FM354定位模块控制式进给轴在我厂中的应用

朱丰光+++黎文淼+++李洪滨

摘 要：FM354定位模块在我厂镦粗机中用于进给轴的控制，负责钢管进出镦粗机。动作过程是先是进给轴快速前进，到达一定的距离转为慢速，再慢速走完剩余距离停止，加工完成后，先是快速回退，然后减速停止，再转到下一个工序。各进退动作由FM354定位模块控制日本三菱伺服驱动器及伺服电机完成。文章分析了FM354定位模块控制式进给轴的构成，三菱伺服电机与伺服驱动器的调试匹配，FM354定位模块对伺服驱动系统的控制编程。

关键词：FM354定位模块；伺服电机；伺服驱动器

1 FM354定位模块控制式进给轴的构成

（1）FM354模块6ES7 354-1AH01-0AE0用于伺服电机的定位；（2）20针的前连接器；（3）日本三菱伺服驱动器MR-J2S-200A；（4）日本三菱伺服电机HC-SFS121；（5）FM354模块X2接口与日本三菱伺服驱动器之间的连接电缆；（6）FM354模块X3接口与伺服编码器口的连接电缆；（7）S7-300CPU用于控制进退停止动作；（8）西门子相关组态编程软件。

2 伺服电机与伺服驱动器的调试匹配

三菱伺服驱动器要求的进线电源为三相AC200V-230V，在我国使用需加装三相AC380 V变AC220 V变压器，在按图纸说明进行线路连接过程中伺服驱动器的伺服电机动力端子（U，V，W）和伺服电机的电源输入端子（U，V，W）相位必须一致。接线检查无误后，接通电源进行伺服控制器参数设定， MR-J2S-200A伺服驱动器在参数的安全及使用频率的考虑之下，将参数区分为基本参数（No.0--19）扩展参数1（No.20--49）及扩展参数2（No.50--84）出厂设定为基本参数部分可供用户设定修改，扩展参数不能设定修改。若有增益调整或更详细的调整时，改变参数No.19的设定值，就可以修改扩展参数，当No.19为0000时只能设定修改基本参数，当No.19为000E时基本参数扩展参数都可以修改。修改参数的方法是：按“MODE”按钮，显示设定参数画面，显示参数号后按UP、 DOWN 按钮改变参数号按SET2次指定参数的设定值闪烁使用UP DOWN改变设定值再按SET确定就完成了对参数的修改。

我厂使用的是位置控制模式，No.0设定为0000是不使用再生制动选件的位置模式，No.1设定0002为选用增量型编码器，No.2设定0105是自动调谐模式自动调谐应答频率为35Hz，内部速度指令No.8 为100、No.9为500、No.10为1000加减速时间常数No.11为50、 No.12为49。以上参数需断电重起才能生效。启动时，先以低速运转确定方向，动作不对时检查输入信号，此三菱伺服控制器能依据模式适应控制，内置即时自动调整功能，因此伺服在运转时会自动调整增益，不用再作一般的增益调整。自动调整模式调整的参数有位置控制增益No.6，负载惯性比No.34，位置增益2 No.35，速度控制增益No.36，No.37以及速度积分补偿No.38，参数No.2的第1位是设定伺服系统整体的应答，应答频率设定较大时，对指令的跟随性及整定时间较短，但过大时，易发生振动，设置应答性时以不发生振动为原则。这样通过以上方法步骤完成伺服电机与伺服驱动器的调试匹配。

3 FM354定位模块对伺服系统的控制

FM354用模拟驱动接口（-10到+10V）控制三菱伺服驱动器。用增量型编码器来确定进给轴的位置，利用位置来修正输出电压。

3.1 接线和安装

FM354模块的模拟驱动接口X2与三菱伺服驱动器的模拟量给定接口相连，FM354模块的反馈编码器接口X3与伺服的编码器口相连。在上位机安装STEP7编程软件及FM354的组态软件并进行硬件组态如图1所示并配置参数。

