基于PLC電解機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)首先通過闡述機(jī)床結(jié)構(gòu)與控制要求，提出了基于PLC電解機(jī)床系統(tǒng)控制；其次，根據(jù)硬件配置及電路設(shè)計(jì)，完成了系統(tǒng)軟件程序的編寫；最后，對設(shè)計(jì)進(jìn)行了仿真與調(diào)試，能夠達(dá)到手動(dòng)及時(shí)控制與關(guān)鍵詞：電解機(jī)床；PLC;系統(tǒng)控制 21.1本課題的來源及意義 21.2國內(nèi)電解機(jī)床控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀 2 2 32.1電解加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)分析 42.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 7 7 93.1西門子數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 93.2控制系統(tǒng)電氣圖設(shè)計(jì) 93.2.1電氣原理圖設(shè)計(jì) 93.2.2機(jī)床布局圖 3.2.3機(jī)床電氣安裝接線圖 3.3控制面板的設(shè)計(jì) 3.4對刀電路的設(shè)計(jì) 3.5.1控制面板上的按鍵輸入地址 3.5.2控制面板上的輸出指示地址 3.6機(jī)床電氣設(shè)備總體配置設(shè)計(jì) 3.6.1802Dsl系統(tǒng)主要接口 3.6.2驅(qū)動(dòng)部分的連接 3.7變送器與記錄儀的電路設(shè)計(jì) 4.1機(jī)床PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 4.2加工操作流程分析 4.3數(shù)控系統(tǒng)與PLC接口信號 4.4PLC程序的設(shè)計(jì) 4.4.1PLC程序編寫 5.1電路檢查 285.2系統(tǒng)初始化 285.3PLC調(diào)試 5.3.1通訊連接 5.3.2PLC程序調(diào)試 5.3.3PLC用戶報(bào)警編輯 5.4驅(qū)動(dòng)調(diào)試 31.1本課題的來源及意義1950年代電解加工技術(shù)的興起，在后20年迅速發(fā)展，在理解的限度之間存直到上個(gè)世紀(jì)90年代，我國首創(chuàng)了一項(xiàng)數(shù)控展成電解加工技術(shù)，由簡單形構(gòu)的控制。運(yùn)動(dòng)控制卡是一種安裝在PC機(jī)上專門用于電機(jī)控制的板卡，與PC機(jī)構(gòu)構(gòu)成主從控制結(jié)構(gòu)，PC機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)界面管理和其它管理工作，而控制卡負(fù)近年來，我國自主開發(fā)研制了電解加工機(jī)床的PLC控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用(1)首先給出了電解加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)分析及系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。(2)其次，完成了控制系統(tǒng)硬件配置及電路設(shè)計(jì)，主要包括機(jī)床控制系統(tǒng)(3)再其次，完成了控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。主要包括機(jī)床PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、加工操作流程分析、數(shù)控系統(tǒng)與PLC接口信號及PLC程序的設(shè)計(jì)。(4)最后，進(jìn)行仿真調(diào)試，主要包括電路第二章機(jī)床結(jié)構(gòu)及控制要求2.1電解加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)分析(1)按陰極運(yùn)動(dòng)形式分類電解機(jī)床可根據(jù)陰極在加工過程中的運(yùn)動(dòng)形式分為陰極移動(dòng)機(jī)和陰極固定陰極作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，陰極或零件必須能夠作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。