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三菱公司QD75轴定位模块的表格化编辑方式真的适合我们吗？

本文教你如何使用改写寄存器参数的方式实现

【用户可编程、可示教的多轴综合运动控制系统】

作者：陆冯

注意：【本文如有不当之处，请各位高手指正】

众所周知，日本三菱集团是一家“富可敌国”的企业，它为日本军队生产过其在第二次世界大战中的多数主战装备，如：零式战斗机、航空母舰、坦克等等。目前，三菱旗下拥有24家核心事业部，涵盖轨道交通、化工、工业自动化，以及航天火箭发射等各个领域。可以称为是：“百年沉浮中的三菱集团”。抛开家仇国恨不谈，我个人从一个看待“企业”的角度，非常欣赏它。

我作为一名电气工程师，在工作中，经常用到三菱电机公司生产的可编程控制器、伺服，以及触摸屏产品。这些工业自动化产品，被三菱电机公司自己称为：“FA自动化产品”，这些产品，我从FX1NPLC到三菱L系列PLC、从MRJ2到MRJ5系列伺服、从A系列到F系列变频器，我都接触了一遍，甚至包括他们的三菱机器人。

总的来讲，三菱电机公司的FA自动化产品线，整体架构清晰、价格便宜、软件高低搭配（并且支持各个软件平台之间的交互仿真），在中国市场可以说，也算是占了个半壁江山！

可是，当我这几天在搞一个四轴综合运动控制系统时，我对它Q系列PLC中QD75定位模块的表格化的编程引导方式，产生了更加深刻的思考，觉得表格化的方式有缺点，并不合适我们更加简便地搭建运动控制系统，所以我采用我自己的方式去进行了编程，抛弃了它的表格式编程引导。

当然，也正是因为这台设备使用我自己独有的编程方式，能正常运行，并且成功实现“用户可编程、可自由示教”功能，我才敢写这篇文章，出来献丑………..

我们这一次的设备采用的是三菱Q系列的PLC+QD75定位模块来实现四轴的定位控制，在这个表格中，我们可以迅速完成对各个位置点的定位数据编辑，并且可以灵活地配置各个定位数据的插补方式、M代码、停留时间，甚至非常人性化地设置了“块启动”这样的数据表格，可以重复调用定位数据，实现复杂的定位数据调用逻辑。

我3年前，第一次接触QD75P4N定位模块，看到这个QD75的定位表格，给我的感觉就是清晰明了，所有的定位数据，都在这个表格中，但是要是想修改定位数据，就必须打开软件，重新设置这个表格，在之前做过的很多设备现场中，我都是这么干的——重新写表格、下载——重新写表格、下载………..

无限循环………..

我当时就在想，能不能有一个一键示教指令，可以不使用GXworks2软件重新下载程序和数据，通过HMI的操作就能实现定位数据的更改或示教。我去查阅了一下相关资料，三菱QD75手册中，有一条指令叫TEACH指令，就是示教指令。

它的使用非常复杂，我在网上好不容易找到一个老师讲解的TEACH指令讲解视频。它讲得非常详细，但是由于这个指令涉及的操作数实在太多，我很认真地听了4-6遍，搞明白了，也会用，但是我心里，总是在想着，应该有更加OK的方法，所以我一直在寻找。

这种想法在脑子里面已经呆了有几年的时间……..

这一次，老天又给我一次摸到QD75定位模块的机会，机不可失，时不再来。所以我下定决心，一定要实现—— 【用户可编程、可示教的多轴综合运动控制系统】

当然，一腔热血是办不了事情的，还得慢慢地、一页一页地去翻手册，终于在不间断投入27个小时的努力下，我找到了实现这样的功能的编程方式和编程架构！并且在设备上使用，最后取得成功，说实话，有点碰运气的成分……