3.2 程序编制

FM354参数的软件包里包含了应用FM354相关的功能块FC0、FC1、FC2、FC3和数据结构（UDT），复制、粘贴以上程序块到S7-300站项目的程序块Block下。使用UDT生成数据块DB1，然后根据进给轴进退的具体情况，编写运动控制程序。根据生产流程确定快速模式、慢速模式的需要条件即以上各M点，接着根据流程设定进给轴的快速值"DB_FM".CLEVEL_1慢速值"DB_FM".CLEVEL_2方向"DB_FM".DIR_P并编写354模块使能开启及开启模式所需要的条件。

编码器的反馈值通过"DB_FM".ACT_VAL读取，满足喂入条件时伺服电机正向启动并高速运行，编码器开始记数，当送进（记数）约70%时，伺服电机慢速运行直到记数停止，伺服电机处于制动状态喂入停止，加工完成满足退出条件后伺服电机反向启动并高速运行，伺服电机编码器开始倒记脉冲，记数减少到30%左右时，伺服电机减速运动直至记数停止，伺服电机保持制动状态。根据以上工艺编写出相应的前进减速点程序：

同理可编写出前进停止、后退减速、后退停止S7相应控制程序，从而完成整个由FM354为主导三菱伺服驱动器及电机等共同构成的进给轴控制

4 结束语

FM354定位模块控制式进给轴不但能实现点到点的定位，并且响应速度和精度优良是高速机械设备定位任务的理想解决方案。endprint

摘 要：FM354定位模块在我厂镦粗机中用于进给轴的控制，负责钢管进出镦粗机。动作过程是先是进给轴快速前进，到达一定的距离转为慢速，再慢速走完剩余距离停止，加工完成后，先是快速回退，然后减速停止，再转到下一个工序。各进退动作由FM354定位模块控制日本三菱伺服驱动器及伺服电机完成。文章分析了FM354定位模块控制式进给轴的构成，三菱伺服电机与伺服驱动器的调试匹配，FM354定位模块对伺服驱动系统的控制编程。

关键词：FM354定位模块；伺服电机；伺服驱动器

1 FM354定位模块控制式进给轴的构成

（1）FM354模块6ES7 354-1AH01-0AE0用于伺服电机的定位；（2）20针的前连接器；（3）日本三菱伺服驱动器MR-J2S-200A；（4）日本三菱伺服电机HC-SFS121；（5）FM354模块X2接口与日本三菱伺服驱动器之间的连接电缆；（6）FM354模块X3接口与伺服编码器口的连接电缆；（7）S7-300CPU用于控制进退停止动作；（8）西门子相关组态编程软件。

2 伺服电机与伺服驱动器的调试匹配

三菱伺服驱动器要求的进线电源为三相AC200V-230V，在我国使用需加装三相AC380 V变AC220 V变压器，在按图纸说明进行线路连接过程中伺服驱动器的伺服电机动力端子（U，V，W）和伺服电机的电源输入端子（U，V，W）相位必须一致。接线检查无误后，接通电源进行伺服控制器参数设定， MR-J2S-200A伺服驱动器在参数的安全及使用频率的考虑之下，将参数区分为基本参数（No.0--19）扩展参数1（No.20--49）及扩展参数2（No.50--84）出厂设定为基本参数部分可供用户设定修改，扩展参数不能设定修改。若有增益调整或更详细的调整时，改变参数No.19的设定值，就可以修改扩展参数，当No.19为0000时只能设定修改基本参数，当No.19为000E时基本参数扩展参数都可以修改。修改参数的方法是：按“MODE”按钮，显示设定参数画面，显示参数号后按UP、 DOWN 按钮改变参数号按SET2次指定参数的设定值闪烁使用UP DOWN改变设定值再按SET确定就完成了对参数的修改。