安裝零件并調(diào)整陰極位置后，可通過激活電解槽和電解槽電源直接處理陰極固定電解加工機(jī)。這臺機(jī)器主要用于加工少量零件加工，如毛刺、膨脹孔、拋光等。(2)按機(jī)床結(jié)構(gòu)布局分類圖2.1電解加工機(jī)床主要類型示意圖視機(jī)床布局形式而定，電解機(jī)床槽可分為車床和室，如圖2.1所示。立式電解機(jī)床也可分為c型車床和箱型車床。圖2-1(a)是一個(gè)垂直的c形結(jié)構(gòu)，陰極頭向下移動(dòng)，工件可以是輔助運(yùn)動(dòng)，也可以是鎖定運(yùn)動(dòng)。此結(jié)構(gòu)最常用于中小型電解機(jī)床，加工對象包括模具型腔、孔等。圖(b)是一種框架塔式結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)度和加工穩(wěn)定性要比c塔結(jié)構(gòu)強(qiáng)得多。在加工過程中，陰極提前運(yùn)動(dòng)，工件固定或輔助運(yùn)動(dòng)，適用于整體葉片加工、中型和大型模具型腔等。臥式電解加工機(jī)床可分為機(jī)床-單頭水平工具和雙頭水平工具。圖(c)是單頭水平結(jié)構(gòu)，陰極橫向輸入適用于空壓機(jī)蜂窩環(huán)等零件加工。圖(d)是一種雙頭水平結(jié)構(gòu)，其中結(jié)構(gòu)的兩端可以同時(shí)工作并得到有效處理，主要用于雙面處理的零件，如發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工和屬于加工機(jī)的葉片背面加工根據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)布置方式，電解機(jī)床DJL3163屬于箱型立式電解機(jī)床。2.1.2機(jī)床結(jié)構(gòu)本機(jī)床結(jié)構(gòu)采用四立柱式結(jié)構(gòu)，如圖2.2所示圖2.2機(jī)床結(jié)構(gòu)圖此機(jī)床是一般電動(dòng)機(jī)械的一部分，它可以處理不同類型的形狀和孔曲面，例如模具、葉片、整體托盤、內(nèi)外齒輪、凹槽和其他成型零件。機(jī)床主體由床主主軸頭、工作臺、數(shù)控轉(zhuǎn)臺和X/Y滑動(dòng)臺五個(gè)主要部分組成，機(jī)床如圖2.3所示。(1)床身是機(jī)床的基本部件，用于安裝需要穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、良好剛度和高定位精度的功能部件。刀具法蘭安裝在用于零件安裝和放置的工作表中，該工作表可由旋轉(zhuǎn)表驅(qū)動(dòng)以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。工作臺采用花崗巖材料，頂部表面配有不銹鋼t型導(dǎo)軌，剛度高，保溫效果好。床的一部分配有井口、進(jìn)料系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)。潤滑系統(tǒng)定期注入潤滑油，以減少滾珠絲杠之間的磨損。(2)滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.4所示。陰極板安裝在主軸頭滑動(dòng)軸承的底部，隨滑動(dòng)軸承上下移動(dòng)。為了確?；瑒?dòng)軸承的靈活運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)軸承由滾珠絲杠、右滑軌和滑動(dòng)軸承驅(qū)動(dòng)。軌道支撐安裝在橫梁上，其中八個(gè)固定，八個(gè)可在頂部和底部調(diào)整。因此，軌道對可以在不使用軌道集的情況下進(jìn)行調(diào)整，并且稍微預(yù)先加載以確保運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性。圖2.3機(jī)床圖圖2.4滑枕示意圖滾珠絲杠放在滑枕的中間，滾珠螺母去掉了間隙并有預(yù)載，如果操作后有磨損，機(jī)器重大檢修時(shí)必須調(diào)整除了陰極位移的數(shù)字顯示外，機(jī)器前面還會顯示一條規(guī)則。規(guī)則上方和下方有一個(gè)極限開關(guān)，用于確定滑動(dòng)軸承的上限和下限位置，以防止操作錯(cuò)誤損壞機(jī)床?？梢允褂谩翱焐稀?、“快下”、“點(diǎn)上”、“點(diǎn)下”按鈕操作，而不是手動(dòng)調(diào)整導(dǎo)管位置。(3)工作箱為不銹鋼，前后左右兩側(cè)均設(shè)有門，電纜、電筒及進(jìn)氣道均布置在四周；在工作臺頂部，臺灣銀希溫XY滑動(dòng)平臺布置在主軸頭與陰極板之間，實(shí)現(xiàn)陰極的精確定位。工作臺是電解槽的處理位置，處理后的電解槽從溝渠或管道的排水孔中流出，返回電解槽。