隨著可編程控制器(PLC)的發(fā)展，它在工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域應(yīng)用愈加廣泛，由于PLC是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，可編程控制器((PLC)廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床等工業(yè)控制中。它在控制性能、組機(jī)周期和硬件成本等方面所表現(xiàn)出的綜合優(yōu)勢(shì)是其他工控產(chǎn)品難以比擬的，因而在工業(yè)自動(dòng)化、過程控制、數(shù)據(jù)處理等方面的應(yīng)用也越來越多。

在數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)中，數(shù)字控制部分包括對(duì)各坐標(biāo)軸位置的連續(xù)控制，這個(gè)任務(wù)由計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置實(shí)現(xiàn):順序控制是在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過程中，根據(jù)數(shù)控機(jī)床內(nèi)部標(biāo)志以及機(jī)床各操作開關(guān)實(shí)際運(yùn)行的信號(hào)狀態(tài)，按照預(yù)先規(guī)定的邏輯順序，對(duì)諸如主軸轉(zhuǎn)速((S功能)，對(duì)主軸正J反轉(zhuǎn)和啟動(dòng)/停止、刀庫管理(T功能)、卡盤夾緊和松開、冷卻(M功能)、尾架、排屑等輔助動(dòng)作的控制。
輸出信號(hào)2個(gè)，一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)晶閘管調(diào)速器，另一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)螺旋給料機(jī)，均為模擬信號(hào)。根據(jù)I／O信號(hào)數(shù)量、類型以及控制要求，選擇FX2-16MR主機(jī)，4通道模擬量輸入模塊FX2-4AD，2通道模擬量輸入模塊FX一2DA，這樣共8個(gè)開關(guān)量輸入點(diǎn)，8個(gè)開關(guān)量輸出點(diǎn)，4個(gè)模擬量輸入通道，2個(gè)模擬量輸出通道，能夠滿足控制要求。PLC主機(jī)與外部模塊連接如圖3所示。圖3PLC主機(jī)與外部模塊連接圖圖3PLC主機(jī)與外部模塊連接圖4I/O地址編號(hào)將7個(gè)輸入信號(hào)、2個(gè)輸出信號(hào)按各自功能類型分好，并與PLC的I／O端一一對(duì)應(yīng)，其外部信號(hào)與PLC的I／O端地址編號(hào)對(duì)照表如表1所示。1I／O對(duì)照表5程序設(shè)計(jì)根據(jù)控制原理圖2，刨花量設(shè)定經(jīng)FX2-4AD的CH1通道和壓力傳感器的刨花反饋信號(hào)經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換后作差值運(yùn)。
并有一定的比例關(guān)系，即膠量隨刨花量的變化而變化，精度要求小于3％。攪拌機(jī)工藝流程圖圖1攪拌機(jī)工藝流程圖2控制方案根據(jù)刨花板的生產(chǎn)工藝過程和質(zhì)量控制要求，攪拌機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)雙參量隨動(dòng)控制系統(tǒng)。刨花量的輸出作為膠量輸入的設(shè)定值，兩個(gè)輸出量除自身保持穩(wěn)定外，還要求它們之間有一定的比例關(guān)系。實(shí)際生產(chǎn)中為了保證刨花量與膠量的恒定和一定的配比關(guān)系，刨花回路采用比例控制，即要求運(yùn)算器的輸出信號(hào)與偏差信號(hào)成正比。這里的偏差信號(hào)實(shí)際上就是由傳感器測(cè)出的螺旋給料機(jī)輸出的刨花量與給定值之差。這個(gè)信號(hào)比例放大后作為螺旋給料機(jī)的電機(jī)控制器的輸入信號(hào)，以控制刨花量的穩(wěn)定。膠液回路采用比例積分控制系統(tǒng)，可減少階躍擾動(dòng)時(shí)的余。
