3.1.2 FX PLC定位控制相关软元件及内容含义

在第1章1.5节中介绍了在定位控制中常用的几种定位控制运行模式和与其相关的速度、位置和时间参数。这些速度、位置和时间参数在FX PLC中是用特殊数据寄存器D来存储的。

除上面的定位控制参数外，涉及定位控制的还有一些反映定位控制中各种功能的状态标志，而这些状态标志是由特殊辅助继电器M的状态来表示的，因此在学习和应用定位指令编制定位程序时，必须结合这些特殊继电器M和数据寄存器D一起理解。

1.相关特殊软元件

由于FX _1S /FX _1N /FX _2N 和FX _3U 系列先后开发的时间不同，因此在涉及的特殊辅助继电器和数据寄存器的编址会有所不同，读者在使用时必须注意，下面分别进行介绍。读者注意，这里所列表格供集中查阅用。下面讲解指令应用时也会再单独列出。

1）FX _1S /FX _1N /FX _2N 系列PLC

FX _1S /FX _1N /FX _2N 系列PLC的定位控制指令相关特殊软元件见表3-3和3-4。

2）FX _3U 系列PLC

FX _3U 系列PLC有3个脉冲输出口，可以直接控制3轴运行。因此，针对每个脉冲输出口都有其相对应的相关软元件。相关特殊数据寄存器见表3-5，相关特殊辅助继电器见表3-6。

FX _3U 系列PLC如果外接了两台高速输出适配器FX _3U -2HSY-ADP后，则可以构成独立4轴定位控制，这时PLC上的输出口Y3也作为高速脉冲输出口，在这两种情况下，输出口Y3也有其相对应的特殊软元件。

2.绝对位置当前值数据寄存器

定位控制速度、位置参数的含义基本上已在1.5节控制运行模式中做过相关说明，这里不再重复。下面仅就绝对位置当前值数据寄存器做一些讲解。

定位控制中是通过发送脉冲的数量来进行定位的，因此通过记录脉冲的数量就可以确定物体运行的位置。三菱FX系列PLC专门设置了一组特殊数据寄存器来存放物体运行的当前位置值，称为当前值寄存器。当前值寄存器由两个指定的编号相连的寄存器组成一个32位数据寄存器。在原点位置上，当前值寄存器的数据是0，当物体做正转方向（前进）运动时，当前值寄存器的数据随输出脉冲的个数增加而增加，当物体做反转方向（后退）运动时，则随输出脉冲的个数而减少。因此，当前值所存储的数据始终是以原点位置为参考点的当前位置值，即为绝对地址值，与所用定位指令的性质无关。

为保证定位控制的准确性，定位控制系统在正式运行前必须使当前值寄存器在原点位置时为0。此后，当前值寄存器在下面两种情况会变为0。一是进行原点回归操作，二是当PLC断电时，当前值寄存器的当前值就会被清除而变0。

而对于第二种情况，重新上电后，当前值寄存器的内容就不是物体当前位置的绝对地址值。这时，必须通过一定的操作使当前值寄存器的内容和物体位置一致，要么进行原点回归使当前值寄存器数值为0，要么使用指令从伺服系统中读取当前位置值。这是应用伺服定位控制的注意要点。

对不同系列的PLC，不同的脉冲输出口所指定的当前值寄存器的编号是不同的。详细指定情况请参看表3-3和表3-5，这里不再重复列出。

在实际使用中，当前值寄存器的数值在正反转方向上都不能超过最大存储值。如果溢出则会最大正值2 147 483 647变最小负值-2 147 483 648，最小负值变最大正值。

上面所介绍的关于当前值数据寄存器的知识是针对三菱FX系列PLC定位指令而言的，定位指令是指DSZR、ZRN、DRVI、DRVA、DVIT和PLSV。而对脉冲输出指令PLSY、PLSR来说，当前值寄存器则固定为Y00（D8141、D8140），Y01（D8143、D8142），与所使用的FX系列无关，而且在使用PLSY和PLSR指令时，其当前值寄存器的数值是随着脉冲数量的增加而增加的，与方向无关。也就是说，不管是正转还是反转，当前值寄存器总是增加的，它所存储的是脉冲输出指令PLSY和PLSR所输出脉冲的总和，而不是当前绝对位置值。因此，在使用FX _1S /FX _1N 进行定位控制时，如果在程序中混合应用定位指令和脉冲输出指令，则必须注意上述关于当前值寄存器数值变化的差异。而对FX _3U 来说，其脉冲输出指令和定位指令是两个不同编号的当前值寄存器。在定位程序中，最好不要使用脉冲输出指令来进行定位控制，全部使用定位指令进行定位控制。