回油管的內(nèi)徑必須至少為150mm。此外，機(jī)床運(yùn)行時(shí)，工作箱中充滿了飛濺電解槽和殘馀加工氣體，產(chǎn)生了火花，X/Y平臺的密封要求和流動(dòng)枕頭的密封要求很高。(4)數(shù)控轉(zhuǎn)臺、XY滑塊和z進(jìn)給軸共同構(gòu)成機(jī)床運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。z進(jìn)給軸帶動(dòng)枕通過滾珠絲杠結(jié)構(gòu)進(jìn)行向下進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)陰極進(jìn)給；X/Y軸操作平臺通過安裝板安裝在滑動(dòng)軸承上，并由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，使陰極沿X/Y方向運(yùn)動(dòng)。X/Y/Z進(jìn)給軸和a旋轉(zhuǎn)軸可協(xié)調(diào)為四軸，以加工全局葉片或曲面進(jìn)給系統(tǒng)對零件的加工精度影響很大，要求低速穩(wěn)定性，不能有分流。2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求(1)系統(tǒng)選型，取決于負(fù)載類型，例如輸出點(diǎn)的動(dòng)作頻率、輸出電流大小、輸出電流類型等，確定PLC輸出終端是繼電器輸出還是晶體管輸出。(2)進(jìn)入PLC的干擾主要來源為供電，可為PLC使用單獨(dú)供電，用強(qiáng)、弱電分開接線，避免其他設(shè)備停機(jī)，并通過自身的強(qiáng)電路干擾PLC;電解加工時(shí)，外部干擾信號強(qiáng)，不影響加工操作，控制箱應(yīng)遠(yuǎn)離電解機(jī)床；此外，必須在系統(tǒng)主電源的交流輸入端安裝發(fā)射器，屏蔽接收器和步進(jìn)濾波器，發(fā)射器-接收器可以有效減少進(jìn)入電源的外部干擾，步進(jìn)濾波器可以吸收。(3)系統(tǒng)PLC提供的24V電源容量小，使用時(shí)應(yīng)注意電源容量，以防短路，以避免與PLC發(fā)生干擾。(4)安裝布線時(shí)，信號線與電力線分開，不同線型布置在不同的卡插槽；在一定的狀況下，驅(qū)動(dòng)、變換器和其他強(qiáng)大電氣設(shè)備應(yīng)與電氣部件等分開安裝；安裝位置的間距應(yīng)大于200mm;對于模擬信號，如溫度、壓力等，采用電流應(yīng)在4~20毫安。編程方法和說明。2.3控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和步驟包括以下幾部分，如圖2.5所示。確定用廣0設(shè)備選擇NO聯(lián)機(jī)調(diào)試NO交付使用NO(1)首先應(yīng)充分掌握電解機(jī)的控制要求，包括機(jī)床應(yīng)采取的動(dòng)作、必要的動(dòng)作順序、聯(lián)鎖和保護(hù)、操作方式選擇等。然后選擇相應(yīng)的輸入設(shè)備，輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對象。(2)根據(jù)輸入輸出設(shè)備和機(jī)器的功能要求計(jì)算I/O信號點(diǎn)數(shù)一—確定的工具，選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)字控制系統(tǒng)。(3)繪制PLC電氣原理圖、接線原理圖和配電柜元件示意圖，并執(zhí)行I/O點(diǎn)分布。根據(jù)受控對象的I/O信號和選定的數(shù)控系統(tǒng)型號，分配PLC硬件資源、繼電器。(4)建立梯形程序是保證機(jī)床正常、安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，因此機(jī)床的運(yùn)行必須滿足控制程序。(5)連接和安裝控制箱電氣組件。系統(tǒng)控制方案設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)行機(jī)床電氣電路的安裝連接和調(diào)整。3.1數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)西門子802Dsl數(shù)字控制系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，外部輸入輸出信號通過端子夾層卡連接到PP72/48I/O模塊，I/O模塊通過總線連接到集成的PLC,并進(jìn)行機(jī)床儀表邏輯控制。系統(tǒng)最多可配置三個(gè)I/O模塊。