【55集全】三菱Q系列定位模塊-付明忠 P1 - 第1課.Q系列PLC定位模塊分類01

大家好，這次我們講的課程是三菱Q系列 PLC其中的QD75定位模塊的課程 那這個課程學習之前，最好是先看一下我們繼成培訓 這邊之前的關於Q系列PLC基礎的課程 關於Q系列PLC基礎課程 通過這個課程的學習 那我們可以掌握一些PLC的基礎知識 包括Q系列PLC的一些基礎的模塊 以及它的相對應的軟件 以及Q系列PLC中的一些 對應的一些地址的分配 那有了這些基礎之後 我們來學習 Q系列PLC對應的各種特殊模塊 那其中QD75就是一個比較重要的模塊 它廣泛的用在於伺服定位控制中 那我們這個課程就叫三菱Q系列定位模塊 首先我們這一次講的第一講 是關於Q系列PLC的模塊的分類 因爲作爲一個大型的PLC來說 它的模塊種類是比較多 即使是定位它的分類也有很多 我們總的來說分類會有下面這幾種 第一種QD70 另外一種是QD75 從這個區別來說 從型號來說 我們首先看到它的就是一個字母 數字不一樣 字母是一樣的 相對來說 數字這個越大，它的功能是越高的 那QD70它功能就比較簡單一些 而QD75它的功能是比較複雜 首先我們要了解一下Q系列PLC這個構成 我們都是說Q系列PLC它是中大型的PLC 或者說就大型的PLC，它是模塊式的 它需要用戶去再根據我們工廠的控制要求的時候 去選擇一些對應的模塊 那基礎的首先就有一個CPU模塊 然後電源那另外還有基板 因爲我們基板它是一個載體 需要我們將CPU電源等這樣放置在上面 這CPU和電源是必備的 這個兩個模塊在基板最左邊放置好之後 那我們就可以選擇各種各樣的模塊 那這個模塊既包括普通的輸入輸出模塊 因爲作爲一個系統 那基本的IO這些控制那是少不了的 那基本的所有的輸入輸出模塊那是少沒有 肯定會有 另外除了這些基本的IOIO之外 那我們還要加一些特殊的模塊 那特殊模塊就有很多種 我們在Q系列基礎課程中就有講到 除了IO之外 我們有通訊的 有模擬量的，溫度的，高速計數的 然後相關定位的 我們在學習小型PLC 也就是三菱的FX系列PLC的時候 我們知道FX系列PLC它是一個主機 我們一般選一個主機 就能夠實現一些簡單的控制 這個主機它集成了很多功能 比如說除了普通的IO控制之外 我們主機 前面的幾個點像三菱的一些FX系列PLC 前面幾個點是可以輸出高速的信號 那這個高速的脈衝信號 我們可以用來控制伺服步進 另外輸入點又會集成一些高速計數的功能 而到了Q系列PLC，它是模塊式的 它有這個輸入輸出 但是這個輸入輸出就和我們的 FX系列PLC的輸入輸出不一樣 它這個輸入輸出只能接一些普通的信號 而不像FS系列PLC 它的前面幾個輸出點 可以輸出高速脈衝用於定位 我們不能說 Q系列PLC上加上一個普通的輸出模塊 這個輸出模塊前面幾個點是不是可以 用一些有針對的定位指令 輸出高頻的脈衝來控制伺服 那這個是不可以的 Q系列PLC沒有這個功能 它需要我們選擇專用的定位模塊 來做相關的伺服控制 這個是一個Q系列PLC的一個圖 那我們看到這個圖中 首先我們這個正面我們看到的是各種各樣的模塊 那這個模塊它後面其實有一個看不到的部分 是基板 基板是用來放置各種各樣的模塊 我們這些模塊放上去之後 它是通過基板之間一些供電基本的模塊的工作 然後這些模塊和CPU之間 會有一些信息的交換 那通過這基板來實現的 這些都是我們在Q系列PLC基礎課程中講到的 那首先我們看到正面的這些模塊 第一個是電源，紅色的電源 這個電源當然也有很很幾種 我們可以選擇容量大一些容量小一些的 另外，電源過來第一個模塊是CPU 我們在Q系列PRC中，前面兩個模塊一定是電源和CPU 除了第一個第二個電源和CPU之外 那我們就可以在後面放置各種各樣的模塊 通常來說，一些做一個小的系統來說 那我們除了電源CPU之後，就可以放置 比如說輸入、輸出 各種各樣的特殊模塊 