针对三菱PLC与伺服电机通讯及控制问题,结合协议兼容性、硬件连接、参数设置、软件配置及故障排除等关键环节,提供以下系统化解决方案:
一、通讯协议兼容性核查
1.协议匹配
三菱PLC支持CC-link、Modbus TCP/RTU、MELSEC协议等,伺服驱动器需选择相同协议。
协议转换方案:若协议不匹配,可通过三菱485ADP模块或第三方网关实现协议转换。
2.无协议通讯
伺服驱动器支持自定义脉冲序列控制,PLC需按驱动器要求的脉冲格式(如脉冲+方向)输出信号。
二、硬件连接与线缆规范
1.脉冲/方向信号接线
PLC侧:使用晶体管输出型PLC(如FX3U),脉冲输出口(Y0/Y1)接伺服驱动器的PULS+/PULS-,方向信号接SIGN+/SIGN-。
驱动器侧:确认CN2接口定义,示例接线:
PULS+ → Y0(脉冲输出)
SIGN+ → Y2(方向控制)
共地端(COM)需与PLC输出公共端(如COM1)短接。
2.编码器反馈接线
伺服电机编码器线接驱动器CN1接口,确保屏蔽层良好接地。
3.电源与接地
主电源(L1/L2/L3)接驱动器R/S/T端子,控制电源(24V)接驱动器专用端子。
所有设备接地线单独接至等电位点,避免环流干扰。
三、参数设置与一致性校验
1.伺服驱动器参数(以MR-JE-A为例)
PA05(每转脉冲数):设为10000(电机转一圈需10000个脉冲)。
PA13(脉冲输入形式):设为0111(脉冲+方向,负逻辑)。
PA08(增益模式):设为0003(手动模式),便于调试刚性。
PA21(使能参数):设为1001(启用上电使能)。
2.PLC参数设置
I/O配置:在GX Works2中分配Y0为脉冲输出,Y2为方向控制。
运动控制指令:使用PLSY K5000 K10000 Y0(脉冲频率5000Hz,总数10000个)控制电机旋转。
3.关键参数一致性检查
脉冲当量(PLC脉冲数/电机转一圈)需与机械传动比匹配,避免定位误差。
四、软件配置与运动控制
1.伺服驱动器软件配置
使用MR Configurator2工具:
新建工程 → 选择驱动器型号 → 配置PA05(每转脉冲数)。
设置PA13(脉冲输入形式)为“有符号脉冲串”。
下载参数至驱动器并重启。
2.PLC程序编写
脉冲输出示例:
plaintext
LD M8000 // 运行常开触点 | |
PLSY K5000 K0 Y0 // 持续输出5000Hz脉冲,Y0为脉冲口 | |
PLSV D1 Y0 Y3 // 可变频率脉冲输出,D1为频率寄存器 |
定位控制:
使用DRVA K10000 K1000 Y0 Y3指令实现绝对定位(目标位置10000脉冲,速度1000Hz)。
五、故障排除与诊断
1.物理层检查
确认脉冲/方向信号线无短路或断路,使用万用表测量Y0/Y2输出电压(24V为有效)。
检查编码器线是否接插牢固,屏蔽层是否单端接地。
2.协议层诊断
串口通讯:使用USB-RS485转换器捕获Modbus RTU数据包,检查功能码、寄存器地址。
以太网通讯:用Wireshark过滤MELSEC协议流量,分析请求/响应报文。
3.常见问题案例
案例1:电机不转
原因:PLC未输出脉冲(D8140=0)。
解决:检查PLSY指令格式,确认Y0/Y2输出端口分配正确。
案例2:电机抖动
原因:增益参数(PA08-PA10)过高。
解决:降低刚性参数,使用GX Works3的数字示波器监控电流波动。
案例3:位置偏差过大
原因:电子齿轮比(PA05/PA06)设置错误。
解决:根据机械传动比重新计算脉冲当量,例如:
丝杠导程10mm → 脉冲当量=10mm/10000脉冲=0.001mm/脉冲。
六、高级调试技巧
1.一键式增益调整
在MR Configurator2中启动“Test Run”→“Auto Tuning”,电机自动运行并优化刚性参数。
2.原点回归功能
使用ZRN K500 K50 X15 Y0指令,配合近点开关(X15)实现精准回零。
3.多轴同步控制
通过CC-link IE Field Network组网,在GX Works3中配置多轴同步参数(如电子凸轮、齿轮比)。
通过以上步骤,可系统性解决三菱PLC与伺服电机的通讯及控制问题,确保设备高效、稳定运行。