所有軸的伺服驅(qū)動(dòng)控制均由NCK直接控制執(zhí)行，伺服電機(jī)配備位置編碼器，通過信號電纜反向電機(jī)的實(shí)際速度和位置來實(shí)現(xiàn)半閉環(huán)控制。380V的交流電流通過感應(yīng)干擾消除后通過低通濾波器傳遞給電源模塊，交流電流轉(zhuǎn)換為600V直流電，然后通過直流母線提供給電機(jī)模塊，電機(jī)模塊將直流電流轉(zhuǎn)換為可控交流電流。設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖3.1人機(jī)界面人機(jī)界面NC鍵盤操作面板機(jī)床電氣信號負(fù)載伺服電動(dòng)機(jī)端子轉(zhuǎn)接板模塊進(jìn)給單元圖3.1硬件結(jié)構(gòu)圖3.2控制系統(tǒng)電氣圖設(shè)計(jì)根據(jù)電氣原理圖設(shè)計(jì)原則，結(jié)合電解機(jī)床的實(shí)際情況，繪制指揮系統(tǒng)電氣原理圖。主電路負(fù)荷主要是控制箱空調(diào)、六通道記錄儀、潤滑油泵、伺服電動(dòng)機(jī)電面板(機(jī)床-操作面板)輸入，輸入端子適配器板輸入到PP72/48(系統(tǒng)配置的I/O面板),然后對信號進(jìn)行處理并傳輸?shù)捷敵龆俗舆m配器板，以控制電源、液泵、潤滑油泵等的開口。PP72/48是通過端子轉(zhuǎn)換板上的50芯扁平電纜和PLC系統(tǒng)上的電纜傳輸信號。電氣原理如圖3.2所示。機(jī)床停止運(yùn)動(dòng)控制電路、設(shè)備開關(guān)控制電路，如液泵、潤滑油泵和電解電極限傳感器電路等。接通開關(guān)SB1,24V直流電源，按啟動(dòng)鍵SB2啟動(dòng)系統(tǒng)，中間繼電器KA0供電，而常開觸點(diǎn)KA0關(guān)閉并鎖定，控制單元啟動(dòng)并供電外部電源24VDC,電源24VDC用于控制同時(shí)，KM1線圈通電，常閉觸點(diǎn)閉合，六通道記錄儀、空調(diào)器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊通電。電解電源、液泵、潤滑油泵等的開口由圖3.2電氣原理圖3.2.2機(jī)床布局圖機(jī)床電氣零部件布局圖表示機(jī)床控制面板中所有電氣設(shè)備的實(shí)際安裝位置，電氣零部件根據(jù)它們在安裝板上的位置和區(qū)域繪制。電氣元件之間的位置關(guān)系由安裝板的面積大小、比率和連接線的順序決定，并且不應(yīng)違反安裝規(guī)則。在控制系統(tǒng)中，電氣零部件的作用不同，它們各自的安裝位置也不同。在制定電氣部件布局圖時(shí)，應(yīng)遵守以下原則：(1)電氣版本下安裝大、重元件，加熱元件安裝在上面；(2)區(qū)分強(qiáng)電和弱電，避免干擾；(3)需要頻繁維修或修訂的組件的安裝位置不應(yīng)過高或過低；(4)電氣零部件布局盡可能美觀，結(jié)構(gòu)和形狀相似的零部件組裝在一起。布局圖和控制柜圖分別如圖3.3,3.4所示。6712AX動(dòng)電電電使能控制外部機(jī)模塊機(jī)模塊器抗電8圖3.3控制柜布局圖圖3.4控制柜圖3.2.3機(jī)床電氣安裝接線圖電氣安裝布線方案是根據(jù)電氣零部件的實(shí)際位置和實(shí)際布線確定的。根據(jù)電氣零部件布局圖，按照強(qiáng)、弱電分離原則和接線最經(jīng)濟(jì)的原則進(jìn)行組織。連接電氣設(shè)備安裝部件和修復(fù)電氣故障的重要基礎(chǔ)。由于所有MCP都是切換信號并通過I/O接口連接到PLC,因此可以選擇802Dsl兼容MCP或根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)自己的機(jī)器控制面板。機(jī)床控制面板-刀具是由設(shè)計(jì)和制造的[414。首先，根據(jù)機(jī)床控制要求，參考西門子標(biāo)準(zhǔn)面板示意規(guī)劃必要的功能鍵，合理安排功能鍵。以軸點(diǎn)鍵布局為例。根據(jù)數(shù)控機(jī)床的不同類型，可大致分為斜床布置、平床布置、立式銑床布置、升降工作臺銑刀布置和變點(diǎn)布置等五種軸點(diǎn)鍵交叉布置形式。本機(jī)床為立式電解機(jī)床，可參考立式銑床布局形式，按鍵#20定義為快速鍵，負(fù)極鍵預(yù)設(shè)為正極鍵的對稱位置(熱鍵為對稱點(diǎn)),并根據(jù)加工機(jī)床的工作習(xí)慣推力按鈕的布置如圖3.5所示。該工具的目的是確定程序原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置。這是在電解準(zhǔn)備階段必須完成的任務(wù)。工具可以分為手動(dòng)工具和自動(dòng)工具。