那我們看到這個圖中它比較特別 它這個除了第一個CPU之外 後面還有一個和它一樣的 那這個就是有兩個CPU 因爲Q系列PRC它也是支持多CPU的功能 我們一個基板上最多可以放置4個CPU 而且這個CPU，如果說你是有多CPU系統的話 那這個CPU一定要放在電源旁邊 不能說在中間放入一些什麼其他的模塊 電源過後就是CPU 如果有幾個CPU就放幾個CPU 我們在基礎課程中也講到了基板 那我們看到這個其實是一個五槽的基板 我們說一個 是有幾槽，它是除了電源和第一個CPU之外 還有幾個槽，我們在這個圖中 除了這個紅色的電源和第一個CPU之外 還有五個槽 那這個就是一個五槽的基板 這個五槽的基板 其實除了電源和第一個CPU之外 我們放了其他五個模塊 就是第一個還是CPU 然後是QX42的一個輸入模塊 QY42P的 輸出模塊後面兩個模擬量模塊 當然如果說我們這個系統中是有定位 我們可以把定位模塊放到上面來 那定位模塊後面我們會講到具體的型號 我們看下一邊 Q系列PLC在對伺服 或者說部件進行控制的時候 我們用戶需要增加專用的定位模塊 那定位模塊剛剛我們提到了有兩種 一種是QD70 它是屬於簡易型的定位模塊 還有一種是高性能的QD75 QD75或者說QD70 它這個則是一個總的型號 後面我們會提到它還有具體的很多型號 因為一個系列的模塊裡面不會只有一個模塊 它有一系列的模塊 有各種各樣的模塊可供用戶去選擇，根據自己的控制要求 那在這個模塊分類說明之前 比如說QD70和QD75它具體有什麼功能之前 那我們先講幾個 注意點，有幾個注意的問題 特別是做定位控制 或者說做伺服控制的時候 我們有幾個注意點 第一就是插補功能 插補功能，這個是我們在做控制的時候經常會提到的 作爲一個工程師 可能你在做設備的時候 你會考慮這個設備 它有控制伺服，它有控制多少個伺服 然後這個伺服之間它的動作要求是什麼樣 我們都會提到一個概念，有沒有插補功能 或者說你作爲一個工程師去跟供應商去買產品的時候 如果供應商這邊有一些相關的技術支持 他也會問你選這個模塊要實現什麼樣的功能 有沒有插補功能 那插補功能，其實我們在小型PLC學習的時候 就有經常提到，有沒有插補功能 我們所說的插補功能 如果說這個模塊有插補功能 那我們指的通常是在一個多軸的控制系統 如果說只是一個軸 你一個PLC控制一個伺服 那這個一個PLC對應的這個伺服 它肯定是一個獨立控制的 它沒有什麼特別的控制 沒有什麼兩軸三軸 或者多軸的一些配合的動作 那我們就不談插補 它肯定是一個 如果說插補 肯定是在一個多軸的控制系統中 而且這個插補，我們不是指是否有沒有插補 是指PLC或者說定位的模塊有沒有插補功能 我們說有沒有插補功能通常是指 你這個PLC，也就是控制伺服的PLC 或者說是控制伺服的這個定位模塊 它有沒有一條指令 而這條指令是相當於這個 PLC或者模塊廠家 它已經做好的功能 用戶對用戶來說 只要通過一條指令的執行 而我就可以能夠控制我的多軸 那這個多軸就包括兩軸 或者說兩軸以上的 而能夠實現兩軸 或者兩軸以上的 各軸之間相互配合的一個動作 而這個動作是什麼呢 我們能夠走出一些 直線，但這是讀兩個軸配合直線， 我們相當於 在座標中畫出來就是一條斜線 或者說是圓弧這樣 的 動作這裏我們要一定一定要注意，就是哎有沒有插補功能， 通常是指它有沒有這樣的一條指令，這裏去應用？