通過對(duì)機(jī)床伺服系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)建模與分析，可對(duì)機(jī)床控制參數(shù)的優(yōu)化設(shè)置。面向前沿，采購優(yōu)質(zhì)，先進(jìn)的零部件，組裝自己的數(shù)控產(chǎn)品，是我國加入世貿(mào)組織后，民族機(jī)電產(chǎn)品贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的一條捷徑。本文方法和手段。均在我們自行研制的開放式數(shù)控機(jī)床上得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。PLC程序的編計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置(CNC)根據(jù)輸人的零件加工程序進(jìn)行相應(yīng)的處理(如運(yùn)動(dòng)軌跡處理、機(jī)床輸入輸出處理等)，然后輸出控制命令到相應(yīng)的執(zhí)行部件(T}服單元、驅(qū)動(dòng)裝置和PLC等)，所有這些工作是由CNC裝置內(nèi)硬件和軟件協(xié)調(diào)配合，合理組織，使整個(gè)系統(tǒng)有條不紊地進(jìn)行工作的。其中PLC的作用是接受CNC的M,S}T指令，對(duì)其進(jìn)行譯碼并轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，控制輔助裝置完成機(jī)床相應(yīng)的開關(guān)動(dòng)作;同時(shí)接受操作面板和機(jī)床側(cè)的I/0信。
控制喂毛簾、剝毛輥、毛斗電動(dòng)機(jī)的起、停等邏輯控制；計(jì)算功能：自動(dòng)喂毛機(jī)的白調(diào)勻整系將每斗所稱的毛的實(shí)際重量與工藝設(shè)定的重量通過觸摸屏送至PLC進(jìn)行比較，根據(jù)重量偏差值經(jīng)計(jì)算后調(diào)整喂毛時(shí)間(即延長(zhǎng)或縮短喂毛時(shí)間)，以保證單位時(shí)間內(nèi)喂入的毛料基本相等，起到了自調(diào)勻整的作用；控制自動(dòng)換簡(jiǎn)制作，當(dāng)滿筒信號(hào)(編碼器脈沖計(jì)數(shù)達(dá)設(shè)定值時(shí))送至PLC，PLC控制換筒電磁閥動(dòng)作，帶動(dòng)氣動(dòng)換筒子機(jī)構(gòu)將滿筒推出，并撥進(jìn)空簡(jiǎn)，完成自動(dòng)換筒。半精紡梳毛控制系統(tǒng)原理框圖圖2半精紡梳毛控制系統(tǒng)原理框圖(3)PLC與上位機(jī)IPC等的通信，IPC用于對(duì)PLC的編程、監(jiān)控和管理，而PLC用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的直接控制，此種方式應(yīng)用例不少。
使PLC輸人端的軟開關(guān)接通，換刀電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到位(有檢測(cè)觸點(diǎn))后，換刀電機(jī)反轉(zhuǎn)，使刀架下落壓緊，壓緊力足夠大時(shí)，微動(dòng)開關(guān)接通，換刀電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)發(fā)出完成信號(hào)。2.M功能的實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)送出M代碼指令給PLC，經(jīng)過譯碼，輸出控制信號(hào)，控制主軸正l反轉(zhuǎn)和啟動(dòng)/停止、卡盤的夾緊和松開、冷卻液的開關(guān)等。M功能完成時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出完成信號(hào)。對(duì)于不同的數(shù)控機(jī)床，所能實(shí)現(xiàn)的輔助功能也不盡相同。但各種數(shù)控機(jī)床都有一些基本的輔助功能:如M00(程序停止),M02(程序停止)、M03(主軸順針旋轉(zhuǎn))、MOS(主軸停止)、M06(準(zhǔn)備換刀)等其中一部分是由數(shù)控系統(tǒng)本身的硬件和軟件來實(shí)現(xiàn)還有一部分需要數(shù)控裝置與PLC相結(jié)合來實(shí)。

PLC的工作過程PLC的工作過程即CPU對(duì)用戶程序循環(huán)掃描并順序執(zhí)行的過程。對(duì)用戶程序的執(zhí)行主要按三個(gè)階段進(jìn)行:1.信號(hào)采樣。以掃描方式順序讀人所有輸人信號(hào)的狀態(tài)，并將此狀態(tài)存入輸人映象寄存器中。2一執(zhí)行程序。程序執(zhí)行按從上到下、從左到右的順序?qū)γ織l指令進(jìn)行掃描，并從輸人映象寄存器中和輸出映象寄存器中讀取有關(guān)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果重新存人輸出映象寄存器中。3.結(jié)果輸出。執(zhí)行完所有指令后，將輸出映象寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)(接通/斷開)轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，再通過一定方式輸出來驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。PLC與外部信息的交換過程PLC、控制系統(tǒng)和機(jī)床之間的信息交換包括如下四部分:1.機(jī)床至PLC:機(jī)床側(cè)的開關(guān)量信號(hào)通過I/0單元接口輸人到PLC。
