任務描述

案例（項目）背景

一臺威綸通觸摸屏與三菱FX3U的PLC相連，PLC下方配備了一臺步進電機。當前的任務是編寫控制程序，實現對步進電機的有效控制。該步進電機具有8度的步距角，螺距為2mm，且已設置細分參數為4。此外，XX4和X3分別代表負極限、原點和正極限。
 
控制要求：

1）在手動操作模式下，步進電機應能實現自動的正反轉功能。
2）當按下回原點按鈕時，步進電機需自動返回至原點，且只有在原點回歸完成后，才能進行自動模式操作。
3）在自動模式下，步進電機在完成原點回歸后，通過按下啟動按鈕，將按照預設的位置序列（位置1——位置2——位置3——位置4——位置5——位置1）進行循環運動。
4）若按下急停按鈕，步進電機應立即停止運行，并需要重新執行一次原點回歸指令以重新啟動。
5）在暫停按鈕被按下時，設備將停止動作；當重新按下啟動按鈕時，設備將繼續之前的動作。

元件選型與I/O排布

電氣元件選型：
 
I/O排布：

在控制步進電機的過程中，合理的I/O分配對于確保系統的穩定性和功能性至關重要。通過精心設計的I/O排布，我們可以有效地控制步進電機的各種操作，包括正反轉、回原點、自動循環以及急停等。合理的I/O排布不僅能夠簡化系統的接線，還能提高系統的響應速度和可靠性。

 

電機接線

在控制步進電機時，電機接線是不可或缺的一環。通過合理的接線方式，我們可以確保電機能夠順暢地接收指令并作出相應的反應。同時，正確的接線也是保障系統穩定性和安全性的重要基礎。在接線過程中，我們需要仔細核對每一根線的連接，確保無誤后方可進行下一步操作。

程序編寫

在實現對步進電機的控制時，程序編寫是不可或缺的一環。通過精心編寫的程序，我們可以實現對電機的精確控制，包括手動控制和自動控制。同時，合理的程序設計也是確保系統穩定性和安全性的關鍵因素。在編寫過程中，我們需要充分考慮電機的特性和需求，確保每一行代碼都符合要求，從而實現對電機的有效控制。

程序編寫涉及幾個指令PLSV、DFLT、DEMUL、DDRVA，有標識說明指令用法

三菱PLC步進驅動器驅動步進電機梯形圖程序:

M8343和M8344作為Y0軸的正負極限特殊繼電器，與外部信號一一對應，確保電機在觸及相應極限時能及時停止。在手動模式M2斷開時，其常閉觸點將導通，此時，觸摸屏上的正反轉按鈕M3和M4可控制可變速脈沖輸出指令，從而實現對電機的正反轉控制，且頻率固定為3000HZ。

此外，還有原點回歸功能：
PLC啟動時，會利用M8002設置爬行速度和回歸速度，分別設定為3000HZ和500HZ。當PLC開機或觸摸屏按下回原點按鈕M5時，會觸發M0驅動原點回歸指令，開始執行原點回歸。一旦回歸完成，M0將復位，同時置位M1以標記原點回歸完成。此時，M1的導通狀態表明原點回歸已成功完成，為后續的自動控制動作提供了必要條件。
 
數據處理：

在電機控制過程中，需要實時處理各種數據，以確保電機的正常運行和安全停止。這些數據包括但不限于電機位置、速度、加速度等，它們通過傳感器進行采集并傳輸到控制器進行處理。通過精確的數據計算，可以實現對電機的精準控制，包括正反轉、變速、原點回歸等功能。

已知步進電機的步距離角為8°，經過4細分后，每個脈沖所對應的角度變為8°/4=45°。通過計算，我們發現每發送800個脈沖，電機就能完成一圈的轉動。同時，已知螺桿的螺距為2mm，意味著電機每轉一圈，螺桿將前進2mm。由此，我們可以推導出脈沖當量為2mm/800=0025mm。

在數據處理過程中，我們通過將實際距離除以脈沖當量來獲取所需的脈沖數。例如，將位置D20D20D20D20D208轉換為DDDDD8，以進行后續的處理和顯示。特別地，D8340代表了Y0周的位置信息，我們將其通過DFLT指令轉換為浮點數，并乘以脈沖當量，從而得出實際距離，并將其存儲在D210中，以便在觸摸屏上進行直觀的顯示。
 
在手動操作模式下，當系統完成回原點動作且D100=0時，將執行第一步動作，即激活M7啟動標志位，隨后程序將按順序執行。若按下停止按鈕，D100將被復位，同時原點回歸完成標志也將被重置，啟動標志隨之解除。接下來，我們將探討順序控制的相關內容。
 
動作的順序編排需要逆序書寫，即第一步動作應置于最后。當動作完成后，M8029會導通，此時通過INC指令使D100加1，后續每一步動作均遵循此模式。當程序運行至第5步時，通過M8029導通M10線圈，同時將M10的常開指令寫入當前行程序之上，利用MOV指令將D100重置為第1步。這樣的編寫方式旨在確保第5步的動作與第一步的定位指令在不同掃描周期內執行，避免沖突。

在觸摸屏上設置M7按鈕時，應選擇復位按鈕類型。按下停止按鈕后，只會斷開M7的激活狀態，而再次按下啟動按鈕時，則會重新激活M7并啟動程序運行。

至此，我們已詳細探討了案例中的動作順序與觸摸屏操作的相關內容。現在，讓我們進一步思考一個問題：如何在觸摸屏上實現速度的調節功能？具體來說，就是設置一個速度輸入框，其單位為mm/s，以便用戶能夠根據需要調整速度。對于這一問題，我們將在后續的討論中深入探討并給出相應的解決方案。