【正文】 利用現(xiàn)有地基，不必像購(gòu)入新設(shè)備時(shí)那樣需重新構(gòu)筑地基。而我們?cè)谛畔⒓夹g(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面比發(fā)達(dá)國(guó)家約落后20年。近幾年在大型機(jī)床的電氣化改造中PLC技術(shù)的應(yīng)用得到了長(zhǎng)足發(fā)展，有許多成功范例?？删幊绦蚩刂破髟谖覈?guó)的發(fā)展與應(yīng)用已有40多年的歷史，現(xiàn)在它己經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高傳統(tǒng)工業(yè)裝備水平和技術(shù)能力的重要設(shè)備和強(qiáng)大支柱。經(jīng)有關(guān)討論決定對(duì)電氣線路進(jìn)行數(shù)控化改造，采用PLC摸塊作核心控制，用變頻器驅(qū)動(dòng)主電機(jī)帶動(dòng)工作盤(pán)，左右立柱電機(jī)更換步進(jìn)電機(jī)，傳動(dòng)絲杠改用滾珠絲杠，用觸摸屏代替控制柜，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示與控制。通過(guò)改變電流頻率來(lái)改變電機(jī)速度，但如果僅改變頻率而不改變電壓，頻率降低時(shí)會(huì)使電機(jī)出于過(guò)電壓(過(guò)勵(lì)磁)，導(dǎo)致電機(jī)可能被燒壞。而當(dāng)使用變頻器時(shí)，變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機(jī)上的，所以電機(jī)起動(dòng)電流和沖擊要小些。20世紀(jì)80年代，作為變頻技術(shù)核心的PWM模式優(yōu)化問(wèn)題吸引著人們的濃厚興趣，并得出諸多優(yōu)化模式，其中以鞍形波PWM模式效果最佳。變頻器控制方式經(jīng)歷了以下五代:1, U/fC的正弦脈寬調(diào)制(SPWM)控制方式電壓空間矢量(SVPWM)控制方式矢量控制(VC)方式4直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)方式5,矩陣式交交控制方式控制方式是決定變頻器使用性能的關(guān)鍵所在。直接轉(zhuǎn)矩控制以測(cè)量電機(jī)電流和直流電壓作為自適應(yīng)電機(jī)模型的輸入。伺服系統(tǒng)是以機(jī)械運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，電動(dòng)機(jī)為控制對(duì)象，以控制器為核心，以電力電子功率變換裝置為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在自動(dòng)控制理論的指導(dǎo)下組成的電氣傳動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)。控制器按照數(shù)控系統(tǒng)的給定值和通過(guò)反饋裝置檢測(cè)的實(shí)際運(yùn)行值的差，調(diào)節(jié)控制量:功率驅(qū)動(dòng)裝置作為系統(tǒng)的主回路，一方面按控制量的大小將電網(wǎng)中的電能作用到電動(dòng)機(jī)之上，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的大小，另一方面按電動(dòng)機(jī)的要求把恒壓恒頻的電網(wǎng)供電轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)所需的交流電或直流電。具體要求其調(diào)速范圍寬、位移精度高、穩(wěn)定性好、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。與進(jìn)給伺服一樣，主軸伺服經(jīng)歷了從普通三相異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)到直流主軸傳動(dòng)?？深A(yù)見(jiàn)隨著超高速切削、超精密加工、網(wǎng)絡(luò)制造等先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，具有網(wǎng)絡(luò)接口的全數(shù)字伺服系統(tǒng)、直線電動(dòng)機(jī)及高速電主軸等將成為數(shù)控機(jī)床行業(yè)的關(guān)注的熱點(diǎn)，并成為伺服系統(tǒng)的發(fā)展方向。PLC基于電子計(jì)算機(jī)，但并不等同于普通計(jì)算機(jī)。輸入輸出信息變換、可靠物理實(shí)現(xiàn)，可以說(shuō)是PLC實(shí)現(xiàn)控制的兩個(gè)基本要點(diǎn)。國(guó)際電工委員會(huì)(IEC )對(duì)PLC的定義是:可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。 CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。