3.动作指令用标志位说明

在定位控制中，使用伺服电动机时应在定位行程的两端设置限位开关。除了可以对PLC设置正/反转限位开关外，还可以针对伺服驱动器设置限位开关。这两组限位开关的作用是不同的。如图3-3所示，内侧一组（LSF、LSR）是针对PLC的脉冲输出而设置的。当运行中碰到这些开关时，脉冲输出应立即停止或减速停止。外侧一组（MR-J3）是针对伺服驱动器MR-J2设置的。其信号应接入伺服驱动器的I/O输入端口，当运行中碰到这些开关时，伺服电动机的运行也会立即停止。这两组开关的相对位置是确定的，即内侧为PLC的，外侧为伺服驱动器的。在实际应用中，PLC限位应先动作于伺服限位。这两个限位开关的区别是PLC限位影响定位控制中的标志位动作，产生不同的控制功能，而伺服限位仅仅是使伺服电动机自动停止，而对PLC的控制指令运行却没有影响。

图中的DOG开关和DOG块为执行原点回归指令ZRN和DSZN用，如使用步进电动机，则无须DOG块。而DOG开关仅做原点开关用，当然也不能执行指令ZRN和DSZN进行原点回归。

下面就动作指令用标志位进行简单说明。

1）正/反转极限标志位

当定位装置在定位运行中碰到行程极限限位开关（LSR、LSF）时，驱动该标志位为ON，则脉冲输出立即停止或减速停止。

对PLC而言，程序中也不是用LSF或LSR直接作为定位指令的驱动条件去停止脉冲输出的，而是通过LSF、LSR控制正/反转极限标志位的状态去停止脉冲输出的。也就是说，在程序中用LSF、LSR开关信号去控制正/反转极限标志位的状态来完成。图3-4为极限标志位驱动程序。

各脉冲输出口对应的正/反转极限标志位见表3-7。在运行中，这些标志位一旦为ON，则脉冲输出立即停止。

2）信号控制逻辑标志位

在数字控制技术中常常碰到信号的正/负逻辑控制问题，所谓正负逻辑就是信号有效的对应关系。例如，当信号从低电平（0）上升到高电平（1）时有效，为正逻辑，而当信号从高电平（0）下降到低电平（1）时有效，则为负逻辑。具体到开关信号逻辑中，则当开关由断开OFF（0）变为闭合ON（1）时有效，则为正逻辑控制关系，而当开关由闭合ON（0）变为断开OFF（1）时有效，则为负逻辑关系。

在定位控制的开关信号中，也存在正/负逻辑设定问题。FX _3U PLC仅对原点回归DOG开关信号、原点回归零点信号和中断定长定位的中断信号做了正/负逻辑控制的设定，其逻辑规定由相关的特殊辅助继电器的状态所决定。当状态标志为OFF时，则为正逻辑，开关信号由OFF变为ON时有效，这时相应的信号开关应按常开接入。当状态标志位为ON时，则为负逻辑，开关信号由ON变为OFF时有效，这时相应的开关信号应按常闭接入。这一点初学者要特别注意。在实际控制中，对涉及安全的限位开关都以负逻辑控制关系处理，因为常闭触点断开要比常开触点闭合响应快。在其他控制中则根据控制要求进行选择。

关于FX _3U PLC三种开关信号的控制信号逻辑在相应的定位指令中进行详细说明。

3）脉冲输出状态标志位

FX _3U PLC对高速脉冲输出设计了几种状态标志位。

（1）脉冲输出立即停止标志位。

在定位指令执行过程中，如果该标志位为ON，则输出脉冲立即停止。同样，电动机也会立即停止动作。因电动机急停，特别是在高速下急停，则存在损坏设备的危险性，务必慎用。但如果在不停止会发生重大事故的情况下，应使用该标志位。关于脉冲输出立即停止标志位的使用在第4章中有专门的应用讲解。