我厂使用的是位置控制模式，No.0设定为0000是不使用再生制动选件的位置模式，No.1设定0002为选用增量型编码器，No.2设定0105是自动调谐模式自动调谐应答频率为35Hz，内部速度指令No.8 为100、No.9为500、No.10为1000加减速时间常数No.11为50、 No.12为49。以上参数需断电重起才能生效。启动时，先以低速运转确定方向，动作不对时检查输入信号，此三菱伺服控制器能依据模式适应控制，内置即时自动调整功能，因此伺服在运转时会自动调整增益，不用再作一般的增益调整。自动调整模式调整的参数有位置控制增益No.6，负载惯性比No.34，位置增益2 No.35，速度控制增益No.36，No.37以及速度积分补偿No.38，参数No.2的第1位是设定伺服系统整体的应答，应答频率设定较大时，对指令的跟随性及整定时间较短，但过大时，易发生振动，设置应答性时以不发生振动为原则。这样通过以上方法步骤完成伺服电机与伺服驱动器的调试匹配。

3 FM354定位模块对伺服系统的控制

FM354用模拟驱动接口（-10到+10V）控制三菱伺服驱动器。用增量型编码器来确定进给轴的位置，利用位置来修正输出电压。

3.1 接线和安装

FM354模块的模拟驱动接口X2与三菱伺服驱动器的模拟量给定接口相连，FM354模块的反馈编码器接口X3与伺服的编码器口相连。在上位机安装STEP7编程软件及FM354的组态软件并进行硬件组态如图1所示并配置参数。

3.2 程序编制

FM354参数的软件包里包含了应用FM354相关的功能块FC0、FC1、FC2、FC3和数据结构（UDT），复制、粘贴以上程序块到S7-300站项目的程序块Block下。使用UDT生成数据块DB1，然后根据进给轴进退的具体情况，编写运动控制程序。根据生产流程确定快速模式、慢速模式的需要条件即以上各M点，接着根据流程设定进给轴的快速值"DB_FM".CLEVEL_1慢速值"DB_FM".CLEVEL_2方向"DB_FM".DIR_P并编写354模块使能开启及开启模式所需要的条件。

编码器的反馈值通过"DB_FM".ACT_VAL读取，满足喂入条件时伺服电机正向启动并高速运行，编码器开始记数，当送进（记数）约70%时，伺服电机慢速运行直到记数停止，伺服电机处于制动状态喂入停止，加工完成满足退出条件后伺服电机反向启动并高速运行，伺服电机编码器开始倒记脉冲，记数减少到30%左右时，伺服电机减速运动直至记数停止，伺服电机保持制动状态。根据以上工艺编写出相应的前进减速点程序：

同理可编写出前进停止、后退减速、后退停止S7相应控制程序，从而完成整个由FM354为主导三菱伺服驱动器及电机等共同构成的进给轴控制

4 结束语

FM354定位模块控制式进给轴不但能实现点到点的定位，并且响应速度和精度优良是高速机械设备定位任务的理想解决方案。endprint

摘 要：FM354定位模块在我厂镦粗机中用于进给轴的控制，负责钢管进出镦粗机。动作过程是先是进给轴快速前进，到达一定的距离转为慢速，再慢速走完剩余距离停止，加工完成后，先是快速回退，然后减速停止，再转到下一个工序。各进退动作由FM354定位模块控制日本三菱伺服驱动器及伺服电机完成。文章分析了FM354定位模块控制式进给轴的构成，三菱伺服电机与伺服驱动器的调试匹配，FM354定位模块对伺服驱动系统的控制编程。

关键词：FM354定位模块；伺服电机；伺服驱动器

1 FM354定位模块控制式进给轴的构成

（1）FM354模块6ES7 354-1AH01-0AE0用于伺服电机的定位；（2）20针的前连接器；（3）日本三菱伺服驱动器MR-J2S-200A；（4）日本三菱伺服电机HC-SFS121；（5）FM354模块X2接口与日本三菱伺服驱动器之间的连接电缆；（6）FM354模块X3接口与伺服编码器口的连接电缆；（7）S7-300CPU用于控制进退停止动作；（8）西门子相关组态编程软件。