手工刀是工人手動(dòng)控制陰極頭運(yùn)動(dòng)的一種方法，它以增量方式控制預(yù)付款。當(dāng)陰極接觸到零件時(shí)，發(fā)報(bào)機(jī)會發(fā)出報(bào)警，將刀向上提起，留出約1mm的間隙值，并補(bǔ)償加工過程中的進(jìn)給深度處的間隙。自動(dòng)進(jìn)刀工具由進(jìn)刀電路完成，方法是：選擇手動(dòng)模式，按進(jìn)刀按鈕，選擇自動(dòng)測量工具，按“+”z鍵降低刀具，當(dāng)陰極接觸陽極時(shí)，陰極立即停止運(yùn)動(dòng)，返回到退刀平面，即刀路的設(shè)計(jì)采用印刷電路板的形PROBE測量信號連接到802DslX20接口的端子11,而端子9和12是探測器信號的公共端子。模擬進(jìn)刀操作時(shí)，按進(jìn)刀鍵進(jìn)入陰極，此時(shí)按下模擬進(jìn)刀鍵，卡12關(guān)閉，二極管連接，進(jìn)刀檢測樣品傳輸?shù)絇CU接口端子x120完成對于刀具操作，按下工具鍵進(jìn)入陰極，當(dāng)陰極接觸到零件時(shí)，KA11關(guān)閉，發(fā)光二極管通過，探針將信號傳遞到PCU接口端子，陰極停止運(yùn)動(dòng)并返回，測量值自動(dòng)記3.5輸入輸出地址分配緊急停止、重置等，均通過端子傳輸，通過50芯扁輸出模塊端子X11和X222,接著通過PROFIBUS總線連接到輸入控制系統(tǒng)PLC,控制面板上的信號輸入地址分布如圖3.7所示。對刀冷卻-Z進(jìn)給倍率3.5.2控制面板上的輸出指示地址機(jī)床顯示信號是機(jī)床工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)響應(yīng)，可以清楚地顯示機(jī)床工作狀態(tài)。增指示、cn啟動(dòng)指示等。機(jī)器狀態(tài)指示燈安裝在機(jī)器控制面板上，其聯(lián)系地址如圖3.8所示。單段單段增量啟動(dòng)報(bào)警運(yùn)行指示指示指示指示指示模擬運(yùn)對刀使液泵行指示能指示指示M澗滑電解電空調(diào)指示源指示指示快進(jìn)指示3.5.3系統(tǒng)負(fù)載輸出地址PLC負(fù)載輸出主要包括電解電源、液泵執(zhí)行部件以及驅(qū)動(dòng)單元使能，采用繼電器輸出方式，斷電時(shí)二極管與線圈構(gòu)成續(xù)流，避免反電勢對PLC接點(diǎn)造成損害。系統(tǒng)負(fù)載地址如圖3.9所示。MMMv8電征v圖3.9負(fù)載地址分配3.6機(jī)床電氣設(shè)備總體配置設(shè)計(jì)3.6.1802Dsl系統(tǒng)主要接口(1)PCU主要接口表3.3PCU各接口功能CF卡的插□50芯CF卡插口和4個(gè)LED燈X4電源接□X5以太同接□8芯RJ45插口，用于連接到以太回9芯孔式D型插座，用于連接PROFIBUSDPXSRS232接口X9PS2鍵盤接□X10USB外設(shè)接口螺旋連接的12芯端「插頭，連接數(shù)字輸入端和輸出X30手輪接口螺旋連接的12芯端F插頭，最多可接兩個(gè)手輪802Dsl西門子PCU包括PLC、NC、HMI,是整個(gè)系統(tǒng)的核心，正確連接接口和針腳是系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。每個(gè)PCU聯(lián)絡(luò)點(diǎn)都有固定的輸入信號，接口采用插入和提取方法，以便于安裝。PCU接口及其功能見表3.3。X20和X21接□是高速數(shù)字I/O接口，可連接最多16個(gè)數(shù)字量輸入或8個(gè)數(shù)字量輸入和8個(gè)數(shù)字量輸出的各種SINAMICS驅(qū)動(dòng)設(shè)備?；@結(jié)等X1x30-x20-鍵盤電纜端子電纜NC鍵盤②圖Y軸電機(jī)X軸電機(jī)乙軸電機(jī)A軸電機(jī)Z/A軸電機(jī)模塊④sW功率電源模塊XY軸電機(jī)模塊轉(zhuǎn)接板PC機(jī)⑤圖3.10電氣連接圖來，電氣信號統(tǒng)一為4~20mA或0~5V?]。例如，JWB-K-PT10號輸入可分為電流信號和電壓信號，電流信號正負(fù)兩極分別連接到端子a和c,第四章控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1機(jī)床PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法(1)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法基于受控對象的控制要求和設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合和修改(2)邏輯設(shè)計(jì)方法基于邏輯算法，具體取決于生產(chǎn)過程中要執(zhí)行的控制功(4)PLC的工作原理是由左至右由、上至下的直線圓4.2加工操作流程分析零件的加工工藝均相同，包括刀、加工參數(shù)的設(shè)置(電解電壓、電流、進(jìn)給速度圖4.1操作流程圖根據(jù)操作程序，第2章分析了該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和需要履行的職能。