那么接下来，我就来说说我的解决方案吧！

正文开始！

首先，我们在写入每一行的定位数据时，我们都要在QD75定位模块的轴1、轴2，或者3轴、4轴的定位数据表格中写入数据，如下图：

那么这个时候问题来了，我们所设置的表格，里面的每一个数据，一定是被Q系列PLC放在哪个存储器或者缓冲存储区里面去了。我们需要去找到它！它们被放在哪个位置！

我终于在翻阅QD75手册时，发现在手册的最后，有一个附录，如下图：

这个附录成功地解开了我所有的疑惑：

1.从QD75模块的第2000到第7999缓冲存储区，是存放QD75定位模块轴1定位数据的缓冲存储区；

2.这些存储区，每一个所占用的数据长度为16位；

3.我们在表格中所填写的每一行定位数据，包括：第几号定位数据、运行模式、控制方式、插补对象轴、加减速时间、M代码、停留时间、圆弧地址、定位地址，都被保存在10个缓冲存储区当中；

例如：

我们QD75定位模块的轴1的1号定位数据，就被写在了G2000到G2009这10个缓冲存储区当中，其中G2004和G2005两个16位缓冲存储区共同组成的32位缓冲存储区，存放的是我们设置的“定位速度”；G2006和G2007两个16位缓冲存储区共同组成的32位缓冲存储区，存放的是我们的“定位地址”。

那么同理，经过查找发现：

QD75定位模块的轴2的1号定位数据，就被写在了G8000到G8009这10个缓冲存储区当中，其中G8004和G8005两个16位缓冲存储区共同组成的32位缓冲存储区，存放的是我们设置的“定位速度”；G8006和G8007两个16位缓冲存储区共同组成的32位缓冲存储区，存放的是我们的“定位地址”。

那么，当我们完成上述内容的发现，整个问题变得简单了！

自此，我们将——重新定义QD75定位数据的编辑方式！彻底抛弃由三菱电机公司规定的表格化定位数据编辑方式；彻底告别编辑定位数据表格，再去下载定位数据表格的无限循环；将从底层上实现轴定位运动的逻辑闭环，为【用户可编程、可示教的多轴综合运动控制系统】的实现，确立了先决条件。

我们先将程序分为两个部分，如下图：

首先，是我们的“示教”程序，如下图：

我们采用变址寄存器Z+32位数据寄存器D组合的方式，实现对3个轴当前位置数据的记录，当我们置位M100辅助继电器，3个轴的数据被记录到不同的数据寄存器D中，并在T50时间继电器延时0.5秒后，也就是记录完成后，M100辅助继电器将被T50的常开触点复位，并把X、Y、Z轴对应的“数据记录”变址寄存器Z加2，实现每个轴的32位数据寄存器D地址向后偏移2个编号，保证我们的下一组数据在记录时，能够成功保存到下一组32位数据寄存器D当中。我在上图的程序中，把X、Y、Z三个轴的数据分别保存在D99-D198、D199-D298、D299-D398这三个范围的数据寄存器D当中，其中每个轴占用100个16位数据寄存器，那么我这个程序就只能保存50条示教数据。

那么想要保存更多咋办？很简单，把示教数据保存范围增大就可以了，Q系列PLC里面数据寄存器多着呢，绝对够用！比如：把X、Y、Z三个轴的数据分别保存在D0-D999、D1000-D1999、D2000-D2999这三个范围的数据寄存器D当中，其中每个轴占用1000个16位数据寄存器，那么这样就可以保存500条示教数据。

但是还有件事情别忘了，记得把这些数据寄存器，就是你保存X、Y、Z三个轴示教数据所用到数据寄存器D，要在工程PLC参数设置中，改为“掉电保持型”，让它们具备锁存功能，否则设备一掉电，数据全没了，每次开机都要重新示教，这就太离谱了。

数据寄存器D在PLC参数中设置为“掉电保持型”，操作如下图：

接下来，我们要继续来写示教程序，有人这时候疑惑了，我们不是已经完成了3个轴的当前位置记录，还有什么需要补充的吗？其实，这时也是考验一个工程师的时候，我们的示教程序目前能记录，但是如果记录错了，想删除刚才记录的这个数据怎么办？

