三菱电机服务商    

三菱 PLC 实现行程的精确控制，核心是 **“脉冲当量精准换算 + 闭环反馈修正 + 运动参数优化”**，结合伺服电机（或步进电机）+ 位置检测元件（编码器 / 光栅尺），适配从 “基础点位定位” 到 “高精度全闭环控制” 的不同场景。以下分「基础版（半闭环）」和「进阶版（全闭环）」给出可直接落地的程序逻辑，以 FX3U 为例，覆盖工业常用的直线行程控制需求。

核心前提：先明确 “脉冲当量”（精准控制的基础）

行程控制的本质是 “脉冲数→实际位移” 的精准换算，需先计算1 个脉冲对应负载移动的距离（脉冲当量）：$\text{脉冲当量(mm/脉冲)}=\frac{\text{丝杆导程(mm)}\times \text{减速比倒数}}{\text{电机编码器分辨率(脉冲/转)}}$示例：丝杆导程 10mm、减速比 1:1、伺服编码器 1048576 脉冲 / 转 → 脉冲当量 = 10/(1×1048576)≈0.0000095mm / 脉冲（即发送 1048576 脉冲，负载移动 10mm）。

一、基础版：半闭环行程控制（伺服编码器反馈，精度 ±0.01mm）

适配场景：普通搬运、送料机构，无严重机械间隙，依赖伺服自身半闭环反馈。

核心逻辑

PLC 发送精准脉冲数控制伺服定位，通过伺服 “到位信号” 确认行程完成，加入软限位、加减速优化避免过冲。

程序框架（梯形图 + 关键注释）

ladder

// ===================== 第一步：参数定义（停电保持寄存器，方便触摸屏修改） =====================
LD     M8002          // 首次上电初始化
MOV    K10000, D100   // 目标行程（mm）→ 需换算为脉冲数
MOV    K50, D101      // 运行速度（kHz）→ 脉冲输出频率
MOV    K10, D102      // 加减速时间（ms）
MOV    K0.0000095, D103 // 脉冲当量（mm/脉冲）→ 提前计算好

// ===================== 第二步：行程→脉冲数换算 =====================
LD     M8000          // 常ON
MUL    D100, D103, D104 // 目标脉冲数=目标行程÷脉冲当量（示例：10mm÷0.0000095≈1052632脉冲）
// 注：若脉冲当量为分数，建议先放大为整数比计算，避免浮点误差

// ===================== 第三步：伺服定位控制（DDRVA绝对定位指令） =====================
// X0：启动按钮，X1：急停按钮，X10：伺服到位信号（INP），Y0：脉冲输出，Y1：方向输出
LD     X0
AND    M8000
ANI    X1             // 急停断开禁止运行
DDRVA  D104, D101, Y0, Y1 // 绝对定位：目标脉冲数D104，速度D101kHz，脉冲端Y0，方向端Y1
D8140  K102           // 加减速时间设置（D8140对应Y0，值=D102=10ms）

// ===================== 第四步：到位确认+软限位保护 =====================
// 到位确认
LD     X10            // 伺服到位信号
SET    M0             // 定位完成标记
RST    Y0             // 停止脉冲输出

// 软限位（防止超程）
LD     M8000
CMP    D104, K2000000, M10 // 最大行程对应脉冲数2000000，超则报警
LD     M10            // 目标脉冲数＞最大值
RST    Y0             // 立即停止输出
SET    Y10            // 超程报警指示灯

// ===================== 第五步：故障处理 =====================
LD     X11            // 伺服报警信号（ALM）
RST    Y0             // 停止脉冲输出
SET    Y11            // 报警指示灯

关键优化点（提升精度）

1. 加减速平滑：启用 S 曲线加减速（FX3U 设置 D8147=1），避免电机启停冲击导致的行程偏差；

2. 电子齿轮比匹配：伺服端按脉冲当量计算电子齿轮比（参考安川 / 三菱伺服电子齿轮设置），确保 PLC 发送的脉冲数与伺服实际转动精准对应；

3. 脉冲输出校准：用示波器测量 PLC 实际输出脉冲数，与理论值对比，修正 D103（脉冲当量）的误差。

二、进阶版：全闭环行程控制（光栅尺反馈，精度 ±0.001mm）

适配场景：高精度加工、锂电 / 半导体设备，需补偿机械间隙、丝杆变形等误差，依赖光栅尺直接检测负载位移。

核心逻辑

PLC 通过高速计数器采集光栅尺反馈的实际位移，对比 “目标行程” 计算偏差，实时补发 / 减少脉冲修正偏差，直到偏差≤阈值。

程序框架（核心模块）

ladder

// ===================== 第一步：光栅尺位移采集（高速计数器） =====================
LD     M8002
MOV    H0080, D8140   // HSC0（X0/X1）设为A/B相正交计数，接收光栅尺脉冲
SET    M8140          // 启用高速计数器C235
RST    C235           // 清零计数器

LD     M8000
MOV    C235, D200     // 光栅尺脉冲数存入D200
MUL    D200, D103, D201 // 实际位移=光栅尺脉冲数×脉冲当量（mm）

// ===================== 第二步：偏差计算 =====================
LD     M8000
SUB    D100, D201, D202 // 偏差=目标行程-实际位移（mm）
ABS    D202, D203     // 取偏差绝对值

// ===================== 第三步：闭环修正 =====================
// 偏差阈值D204=0.001mm，偏差＞阈值时补发脉冲
LD     M8000
CMP    D203, D204, M20
LD     M20            // 偏差＞阈值
MUL    D202, D103, D205 // 需补发的脉冲数=偏差÷脉冲当量
PLSY   D101, D205, Y0 // 以D101频率补发脉冲

LD     M21            // 偏差≤阈值
RST    Y0             // 停止修正
SET    M1             // 全闭环定位完成

关键优化点（消除震荡 + 提升精度）

1. 分段修正：大偏差（＞0.01mm）用高速脉冲修正，小偏差（＜0.01mm）用低速脉冲（如 1kHz），避免过冲；

2. 间隙补偿：测量机械反向间隙（如 0.05mm），存入 D206，偏差计算时叠加补偿值（D202=D100-D201+D206）；

3. 稳定判定：偏差连续 50ms≤阈值才判定完成（用定时器 T0，LD M21 OUT T0 K5，T0 导通后才置位 M1），避免信号抖动误判。

三、三菱 PLC 行程控制的通用技巧

1. 参数化设计：将目标行程、速度、加减速时间、脉冲当量等存入停电保持寄存器（D100~D199），可通过触摸屏直接修改，无需改程序；

2. 多段行程切换：用 X2/X3 选择不同目标行程（如 LD X2 MOV K50 D100；LD X3 MOV K100 D100），适配多工位场景；

3. 原点回归校准：每次上电执行 ZRN 指令回归机械原点（LD M8002 ZRN K0 K100 Y0 Y1），消除累计误差；

4. 数据记录：将每次定位的目标行程、实际位移、偏差存入 D300~D399，方便追溯精度问题。

四、常见问题与解决

总结

三菱 PLC 精确控制行程的核心是：

1. 半闭环：靠 “精准脉冲数 + 伺服电子齿轮比” 保证基础精度；

2. 全闭环：靠 “光栅尺反馈 + 偏差实时修正” 补偿机械误差；

3. 无论哪种方式，都需先校准机械参数（丝杆导程、减速比），再优化程序逻辑（加减速、限位、补偿），最后通过实测微调参数。