那比如像我們之前 奧 祕 主機它就能夠控制三個軸 像3SA可以控制兩個軸 那這個就是一個多軸控制 而這個多軸控制其實它是獨立的 它每個軸有單獨的指令去控制 沒有這個小型PLC主機中 沒有說一條指令我執行了以後 它能夠同時自動的控制兩個軸沒有 所以說我們說小型PLC FX系列的主機它是沒有這個插補功能 我們在之前在用小型PLC做系統的時候 如果要用到插補功能 一般是選一個模塊 也就是FX220-20GM的模塊 這個模塊它是能夠控制兩個軸 而且這兩個軸既可以獨立 做一些直線或圓弧的插補 還有一些不常用的其他特殊模塊 有個別的是可以做到插補 另外我們現在三菱有出來 Fx5U的 Fx5U它是可以控制四個軸 也就是主機 這四個軸是可以做到 簡單的直線插補 如果說做圓弧插補 我們還需要去用 Fx5U擴展對應的模塊 那這個就是插補功能我們記錄插補功能 的一個要點就是有沒有專門的一條指令 去可以做這個功能只要用戶能用這個指令 能夠實現這種自動的兩軸或多軸控制那就有插補功能 像小型PLC我們說主機沒有插補功能 也有一些可能水平高一點的工程師 他可以比如說我自己用一些數學的分析方法 可以計算出來我這條斜線或者說這個圓弧要走的這個路徑 將這些路徑進行一些細分 把它細分成很多個點 然後我通過自己的程序 去寫一個複雜的程序 去走多步控制 然後通過這個多步控制實現 類似走出來這個直線 或者說圓弧的動作 那這個雖然說這個動作走出來了 但我們一般不說 這個是有插補功能 這個相當於是用戶進行了一次 又一次的開發 這個不是PLC本身有的功能 那我們就不說這個模塊 或者說這個小PLC它有插補功能 另外一個在控制伺服的時候 我們有這個脈衝信號 因爲伺服我們有很多種控制方式 有這種位置控制 有速度控制 還有這個轉距控制 伺服中用的最多的就是 位置控制 那位置控制當然也有很多種方式 傳統的就是脈衝控制 當然現在因爲我們軸 控制的軸越來越多 不只是三菱還有別的廠家 它在進行多軸控制的時候 可能會走一些總線 有自己的專用的一些協議 或者說公開的協議 那我們這裡講的定位 我們還是按照傳統的方式 我們的QDC5中 講這種傳統使用的模塊 也就是通過這個脈衝輸出來 控制伺服 那脈衝輸出 控制伺服 這個脈衝就有幾種形式 對應PRC 我們選型的時候有幾種形式 對應伺服那邊接線 我們也有對應的幾種形式 那我們脈衝輸出 採用的主要就是有兩種 一種叫集電極輸出 一種是差動輸出 集電極輸出就是一個三極管 它有一個需要我們用戶外接一個電源 通常是24V的電源 串進去以後 電源可以 使得內部有電流通過這個發射極電流流出來 流出來以後，我們將這個接口接到 我們對應伺服那邊形成一個迴路 那這樣就能夠控制我們的伺服脈 衝過去了，那伺服接受脈衝了就能動 然後另外一個差動，差動它和我們伺服驅動器接線的時候 它不需要我們用戶去外接電源 直接將差動的兩個信號接到我們伺服驅動器上 對應的差動的接口能夠形成一個迴路 這兩個區別主要是相對來說 極電極的抗干擾能力比較差 通常來說，極電極它的脈衝頻率比較低 像我們Q系列PRC中 QD75極電極的是200kHz的脈衝 而差動的可以做到更高的 有一兆或者說四兆的脈衝 那頻率低 P極電極的頻率低 頻率低了相對來說抗干擾能力 差一些 然後傳送距離 要短一些 那傳送距離短了就要求我們 這個模塊是發出 這個脈衝的，那我模塊要用接線 將這個脈衝接到伺服驅動器那一端 那這個 它傳送距離短，那這個之間 就是模塊和伺服驅動器之間的這個接線 相對來說就短一些 來差動的 就可以 接長一些， 然後距離我 們後面會談到 既然極電極 的 抗干擾能力要差一些，傳送距離要短一些， 那相反差動的抗干擾能力要強一些，傳送距離要遠一些， 頻率要高一些，那既然有這個性能上面 的區別，那對應成本來說差動的模塊成本要高一些，極電極的要低一些 前面我們說的這個輸出也就是脈衝輸出口的不同，那對應和伺服這邊 要接到伺服驅動器這邊 那伺服驅動器這邊 對應的接口也不一樣 對應三菱的 比如說三菱的伺服驅動器 無論是目前常用的幾款 J3或者J4或者J1的 三菱都有提供對應的驅動器的手冊 那這個驅動器的手冊裡面 都會講到 我們這個伺服驅動器的這個接線 三菱的這個能夠接受脈衝的 這個伺服驅動器接線裏面 它都有兩種形式 這個本身這一個驅動器，它就可以接受兩種脈衝的輸入形式 這個在手冊裏面都有提到 一個驅動器集成了兩個脈衝輸入功能 