wú)所適從，即使是新手上路也會(huì)很快掌握其方便簡(jiǎn)單的應(yīng)用。

十二 結(jié)束語(yǔ)

     目前此設(shè)備處于試產(chǎn)階段，生產(chǎn)周期約為3分鐘，每周期生產(chǎn)鉆飾品約260個(gè)，節(jié)約生產(chǎn)工人幾十人，而生產(chǎn)產(chǎn)量和質(zhì)量都得到大幅度的提高。

     系統(tǒng)運(yùn)行幾個(gè)月來(lái)，平均每天工作約十六個(gè)小時(shí)，到目前為止，系統(tǒng)一直正常運(yùn)行，說(shuō)明此次控制系統(tǒng)的選擇和集成是成功的。

十三 附設(shè)備實(shí)物照片

     附設(shè)備實(shí)物照片兩張！

     

                                                   圖1:電控柜局部照片

      

                              圖2:設(shè)備局部照片