2 伺服电机与伺服驱动器的调试匹配

三菱伺服驱动器要求的进线电源为三相AC200V-230V，在我国使用需加装三相AC380 V变AC220 V变压器，在按图纸说明进行线路连接过程中伺服驱动器的伺服电机动力端子（U，V，W）和伺服电机的电源输入端子（U，V，W）相位必须一致。接线检查无误后，接通电源进行伺服控制器参数设定， MR-J2S-200A伺服驱动器在参数的安全及使用频率的考虑之下，将参数区分为基本参数（No.0--19）扩展参数1（No.20--49）及扩展参数2（No.50--84）出厂设定为基本参数部分可供用户设定修改，扩展参数不能设定修改。若有增益调整或更详细的调整时，改变参数No.19的设定值，就可以修改扩展参数，当No.19为0000时只能设定修改基本参数，当No.19为000E时基本参数扩展参数都可以修改。修改参数的方法是：按“MODE”按钮，显示设定参数画面，显示参数号后按UP、 DOWN 按钮改变参数号按SET2次指定参数的设定值闪烁使用UP DOWN改变设定值再按SET确定就完成了对参数的修改。

我厂使用的是位置控制模式，No.0设定为0000是不使用再生制动选件的位置模式，No.1设定0002为选用增量型编码器，No.2设定0105是自动调谐模式自动调谐应答频率为35Hz，内部速度指令No.8 为100、No.9为500、No.10为1000加减速时间常数No.11为50、 No.12为49。以上参数需断电重起才能生效。启动时，先以低速运转确定方向，动作不对时检查输入信号，此三菱伺服控制器能依据模式适应控制，内置即时自动调整功能，因此伺服在运转时会自动调整增益，不用再作一般的增益调整。自动调整模式调整的参数有位置控制增益No.6，负载惯性比No.34，位置增益2 No.35，速度控制增益No.36，No.37以及速度积分补偿No.38，参数No.2的第1位是设定伺服系统整体的应答，应答频率设定较大时，对指令的跟随性及整定时间较短，但过大时，易发生振动，设置应答性时以不发生振动为原则。这样通过以上方法步骤完成伺服电机与伺服驱动器的调试匹配。

3 FM354定位模块对伺服系统的控制

FM354用模拟驱动接口（-10到+10V）控制三菱伺服驱动器。用增量型编码器来确定进给轴的位置，利用位置来修正输出电压。

3.1 接线和安装

FM354模块的模拟驱动接口X2与三菱伺服驱动器的模拟量给定接口相连，FM354模块的反馈编码器接口X3与伺服的编码器口相连。在上位机安装STEP7编程软件及FM354的组态软件并进行硬件组态如图1所示并配置参数。

3.2 程序编制

FM354参数的软件包里包含了应用FM354相关的功能块FC0、FC1、FC2、FC3和数据结构（UDT），复制、粘贴以上程序块到S7-300站项目的程序块Block下。使用UDT生成数据块DB1，然后根据进给轴进退的具体情况，编写运动控制程序。根据生产流程确定快速模式、慢速模式的需要条件即以上各M点，接着根据流程设定进给轴的快速值"DB_FM".CLEVEL_1慢速值"DB_FM".CLEVEL_2方向"DB_FM".DIR_P并编写354模块使能开启及开启模式所需要的条件。

编码器的反馈值通过"DB_FM".ACT_VAL读取，满足喂入条件时伺服电机正向启动并高速运行，编码器开始记数，当送进（记数）约70%时，伺服电机慢速运行直到记数停止，伺服电机处于制动状态喂入停止，加工完成满足退出条件后伺服电机反向启动并高速运行，伺服电机编码器开始倒记脉冲，记数减少到30%左右时，伺服电机减速运动直至记数停止，伺服电机保持制动状态。根据以上工艺编写出相应的前进减速点程序：

同理可编写出前进停止、后退减速、后退停止S7相应控制程序，从而完成整个由FM354为主导三菱伺服驱动器及电机等共同构成的进给轴控制

4 结束语

FM354定位模块控制式进给轴不但能实现点到点的定位，并且响应速度和精度优良是高速机械设备定位任务的理想解决方案。endprint