那我們要根據我們PLC 或者說模塊這邊這個脈衝輸出來不同的接法 這個圖在伺服驅動器裏面是有的 如果是極電極的，我們看到左邊這個是極電極的 極電極的需要我們外接一個 我們通常將24V電源接到伺服驅動器的OPC 這個我們如果說大家接觸三菱伺服比較多的話 都會看到三菱伺服中有一個比較特別的信號OPC OPC，如果說你這個伺服驅動器和上位的PLC 是通過這種極電極的接法 那OPC這個信號一定要接 它是在三菱伺服驅動器定義中 OPC就是提供一個 正的一個電源的一個接口 我們將外接的電源正端接到OPC 那這個就有一個電流通過OPC流進來 流進來以後經過這個電阻 通過PP流出去 然後到這邊的定位模塊 或者是PLC的輸出端 比如如果說是像您小型的PLC 我們就是Y0 然後再從PLC的Y0對應的公共端 流回去 流到我們的伺服的 負的這一端 負的這一端的電流又可以回到 24伏負端 這樣形成一個迴路 這樣形成一個迴路的話 我們這個 PRC這邊如果控制這個繼電器 不停的通斷 也就是脈衝信號 那這樣這個信號 通斷有電流通過 這個發光二極管就會通 發光二極管通了以後 它這個信號就會被伺服內部的 採集到 那伺服就認爲接收到脈衝了 就認爲是接收到脈衝以後 那伺服對應我們驅動器就要控制電機旋轉 那這個是一個信號 通常我們控制伺服對應的有兩組信號 當然有的時候是脈衝加方向 有的時候是雙脈衝也就是正反轉脈衝 同樣另外一個信號 如果說你是脈衝加方向的話 那下面這個就是方向信號 如果是正反轉脈衝的話 那這裏就是另外一個脈衝串 這個脈衝串同樣的 電源從OPC過來 限流電阻從MT出來 到PLC的這個接口 如果說是比如說小型PLC 我們小型PLC中用第一個點上面是Y0控制脈衝 後面一般通常是用Y4或者是Y多少來控制方向 那我們這個接到PLC的Y端 Y的另外一個公共端回到DOCM這個負端 回到電源的負端形成迴路 那這個信號要麼是方向信號 要麼是反轉的脈衝信號 這樣通斷也會被這邊的伺服驅動器所接收 另外，如果是差動信號 差動信號，我們就不需要外接電源 那我們接的 也是要接 伺服驅動器這一端的差動接口 PP PG是一對 MP NG 是一對 那我們會看到 如果說 接了傳動信號，這邊傳動信號不停的有信號輸出以後 同樣， 因爲它內部是有這個 電源，那我們就可以形成一個不停的通斷信號 同樣，這個內部通斷以後會被伺服驅動器所採集到 從這兩個接線圖來說，我們看到的區別 主要就是一個OPC在用集電極的時候 OPC一定要接到一個電源端 另外一個相對於這個兩個脈衝 或者說脈衝加方向這個信號 都有一個共同點，就是PP和MP 這兩個都有MP，但是集電極的時候 PP和MP的公共端，我們要接到DOCOM，回到二十四伏負端 而差動的時候，就需要不需要接到什麼公共端DOCOM 只要接到PP的一個公共端是PG MP的公共端是NG 那主要是這個區別 而這個驅動器的圖它是對應 因爲我們三菱伺服驅動器目前常用的J3 J4和J1這三個系列 它的輔電是完全一樣 也就是說這個接頭 控制信號的接頭是一樣 信號針腳是完全一樣 也就是這個圖 我們可以拿到 三菱的伺服 J3 J4 J1 整個 三個 都可以用這個圖 完全接口是一樣的 那第三個 我們要在用這個模塊之前要注意的 就是伺服的分類 剛剛我們提到了伺服有幾種控制方式 最多的是用這個位置控制方式 但控制的方式又不同 傳統的是脈衝控制 而現在用多軸的控制 很多廠家都開發了對應的一些總線這種控制 那麼三菱伺服根據這兩種使用方法 一種就是普通的脈衝控制 另外一種就是總線 我們叫通訊型的控制 分了兩類伺服 但這個伺服分類主要指的是驅動器 它的電機是完全一樣 電機只是一個執行機構，是完全一樣 主要區別控制是在驅動器 那我們也就是在驅動器這個地方進行了一些分類 常見的幾款 J3, MR-J3 這個是早幾年比較常用的 但目前三菱已經不主推這款伺服 現在主推的是 J4 