該方案的結(jié)構(gòu)是以模塊方式設(shè)計(jì)的，將主要方案和子程序結(jié)合起來，將PLC分為主要方案4.3數(shù)控系統(tǒng)與PLC接口信號機(jī)床外的輸入/輸出信號主要包括機(jī)床控制面板(MCP)控制信號和機(jī)床電氣信號。MCP面板控制信號主要包括軸運(yùn)動(dòng)控制信號。運(yùn)行模式選擇信號、緊急關(guān)機(jī)、重置等。該部分信號通過50芯扁平電纜連接到PP72/48輸入/輸出模塊端軸限制信號等。信號的這一部分通過電纜連接到PP72/48上的端子X333。系統(tǒng)中嵌入的PLC是數(shù)字控制系統(tǒng)的重要組成部分，它通過NCK(數(shù)字控制內(nèi)核)、為1,PLC接受MCP的按鍵信號，并根據(jù)位數(shù)據(jù)確定用戶是否選擇自動(dòng)加工模PLC返回系統(tǒng)已處于自動(dòng)加工模式的MCP信息。(4)按MCP面板上的循環(huán)啟動(dòng)鍵，參數(shù)v1000001.7變?yōu)?,MCP向PLC發(fā)送cn啟動(dòng)指令。號啟動(dòng)。同時(shí)，參數(shù)v320000001.7變?yōu)?,PLC向NCK發(fā)送cn啟動(dòng)命令。(6)NCK讀取加工程序，參數(shù)v330000003.0變?yōu)?,nckPLC反饋機(jī)處于自動(dòng)加工狀態(tài)。(7)NCK運(yùn)行NC程序并使用伺服模塊控制軸運(yùn)動(dòng)。然后通過PROFIBUS總線發(fā)送給PLC,PLC分析故障信號，發(fā)出用戶報(bào)警，控制機(jī)床的動(dòng)作，同時(shí)PLC將報(bào)警編號作為變量傳遞給HMI。4.4PLC程序的設(shè)計(jì)4.4.1PLC編程軟件介紹編程在專用編程軟件802d3.1vPLC中進(jìn)行，程序結(jié)構(gòu)由主程序和相關(guān)的子程序組成，使用lad(trapeze)作為編程語言。其編程接口如圖4.2所示?！醭绦驂K符號表狀芯圖交又引用ToolPLC802-DJL3163_20130308-[SIIATIC20DEL~T_E~E網(wǎng)絡(luò)1Initialization分5數(shù)據(jù)類型交叉引用交量類型檢視道訊海網(wǎng)圖4.2編程界面在指令樹區(qū)域中單擊程序塊以直接進(jìn)入階梯編輯窗□,單擊鼠標(biāo)右鍵以插入子程序并創(chuàng)建新的子程序模塊。符號表允許將I/O點(diǎn)、t定時(shí)器、v變量和m標(biāo)志位的絕對地址更改為符號名稱，以便于編程和閱讀。每個(gè)子程序模塊調(diào)用的局部變量在局部變量表中定義，其主要類型為in、OUT、IN-OUT、TEMP等。編輯程式時(shí)，請直接將指令拖曳至「編輯」視窗，然后輸入指令符號的名稱。在編寫西門子PLC程序時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：(1)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)必須以一個(gè)聯(lián)系人開始，不能以一個(gè)聯(lián)系人結(jié)束。(2)線圈不能作為陣列開始；線軸用于終止邏輯網(wǎng)絡(luò)。單個(gè)陣列可以包含多個(gè)線軸，但陣列中的一條水平線不能包含多個(gè)線軸，只能放置在陣列的平行分支上。(3)如果ENO選項(xiàng)存在于框架中，電流會延伸到框架之外，這意味著可以在框架之后放置其他指令。可以將多個(gè)具有ENO屬性的框串聯(lián)到網(wǎng)絡(luò)中的對等行上。如果未選取此勾選方塊，則無法在之后放置指令。4.4.2PLC程序編寫PTP提供了刀具和車床編程示例。方案結(jié)構(gòu)包括一個(gè)空的主程序模塊和幾個(gè)次級程序模塊，其主要功能是緊急停止控制、軸運(yùn)動(dòng)控制、潤滑控制等。用戶可以根據(jù)樣例程序的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自己的程序，也可以從原始程序添加或修改必要的控件。