近期，松下公司正式推出了其新型的PLC单元—FP∑。在原来FP0系列产品的基础上，大幅度提高了位置控制功能：
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可输出***高100KHz的脉冲序列, 以实现对步进和伺服电机进行控制。
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提供梯形升降速曲线控制、返回原点、点动运行（JOG）等专用***指令。
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***具特色的是，FP∑增加了两轴直线和圆弧插补联动功能。
除此以外，FP∑也具有常规PLC的强大逻辑控制功能。本文以作者利用FP∑成功开发的一两轴联动控制系统为例，介绍FP∑在运动控制系统中的应用。
一、系统要求 (西门子PLC系列)
1、两轴系统通过插补运动实现如图1所示的曲线轨迹；
2、可以修改运动速度参数和实时动态的运动状态显示。
图1
二、系统组成
系统主要由以下三部分组成：
1、上位控制器—FP∑
FP∑是一种面向运动控制的PLC，具有专用指令实现脉冲输出，内置直线插补、圆弧插补功能，同时也具有一般PLC的逻辑控制功能。
2、执行机构—步进电机（HN 200 3438）及驱动器（IM483）
步进电机驱动器接收FP∑输出的脉冲、方向信号，控制步进电机带动机械传动部分，使焊***走出图1所示的轨迹。
3、人机界面—easyviewMT220D
人机界面（HMI）和PLC进行双向数据交换，接收用户的工作参数设置，同时监视步进电机的运行状况。
FP∑输入/输出口定义如表1所示：
表1 输出/输入口定义
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输入口 |
功能 |
输出口 |
功能 |
| X0 | 启动按钮 | Y0 | X向脉冲输出 |
| X2 | X向原点输入 | Y1 | X向方向输出 |
| X3 | 急停按钮 | Y3 | Z向脉冲输出 |
| X4 | 手动/自动转换 | Y4 | Z向方向输出 |
| X5 | Z向原点输入 |
三、系统控制软件
1、FP∑的插补功能说明
（1）直线插补功能的实现
表2 直线插补寄存器数据
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DT500 DT501 |
控制字 H1000 |
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DT502 DT503 |
初始速度 500Hz |
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DT504 DT505 |
***大速度 5000Hz |
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DT506 DT507 |
加速时间 300mS |
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DT508 DT509 |
X目标值 5000Pulse |
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DT510 DT511 |
Y目标值 2000PLUS |
按所需轨迹设置如表2所示的寄存器数据，执行直线插专用指令F175，便可实现如图3所示的直线插补运动。
（2）圆弧插补功能的实现
表3 圆弧插补寄存器数据
| DT600 DT601 | 控制字 H10 |
| DT602 DT603 | 插补速度 500Hz |
| DT604 DT605 | X目标值 8860PLUS |
| DT606 DT607 | Y目标值 -5000PLUS |
| DT608 DT609 | X目标值 9396PLUS |
| DT610 DT611 | Y目标值 -3420PLUS |
按所需轨迹设置如表3所示的寄存器数据，执行圆弧插补运动专用指令F176，便可实现如图4所示的圆弧插补运动。
2、PLC软件流程
如图1所示的轨迹由多段直线和圆弧构成，我们首先将整个图形从接点处分成一段段的直线和圆弧，然后利用FP∑的直线和圆弧插补功能逐一实现每段的插补图形。***终完成整个插补过程。软件流程如图5所示。
图5 软件流程图
编程时，首先将整个曲线图形分成几段单独的直线和圆弧，然后利用PLC的插补功能来进行分段的插补。我们利用了PLC内部的WR寄存器。它是一个16位数据寄存器，每一位的状态都和一个R寄存器相对应。如图6示，当我们将“1”从WR1的***低位移向***高位的过程中，寄存器R10到R1F将依次轮流变为ON状态。因此，可以利用对WR1移位操作，顺次改变寄存器R1X的状态，来触发每一个单段的插补运动，以实现整个曲线运动，如流程图（图6）所示。
四、结束语
在该系统开发过程中，由于充分利用了FP∑强大的运动控制功能，大大缩短了开发周期，同时也节省了开发费用。通过长时期的使用，用户反映该系统具有较强的稳定性和较高的加工精度。伴随着PLC技术的进一步发展，FP∑在中小型运动控制系统中必将得到越来越广泛的应用。