SEIMENS S7226型PLC是西門(mén)子公司近年來(lái)開(kāi)發(fā)的具有先進(jìn)水平的可編程控制器，具有廣泛應(yīng)用領(lǐng)域。本章對(duì)機(jī)床改造整個(gè)方案和應(yīng)用到的技術(shù)做了闡述，并對(duì)PLC做了簡(jiǎn)要介紹。但不管什么型號(hào)的PLC，其編程語(yǔ)言都具有一些共同的特點(diǎn): 圖形式指令結(jié)構(gòu): 程序由圖形方式表達(dá)，指令由不同的圖形符號(hào)組成，易于理解和記憶。如西門(mén)子公司還采用控制系統(tǒng)流程圖來(lái)表示，它沿用二進(jìn)制邏輯元件圖形符號(hào)來(lái)表達(dá)控制關(guān)系，很直觀易懂。PLC中的變量和常數(shù)以及其取值范圍有明確規(guī)定，由產(chǎn)品型號(hào)決定，可查閱產(chǎn)品目錄手冊(cè)。 : 無(wú)論是匯編程序，還是高級(jí)語(yǔ)言程序調(diào)試，都是令編輯人員頭疼的事，而PLC的程序調(diào)試提供了完備的條件，使用編程器，利用PLC和編程器上的按鍵、顯示和內(nèi)部編輯、調(diào)試、監(jiān)控等，并在軟件支持下，診斷和調(diào)試操作都很簡(jiǎn)單。采用助記符形式便于實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樗恍枰慌_(tái)簡(jiǎn)易編程器，而不必用昂貴的圖形編程器或計(jì)算機(jī)來(lái)編程。這點(diǎn)PLC與普通的計(jì)算機(jī)是完全相同的。 指令系統(tǒng)：一個(gè)PLC所具有的指令的全體稱(chēng)為該P(yáng)LC的指令系統(tǒng)。用戶(hù)程序一般由用戶(hù)設(shè)計(jì)，PLC的廠家或代銷(xiāo)商不提供。內(nèi)部橫豎線把一個(gè)個(gè)梯形圖符號(hào)指令連成一個(gè)指令組，這個(gè)指令組一般總是從裝載(LD)指令開(kāi)始，必要時(shí)再繼以若干個(gè)輸入指令 (含LD指令)，以建立邏輯條件。一般講，其順序?yàn)?先輸入，后輸出(含其他處理)；先上，后下；先左，后右。如梯形圖的輸出(OUT)指令，對(duì)應(yīng)于繼電器的線圈，而輸入指令(如LD. AND, OR)對(duì)應(yīng)于接點(diǎn)，互鎖指令(IL, ILC)可看成總開(kāi)關(guān)，等等。S7200CPU程序由三個(gè)基本元素組成：主程序、子程序(可選)、中斷程序(可選)。STEP7Micro/WIN32允許以網(wǎng)絡(luò)為單位給LAD程序建立注釋。C5235雙柱立式車(chē)床程序包含1個(gè)主程序(OB 1)，11個(gè)子程序。通過(guò)與計(jì)算機(jī)連接可以實(shí)現(xiàn)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)相連，進(jìn)行自動(dòng)化控制。在自由口模式下，通信協(xié)議是由用戶(hù)定義的。 2，指令類(lèi)型該字節(jié)用來(lái)標(biāo)志指令的類(lèi)型，不同的指令用該字節(jié)中的代碼來(lái)區(qū)分。前兩個(gè)字節(jié)表示寄存器類(lèi)型，后兩個(gè)字節(jié)表示寄存器號(hào)。同理，如果要寫(xiě)入5個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，M中應(yīng)寫(xiě)入，“OA”。BCC校驗(yàn)碼的方法就是將要傳送的字符串的ASCII碼以字節(jié)為單位作異或和，并將此異或和作為指令的一部分傳送出去。 PLC在接到上位機(jī)指令后，將發(fā)送一個(gè)21字節(jié)長(zhǎng)反饋信息，格式見(jiàn)表42 。 結(jié)束字符標(biāo)志著反饋信息的結(jié)束，在本例中被定義為26H 。假設(shè)要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)中也有47H，并且數(shù)據(jù)直接以其原本的形式傳輸，則PLC會(huì)因?yàn)榻邮盏搅藬?shù)據(jù)中的47H而停止接收，這樣PLC接收到的指令將是一個(gè)不完整的非法指令，很可能造成PLC的誤動(dòng)作。ASCII碼的其余部分可以用作控制字(起始標(biāo)志、結(jié)束標(biāo)志、指令類(lèi)型等)。 RCV會(huì)將以“g”開(kāi)頭“G”，結(jié)尾的指令保存到接收緩沖區(qū)，并同時(shí)產(chǎn)生接收完成中斷。如果指令格式正確(指令的結(jié)束標(biāo)志在接收緩沖區(qū)中特定的位置VB133)而B(niǎo)CC碼不相等，則發(fā)送代表BCC校驗(yàn)碼錯(cuò)誤的反饋信息。Read子程序首先禁止RCV，然后將指令所要讀取的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制ASCII碼并寫(xiě)入發(fā)送緩沖區(qū)、計(jì)算BCC檢驗(yàn)碼、最后發(fā)送反饋信息。