機(jī)床控制系統(tǒng)-電動(dòng)工具的設(shè)計(jì)可參考銑床編程實(shí)例，同時(shí)在主程序中增加刀、電動(dòng)供電泵等之間的保護(hù)程序，以及壓力過大、過流等保護(hù)程序。電解機(jī)床有三個(gè)進(jìn)給軸和一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，沒有主軸，主軸控制程序設(shè)計(jì)可以刪除，程序結(jié)構(gòu)如圖4.3所示。序解護(hù)聯(lián)程鎖序保制手序控軸控制程序急停程序?qū)Φ冻绦虺跏蓟绦驁D4.3PLC程序結(jié)構(gòu)主程序是PLC在運(yùn)行時(shí)自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行的程序，包括子程序調(diào)用、退出條件和主邏輯關(guān)系設(shè)計(jì)。其職能如下：(1)使用特殊位元連接器SM0.1(PLC第一個(gè)PLC周期為1,下一個(gè)周期為0)在第一個(gè)PLC掃描期間呼叫PLC_iniPLC初始化程式子程式，以完成PLC初始化工作；(2)使用特殊標(biāo)記位sm0.0(對于PLC周期通常為1)調(diào)用每個(gè)PLC掃描周期中的每個(gè)子程序；(3)檢查機(jī)床的電解加工參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)一—工具；(4)提供壓力、短路保護(hù)、電解電源處理、電解泵、刀等功能的關(guān)聯(lián)關(guān)系。2.PLC初始化(PLC_INI)程序設(shè)計(jì)主程序是PLC在運(yùn)行時(shí)自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行的程序，包括子程序調(diào)用、退出條件和主邏輯關(guān)系設(shè)計(jì)。其職能如下：(1)使用特殊連接器SM0.1(PLC第一個(gè)PLC循環(huán)為1,下一個(gè)PLC循環(huán)為0)在第一個(gè)PLC掃描期間調(diào)用PLC_ini初始化子程序，以完成PLC初始化作業(yè)；(2)使用特殊標(biāo)記位sm0.0(PLC循環(huán)通常為1)調(diào)用每個(gè)PLC掃描周期的每個(gè)子程序；(3)檢查機(jī)床的電解參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)；(4)提供壓力、短路保護(hù)、電解電源處理、電泵、刀等功能之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。4.5所示。緊急停機(jī)激活、電源端子狀態(tài)復(fù)位控制X20.2(OFF3)、運(yùn)動(dòng)軸停機(jī)、D_OFF3_OFF1計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)、延時(shí)結(jié)束、驅(qū)動(dòng)允許復(fù)位D_OFF1_EP_LM端子和d_計(jì)時(shí)器。圖4.5急停時(shí)序控制程序復(fù)位按鈕、緊急停止按鈕、軸運(yùn)動(dòng)控制按鈕、操作模式選擇按鈕、電源開關(guān)用送到V1000XXXX接口數(shù)據(jù)區(qū)域，以便進(jìn)一步處理子程序，并將NCK確認(rèn)的信由綠色按鈕控制。在自動(dòng)模式和MDA模式下，可以在單段模式下運(yùn)行程序，并圖4.7工作模式選擇程序(2)進(jìn)給倍率程序的編寫進(jìn)給率遞增按鈕開關(guān)使用5位數(shù)的綠色代碼方法調(diào)整遞增系數(shù)，5位數(shù)的綠色代碼共有32位，從00010開始到10101開始之間有24對值，這些值必須位于保險(xiǎn)存儲地址：vb14000101到VB14000124和開關(guān)因此，vb14000102有23個(gè)從00011開始的數(shù)值，用于調(diào)整進(jìn)給率增量系數(shù)。每個(gè)綠色代碼按鈕對應(yīng)于I/O生成值0,如果顯示值0,則會啟用用戶警報(bào)70019(前角開關(guān)處于禁用狀態(tài)),并MCP(V1000xxxx)操作面板的接口信號，如操作方法、進(jìn)給系數(shù)、軸運(yùn)動(dòng)控制信在802Dsl系統(tǒng)中最多可以安裝兩個(gè)電子手搖輪。在此系統(tǒng)中安裝了一個(gè)電子手搖輪。使用控制盤控制每個(gè)軸的進(jìn)給速度時(shí)，必須在MCP面板上選擇增量中初始化、判斷和激活手搖輪選擇的軸號，然后將其傳遞給NCK動(dòng)模式下選擇的等效脈沖對相應(yīng)軸執(zhí)行手搖輪進(jìn)給檢查。手搖輪控制程序如圖4.8所示。圖48手搖輪控制程序7.