和 J1 相對來說 J3 和 J4 都是屬於三菱高性能的伺服 而 J1 屬於三菱經濟型的伺服 從成本上來說 J3 和 J4 價格要高一些 而 J1 要便宜一些 我們在看三菱伺服驅動器的手冊或者說樣本 這三款裏面都有這個型號的說明 在型號的說明中都會講到這個驅動器的區別 比如說我們 J3 驅動器的區別 在很多場合能看到很多三菱的伺服 但你去看驅動器 它後面 開頭是一樣的 MR-J3，後面有 -10 這個 10 主要是對應我們的電機 如果是 100 瓦的我們是對應 10，200 瓦的電機對應 的是 20 的驅動器，300 瓦的沒有 300，400 瓦的 400 瓦的對應的是 40 然後下面是 750 瓦，750 瓦對應的是 70 但還有更高1000瓦，就是100前面幾個都是一樣 到後面就開始有區別，數字 表示對應電機的功率 那後面又有一個A或者說B的 如果說是A的 就說明這個口是通用的接口 所謂通用的接口 就是指我們這裏脈衝型的接口 這個驅動器是接受脈衝的 那能接受脈衝的 那好，對於我們PLC來說 這個限制就小一些 你可以用三菱的PLC 比如說FX 3U的PLC 3U能發出脈衝 我用這個脈衝可以來控制這個驅動器 當然也可以是其他廠家的PLC 你用西門子 或者說歐姆龍松下這些 臺達，它能發出脈衝的 有定位指令發出脈衝的 你可以把它接到我們這邊來 來控制我這個伺服驅動器 因爲我這個伺服驅動器 只要接受脈衝 不管你那邊是什麼，你能發出脈衝就好 發出脈衝，然後和我這邊接線形成一個迴路 你發出的脈衝信號能夠被我接受到 那就可以來控制我 那除了我們PRC，那我們可以用一些 比如說一些運動控制卡 或者說一些國產的一些數控系統 它只要能發出脈衝 那就可以來控制我這個A的伺服 另外一種還有這種B的 有些場合會看到 MR-J3-B 或者m-j4多少b 現在還有 MR-JE-B 也用了很多 那這種B的這種就比較特別了 它叫兼容SSC-Lite的接口 這個 SSCNET 是什麼 它是幾個英文的縮寫 就是三菱開發的一個專用的一個總線叫 伺服控制系統總線 第一個 S 表示伺服 然後第二個 S 表示系統 下面C表示控制 Net 表示網絡 伺服控制系統的一個網絡 這個是三菱專用的 它要求你這個 你選了 MR-J3-10B 的 這個伺服驅動器 對應好PLC 這個時候你就不能隨便選了 你一定要選三菱的PLC 而且不能是三菱普通的PLC 你不能說FX3U的 那我要選三菱專用的PLC 理解 有這個 接口 的 因爲這個地方A的 是脈衝接口，那 我把脈衝接過來就行了 但是對應B的它 不是說用來發脈衝的 它上面有一個專門的光纖接口 用三菱指定的這個光纖 把這個三菱的模塊 定位模塊 QD75MH的專用的定位模塊 通過光纖連到我的伺服驅動器上 這個裏面這個光纖 就可以用來做一些通訊的控制 我要本來控制這個伺服器 要走多少脈衝的 走多少頻率的 我給定了這個脈衝數量和頻率之後 它就通過這個光纖 把這個數據傳送到我們驅動器 然後驅動器去控制伺服電機運轉 這叫 SSCNET III 因為後來驅動器在升級 包括 J4 J4 它也有 B 和 A 的區別 當然 A 的還是脈衝型的 你可以接很多各種各樣的 PLC 那對應到 B 的 它這個時候叫 SSCNET III 有個 H 這個 H 表示就是更近了一代的這種總線 它的速度更高 這個總線距離可以更遠 那這個時候 如果是 J4-10B 的 也要求你要用光纖 那對應 J4-10B 的 那模塊上面對應 PLC 這個模塊 也是比較特別的 就是後面我們會提到的 QD77 的模塊 也就是在 QD75 基礎上 又升級的一個模塊 叫 QD77 這個模塊呢 我們QD75我們叫定位模塊 QD77的模塊功能它更強大 簡易運動模塊它的功能更多 同樣現在目前常用的J1B的 它也有這種AB的接口 那A同樣的接各種各樣的PLC J1B的也是光纖的接口