Write子程序首先禁止RCV，然后將指令中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入目標(biāo)寄存器，最后發(fā)送代表寫(xiě)入正確的反饋信息。允許RCV。 PLC寄存器地址分配此程序占用PLC寄存器的VB 100VB 199。VB102,VD149//重新裝入地址指針MVODamp。 可編程控制器網(wǎng)絡(luò)的各級(jí)子網(wǎng)無(wú)論采用總線結(jié)構(gòu)，還是環(huán)形結(jié)構(gòu)，它的通信介質(zhì)是共享資源。對(duì)于局域網(wǎng)來(lái)說(shuō)，存取控制方式與數(shù)據(jù)傳送方式是其通信協(xié)議最核心的內(nèi)容。不同站對(duì)實(shí)時(shí)性的要求可能不同，同一站中不同通信任務(wù)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求也可能不同。 要保證可編程控制器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性必須滿(mǎn)足下列三個(gè)時(shí)間約束條件: (1)必須限定每個(gè)站每次取得通信權(quán)的時(shí)間上限值，以防某一站長(zhǎng)期霸占子網(wǎng)而導(dǎo)致其它各站實(shí)時(shí)性惡化。此外提高實(shí)時(shí)性還可以通過(guò)減少通信協(xié)議的層數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，一般靠底層的子網(wǎng)采用只包含3層通信協(xié)議的塌縮結(jié)構(gòu)，這正是為了提高實(shí)時(shí)性，另外選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳送方式對(duì)于提高實(shí)時(shí)性有明顯的效果，發(fā)送數(shù)據(jù)要求對(duì)方應(yīng)答，比無(wú)應(yīng)答服務(wù)慢得多，要求連接又要應(yīng)答的服務(wù)則更慢，而廣播式通信最快。你亦能以附加件的形式獲得其它通訊通道。編程接口:VBScript和有訪問(wèn)COM對(duì)象模型和API功能的ANSIC)以及各種任選件(WinCC/DatMonitor，WinCC/Connectivity Pack WinCC/IndustrialDataBridge)構(gòu)成了靈活而高效的IT和商務(wù)集成的基礎(chǔ)?？?結(jié) 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開(kāi)始了根本性變革。論文進(jìn)一步闡述了PLC接口與通信技術(shù)，介紹了自由口模式下PLC與計(jì)算機(jī)的通信原理與技術(shù)，以及與控制系統(tǒng)的通信設(shè)計(jì)，另外對(duì)人機(jī)界面HMI軟件也做了論述?；赑LC控制的綜合化控制系統(tǒng)，將工廠生產(chǎn)過(guò)程控制與信息管理系統(tǒng)密切結(jié)合起來(lái)，為MES和ERP系統(tǒng)準(zhǔn)備了技術(shù)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的電子信息化工廠。由于他們的培養(yǎng)，我學(xué)到了很多實(shí)用知識(shí)，對(duì)我今后的工作有很大幫助。最后，感謝學(xué)校在為我們提供畢業(yè)設(shè)計(jì)的場(chǎng)地，感謝所有關(guān)心、幫助我的老師，同學(xué)，朋友們！參考文獻(xiàn)，電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)，南京東南大學(xué)出版社，2003，可編程序控制器選用手冊(cè)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002，通用變頻器的選擇與使用，中華紙業(yè)[J]，2001，可編程邏輯器原理與程序設(shè)計(jì)，北京：國(guó)防工業(yè)出版，2005，變頻器應(yīng)用技術(shù)及電動(dòng)機(jī)調(diào)速，北京：人民郵電出版社，1997，交流調(diào)速電梯原理，設(shè)計(jì)及安裝維修，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，可編程序控制器原理及應(yīng)用，西安：西安電子科技大學(xué)出版社 凱，可編程控制器教程，東南大學(xué)出版社，2005，機(jī)械工業(yè)出版社，2005，可編程控制器教程(提高篇)，電子工業(yè)出版社，2005，可編程控制器應(yīng)用技術(shù)，化學(xué)工業(yè)出版社，2002，可編程控制器原理及應(yīng)用，華南理工大學(xué)出版社，1998，IBMPC匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，清華大學(xué)出版社，199