軸控制(AXES_CTL)的編寫兩個(gè)硬限制開關(guān)，則該子程序?qū)⑼ㄟ^NCKV380X1000.0或V380X1000.1接口啟用NCK硬限制功能，具體取決于限制開關(guān)的配置子程式的OVlmt輸出訊號會連接至緊急停止處理程式的HWL_ON輸入訊號，當(dāng)其中一個(gè)軸出現(xiàn)固定參數(shù)時(shí)，激活。卸載報(bào)警時(shí)，首先單擊MCP面板上的釋放限制按鈕，相反方向進(jìn)入報(bào)警(2)未使用軸的硬極限輸入信號為“1”。限位釋放按鈕輸人到Z軸限位輸入到Y(jié)軸限位3T到X軸限位2T到急停按鈕急停輸入PCU端子20.2:圖4.9硬件邏輯方案原理圖該方案報(bào)警信息表如表4.1所示，程序如圖4.10所示。表4.1硬限位報(bào)警信息表運(yùn)動(dòng)方向0111急停生效00111超限001100012超限00012超限00003超限00003寸-超限HetrorkHetrork9EvaluationofthehardwarelimitinthedefinedD圖4.10硬限位報(bào)警程序設(shè)計(jì)8.聯(lián)鎖保護(hù)程序設(shè)計(jì)聯(lián)鎖保護(hù)旨在防止由于加工過程中的錯(cuò)誤操作而對機(jī)器和機(jī)器造成的損壞，并調(diào)整操作程序。主要包括電泵與電液電源之間的聯(lián)鎖保護(hù)、刀與電液電源之間的聯(lián)鎖保護(hù)等各模塊聯(lián)鎖保護(hù)方案原理相似，以刀鎖保護(hù)方案設(shè)計(jì)為例，其保護(hù)功能如圖4.11所示。否圖4.11對刀保護(hù)功能圖拆卸程序設(shè)計(jì)為使用MCP面板按鈕信號鎖定報(bào)警信號，使報(bào)警軸可以反向滑油泵的開啟周期以及每次開啟時(shí)的潤滑時(shí)間。工作狀態(tài)指示為PLC將觸點(diǎn)信號狀態(tài)返回到MCP面板并由led顯示。第五章仿真與調(diào)試通電之前，應(yīng)檢查輸入/輸出電路是否連接此計(jì)算機(jī)是一臺無主軸的電解裝置，系統(tǒng)工具箱提供的p化文件首先通過RCS802或cfcard軟件傳輸?shù)?02Dsl,具體取決于計(jì)算機(jī)類型系統(tǒng)中的文件目錄如圖5.1所示，然后通過在NC調(diào)試期間更改參數(shù)來刪除主軸。RCS802軟件用于在傳輸過程中配置軟件，打開RCS802通信軟件，并根據(jù)相應(yīng)本V01040100,單擊“項(xiàng)目”,然后單擊“創(chuàng)建項(xiàng)目”,再在通信連接模式下選工具查找計(jì)算機(jī)上的刀具初始化文件，并將其復(fù)制到802D控制的Start-Pi1eEditVieSattinesECommectviaEthernet(peertopeemecttoproplus田田口Nane圖5.1RCS802通訊設(shè)置窗口在將PLC程序下載到802Dsl系統(tǒng)之前，必須建立通信連接，包括RS232通信電纜連接、以太網(wǎng)連接和24V調(diào)制解調(diào)器電纜連接。每種連接方法的參數(shù)相似，可以根據(jù)計(jì)算機(jī)界面的形狀進(jìn)行選擇。本文以以太網(wǎng)連接為例建立通信連接。802Dsl系統(tǒng)側(cè)設(shè)置-釋放控制系統(tǒng)通信端□"102”。進(jìn)入系統(tǒng)通信屏幕，選擇“網(wǎng)絡(luò)信息”→“防火墻信息”,選擇端□“102”,然后單擊“接受”保存。計(jì)算機(jī)側(cè)設(shè)置：打開802pour編程軟件進(jìn)入通信站，選擇以太網(wǎng)接口，為遠(yuǎn)程地址欄和數(shù)字控制系統(tǒng)建立相同的IP地址。啟用控制系統(tǒng)以太網(wǎng)連接并刷新計(jì)算機(jī)以建5.3.2PLC程序調(diào)試通過使用PLC編程工具將編譯的PLC應(yīng)用程序下載到802Dsl來啟動(dòng)PLC應(yīng)用程序。通過MCP面板更改輸入狀態(tài)，同時(shí)觀察系統(tǒng)內(nèi)部地址的變化，檢查PLC邏輯控制程序是否符合設(shè)計(jì)要求，并通過交叉引用表檢查地址沖突。緊急停機(jī)控制程序調(diào)試時(shí)，設(shè)置MD14512[16]Bit0=1,這意味著系統(tǒng)處于調(diào)試模式，緊急停機(jī)警報(bào)可以通過復(fù)位來解除，調(diào)試后，MD14512[16]Bit0參數(shù)將被替換為“0”。PLC程序是從子程序庫創(chuàng)建的。您必須在制造商層級設(shè)定MD31060=2PLC機(jī)器參數(shù)，并設(shè)定機(jī)器類型“銑床”。PLC用戶的詳細(xì)警告可