所以，我们还要再设计一个“回删”程序，满足用户修改示教数据的需求，如下图：

我们同样采用变址寄存器Z+32位数据寄存器D组合的方式，实现对3个轴的上一个位置数据的清除，当我们置位M101辅助继电器时，将用M101辅助继电器的上升沿先把3个轴对应的“数据记录”变址寄存器Z进行1次减2，实现每个轴的32位数据寄存器D地址向前偏移2个编号，回到上一个已经示教完成的数据寄存器D的地址，然后把“0”放进3个轴对应的地址当中，从而实现，对上一个已经示教完成的数据的清除，这样就可以重新示教新的、正确的定位数据了。

当然，我们可以更加大胆地想一下，我们用一个没有使用过的变址寄存器Z，比如说“Z10”，在触摸屏上设定“Z10”的值，来修改我们3个轴的示教数据寄存器D的地址，然后再配合我们的“修改功能”按钮——【是不是这样，我们就可以任意修改我们所有记录数据的值，想改几号数据，就改几号数据？？？】

上述方法我已经试验过，是可行的。因此，我们在PLC编程中，要胆大心细、勇于创新，这样才能写出“出其不意”的编程效果。

接下来，就是我们的“自动运行”程序了，如下图：

同样，我们采用变址寄存器Z+32位数据寄存器D组合的方式，实现对3个轴当前位置数据的读取，将我们在人工示教时3个轴的数据写入到我们QD75定位模块的每个轴的1号定位数据当中。

然后我们，将把每个轴的1号定位数据放进它们对应的轴启动编号寄存器中，并给予启动信号，这样我们的3个轴将运动到我们示教的第一组定位数据位置，到达我们示教的第1个点。那么当我们走完第1个点之后，我们如何继续往下走呢？

此时，我们将会把3个轴对应的“数据读出”变址寄存器Z进行1次加2，我们将“程序状态器”D70置为1，再次回到第1步，就可以了。

但是！！！请大家注意：我们程序一共可以示教50组定位数据，如果用户只示教了30组，我们不做任何程序上的判断，就直接这样一直循环下去，后面20组数据，3个轴的定位数据由于没有示教，都是“0”，相当于让3个轴回20次原点，合适吗？

所以，我们要进行程序上的判断，那么我们如何知道用户示教了多少个点呢？或者说如何判断，下一组即将执行的定位数据是没有经过用户示教的、是无效的呢？？

程序如下图：

我们将经过“数据读出”变址寄存器Z偏移后的示教数据寄存器D里面的数据读出来，与“0”进行比较，如果3个轴数据都为“0”，那么就证明下一组即将执行的定位数据是无效的，我们直接将“程序状态器”D70置为100，让设备去复位就可以了，复位完成后等待下一次启动。但是如果我们的3个轴的定位数据有1个不为“0”，就证明下一组即将执行的定位数据是有效的，我们将“程序状态器”D70置为1，再次回到第1步，让设备运动到下一个点。

如此循环往复，我们的设备将按照我们的示教数据，不断地跑完每一个示教过的定位点，实现【用户可编程、可示教的多轴综合运动控制系统】的所有技术要求！！！

在本文最后，送给大家几段话：

1.编写PLC程序的目的，是为了让设备安全、可靠、准确、高效地运行起来，任何设备的PLC程序应当具备“安全性”、“正确性”、“可扩展性”、“可读性”和“可移植性”5个方面的特性。

2.在PLC技术日新月异的今天，我们要准确分析各大PLC厂商的编程软件中，不断更新的“编程引导方式”，这些新的引导方式，可能在某种程度上，降低了我们的编程复杂程度，但是我们始终要——透过现象看“本质”！存优祛劣！

3.我们这个专业，是一个“涉及面及其广泛”的专业，从硬件到软件，一个都不能落下，而且各大PLC厂商的技术更新速度很快，因此——我们要在战略认知上有“万变不离其宗”的底气，但是在战术认知上，还是要去明白“勤能补拙是良训”这个道理的，一定要多查百度、多看手册、多动手练习。

本文代表陆冯个人观点及技术分享，侵删

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