在PLC程序中控制伺服电机需要结合硬件配置、指令编写和参数调试，以下是基于三菱FX3U PLC的详细实现方案，涵盖单轴定位、多轴联动及常见应用场景。
一、硬件配置与接线
1. 硬件需求
PLC型号：FX3U-32MT/ES-A（支持3路高速脉冲输出Y0/Y1/Y2）
伺服驱动器：如三菱MR-J4系列，支持脉冲+方向（PUL/DIR）控制模式
编码器反馈：伺服驱动器需配置增量式编码器（A/B相）用于位置反馈
电源与保护：24V DC电源、熔断器、滤波器（抑制电磁干扰）
2. 典型接线图
plaintextPLC输出端子 伺服驱动器输入端子Y0 (PUL+) ——→ PUL+ (脉冲信号) Y4 (DIR+) ——→ DIR+ (方向信号) COM (公共端) ——→ PUL-/DIR- (公共端) X0 (原点) ←—— Z相 (编码器原点信号) X1 (限位+) ←—— 正向限位开关 X2 (限位-) ←—— 反向限位开关
注意：
脉冲信号需通过差分驱动器（如RS422）长距离传输（>5m）。
伺服驱动器需设置控制模式为“位置控制”（参数Pr.02=0）。
二、PLC程序核心逻辑
1. 单轴绝对定位（DRVA指令）
plaintextLD M8000 // 常ON触点DRVA D100 K5000 Y0 Y4 // 绝对定位到D100的值，速度5000Hz，Y0脉冲输出，Y4方向控制 LD M8029 // 定位完成标志 OUT M100 // 触发下一步动作
参数说明：
D100：目标位置（脉冲数，需根据机械传动比换算）。K5000：脉冲频率（决定电机速度，需≤驱动器最大响应频率）。Y0/Y4：脉冲和方向输出端口。
2. 多轴联动控制（TBL指令）
plaintext// 定义轴1和轴2的定位表（D100-D199）LD M8000 TBL D100 M0 K1 // 调用轴1的第1个点位 TBL D200 M1 K1 // 调用轴2的第1个点位 // 动态修改点位（通过HMI写入D100/D200） LD M8000 MOV HMI_POS1 D100 // HMI_POS1为HMI传输的变量地址 MOV HMI_POS2 D200
3. 原点回归与限位保护
plaintext// 原点回归（使用DOG搜索模式）LD M8000 DRVI K0 K2000 Y0 Y4 // 以2000Hz速度向原点移动 LD X0 // 检测到Z相信号 RST Y0 // 停止脉冲输出 MOV D8145 D100 // 将当前位置设为原点（D8145为编码器计数值） // 硬件限位保护 LD X1 // 正向限位触发 RST Y0 // 强制停止 OUT Y10 // 报警指示灯
三、关键参数设置
1. 伺服驱动器参数
| 参数号 | 参数名 | 设置值 | 说明 |
|---|---|---|---|
| Pr.02 | 控制模式 | 0 | 位置控制模式 |
| Pr.08 | 电子齿轮比分子 | 1 | 根据机械传动比调整 |
| Pr.09 | 电子齿轮比分母 | 1 | 确保1脉冲=0.01mm位移 |
| Pr.1C | 加减速时间 | 0.1s | 避免机械冲击 |
| Pr.4B | 位置偏差过大报警 | 1000 | 防止失步 |
2. PLC参数
D8140-D8147：电子齿轮比设置（需与驱动器匹配）。
D8150-D8157：加减速时间常数（单位ms）。
D8160：脉冲输出模式（0=CW/CCW，1=PUL/DIR）。
四、调试与优化技巧
1. 手动测试模式
使用PLC的
FOR-NEXT循环逐步发送脉冲，验证电机响应：plaintextLD M8000FOR K1 K1000 K1 SET Y0 NOP RST Y0 NEXT
2. 速度与扭矩平衡
低速抖动：增大驱动器参数
Pr.0D（指令脉冲滤波时间）。高速丢步：检查PLC脉冲频率是否超过驱动器响应极限（如MR-J4最大200kHz）。
3. 故障诊断
监控特殊继电器：
M8329：定位异常结束标志（超程、过载等）。M8029：定位完成标志。读取驱动器报警代码：通过
MODRD指令读取驱动器状态寄存器。
五、典型应用案例
1. 流水线定位控制
场景：工件在传送带上停止后，伺服电机驱动夹爪精确定位抓取。
程序逻辑：
plaintextLD X10 // 传送带到位信号DRVA K5000 K3000 Y0 Y4 // 定位到5000脉冲位置 LD M8029 OUT Y20 // 夹爪气缸动作
2. 多轴同步运动
场景：X/Y轴联动绘制矩形轨迹。
程序逻辑：
plaintext// 轴1（X轴）定位表（D100-D109）// 轴2（Y轴）定位表（D200-D209） LD M8000 TBL D100 M0 K1 // X轴移动到点1 TBL D200 M1 K1 // Y轴同步移动到点1 LD M8029 TBL D102 M0 K2 // X轴移动到点2 TBL D202 M1 K2 // Y轴同步移动到点2
六、常见问题与解决
| 问题现象 | 可能原因 | 解决方案 |
|---|---|---|
| 电机不动作 | 脉冲输出未使能 | 检查Y0/Y4输出指示灯，确认接线 |
| 定位不准确 | 电子齿轮比设置错误 | 重新计算传动比并设置D8140-D8147 |
| 高速运行时振动 | 加减速时间过短 | 增大Pr.1C或D8150参数 |
| 报警AL.01（过载） | 机械负载过大 | 检查传动机构润滑或降低速度 |
七、扩展功能
1. 通过HMI修改点位
plaintext// 从HMI读取目标位置到D100MODRD H1 K10 D100 K1 LD M8000 DRVA D100 K5000 Y0 Y4
2. 凸轮同步控制
使用
CAM指令实现主从轴同步（需FX3U-3A-ADP扩展模块）。
通过以上方法，可实现PLC对伺服电机的高精度控制，适用于定位、同步、轨迹跟踪等工业场景。调试时需结合机械特性逐步优化参数，确保系统稳定运行。