当该标志位为ON后，再次输出脉冲前，应先将该标志位置OFF，再将定位指令OFF后再启动定位控制。

脉冲输出立即停止标志位见表3-8。

（2）脉冲输出监控标志位。

该标志位为脉冲输出监控标志位。通过它可以了解脉冲输出端口是否正在输出脉冲。脉冲输出监控标志位见表3-9。

4）指令执行状态标志位

（1）指令驱动标志位。

当对定位指令进行驱动时，该标志位为ON。与脉冲输出口是否有脉冲输出无关，只与驱动条件是否成立有关。标志位可用于对驱动条件进行监控。当n个定位指令使用同一脉冲输出时，请使用互锁。定位指令驱动标志位见表3-10。

（2）指令执行结束标志位。

当指令执行结束后，该标志位为ON。结束标志位有两个，一是正常指令执行结束后，标志位M8029为ON，如为异常结束，则M8329为ON。何谓异常，不同的定位指令其含义不同。例如，对DSZR和ZRN指令来说，当原点回归过程中检测不到DOG开关的情况就是异常，这时M8329为ON。

指令结束标志位都是只读标志位，一般应紧随定位指令后应用。关于M8029的使用在第4章中有专门的应用讲解。指令执行结束标志位见表3-11。

5）原点回归相关标志位

（1）原点回归方向标志位。

原点回归方向指定位装置是向正转方向回归原点还是向反转方向回归原点。

对ZRN指令来说，其原点回归只能朝反转方向（绝对位置当前值减小方向）进行。如果需要在正转方向上进行原点回归，可以通过编制程序解决。对DSZN指令来说，它是通过原点回归方向标志位的状态来决定回归方向的。上述原点回归方向的指定均在相应的指令中进行讲解。

（2）清零信号相关标志位。

清零信号是定位控制器在执行原点回归结束并在原点位置停止后向伺服驱动器发出的一个信号，用于清除伺服驱动器内部偏差计数器的滞留脉冲。目的是消除伺服驱动器的跟随误差，使之与当前值寄存器保持一致。

FX _3U PLC的清零信号输出有两种方式。一种是固定清零信号输出端口，另一种是由清零信号端口地址寄存器的内容来指定清零信号输出端口。不管哪种方式都必须先将清零信号输出功能有效标志位置为ON。在此前提下，再由软元件指定标志位的状态决定采用哪种方式。如果为指定清零信号输出端口方式，则还需设计程序指定清零信号的输出端口。

关于清零信号的相关标志位及其状态功能将在原点回归指令DSZN中详细说明。

6）DVIT指令中断信号指定标志位

DVIT指令是一个中断定长定位指令，该指令在执行后先按指定速度运行，直到接到中断信号后才按指令所指定的定长（相对位置值）运行到结束。对这个中断信号的来源有两种方式。一是指定信号输入端口，二是通过中断信号存储器的内容来决定中断信号的输入端口。这两种方式是由中断输入信号指定标志位的状态所决定的。

关于中断输入信号指定标志位和指定输入端口的规定在DVIT指令中讲解。

4.脉冲输出和定位指令初始化操作

脉冲输出和定位指令在执行前除在指令的操作数中有表示外，还必须把操作数中不能表达的与定位有关的速度和加减速时间数据写入相关指定的数据寄存器中，同时还必须对某些相关的特殊辅助继电器M的状态进行置位或复位处理。这些在指令执行前要做的步骤称为指令的初始化操作。初始化操作可通过MOV指令编制程序写入或通过软件设置统一写入。

软件设置写入操作如下。

打开GX编程软件，单击“工程”栏内“参数/PLC参数”，出现如图3-5所示的“FX参数设置”对话框。

（1）在“内存容量设置”中，对“定位设置（18块）”选择“√”。

（2）单击“定位设置”，出现定位参数设置列表，如图3-6所示。根据需要对表中参数进行设置，设置完毕，单击“结束设置”按钮。相应的初始化参数值会随程序写入PLC传送到相应的数据寄存器。