步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與其控制脈沖的頻率成正比，當(dāng)步進(jìn)電開關(guān)量的控制。這主要的功能或者說優(yōu)勢(shì)是指其可依據(jù)限位開關(guān)以及操作按鈕在結(jié)合控制現(xiàn)場(chǎng)所給檢測(cè)信號(hào)下，而能夠?qū)C(jī)械運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作控制；限時(shí)及計(jì)數(shù)控制。限時(shí)控制，主要是指可以在PLC系統(tǒng)里設(shè)置了有關(guān)的計(jì)時(shí)指，而且在定時(shí)的時(shí)間在設(shè)定的時(shí)候是可以靈活多變的。而這主要用在系統(tǒng)的準(zhǔn)確實(shí)時(shí)控制里。PLC計(jì)數(shù)控制，計(jì)數(shù)器主要可分為高速和普通及可逆計(jì)數(shù)器，而其功能是主要可以用來完成系統(tǒng)中的不相同用途計(jì)數(shù)控制；步進(jìn)控制與數(shù)據(jù)處理。PLC步進(jìn)控制主要是運(yùn)用移位寄存器完成的，PLC數(shù)據(jù)處理不僅僅能夠完成有關(guān)加減乘除、乘方及開方還能夠?qū)⑾到y(tǒng)中的邏輯運(yùn)算的或、與、異或及求反等與數(shù)據(jù)比較、傳遞、移位等進(jìn)行操。
并有一定的比例關(guān)系，即膠量隨刨花量的變化而變化，精度要求小于3％。攪拌機(jī)工藝流程圖圖1攪拌機(jī)工藝流程圖2控制方案根據(jù)刨花板的生產(chǎn)工藝過程和質(zhì)量控制要求，攪拌機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)雙參量隨動(dòng)控制系統(tǒng)。刨花量的輸出作為膠量輸入的設(shè)定值，兩個(gè)輸出量除自身保持穩(wěn)定外，還要求它們之間有一定的比例關(guān)系。實(shí)際生產(chǎn)中為了保證刨花量與膠量的恒定和一定的配比關(guān)系，刨花回路采用比例控制，即要求運(yùn)算器的輸出信號(hào)與偏差信號(hào)成正比。這里的偏差信號(hào)實(shí)際上就是由傳感器測(cè)出的螺旋給料機(jī)輸出的刨花量與給定值之差。這個(gè)信號(hào)比例放大后作為螺旋給料機(jī)的電機(jī)控制器的輸入信號(hào)，以控制刨花量的穩(wěn)定。膠液回路采用比例積分控制系統(tǒng)，可減少階躍擾動(dòng)時(shí)的余。
以及定時(shí)、計(jì)數(shù)控制等多種數(shù)據(jù)處理。例如，細(xì)紗機(jī)主軸、前、后羅拉速度通過速度傳感器檢測(cè)，其值送PLC進(jìn)行運(yùn)算處理后，可計(jì)算出紡紗長(zhǎng)度、牽伸倍數(shù)和捻度等工藝參數(shù)。紡紗長(zhǎng)度輸入PLC與設(shè)定值進(jìn)行比較后即時(shí)調(diào)整變頻器輸出頻率，使細(xì)紗機(jī)按設(shè)定的紡紗曲線紡紗，當(dāng)紡紗長(zhǎng)度達(dá)到設(shè)定時(shí)停機(jī)。圖1染色過程序控制程序框圖圖1染色過程序控制程序框圖3PLC在紡機(jī)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用3.1紡機(jī)聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)PLC組網(wǎng)的主要形式有以下幾種類型：(1)通過PLC制造商提供的協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)適配器，構(gòu)成特定的公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。其特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不公開。如西門子PPI協(xié)議等。(2)與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)。如西門子s7—200／300／400系列PLc可通過PROFIBUS—DP通信口接人PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)。
并從輸人映象寄存器中和輸出映象寄存器中讀取有關(guān)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果重新存人輸出映象寄存器中。3.結(jié)果輸出。執(zhí)行完所有指令后，將輸出映象寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)(接通/斷開)轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，再通過一定方式輸出來驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。PLC與外部信息的交換過程PLC、控制系統(tǒng)和機(jī)床之間的信息交換包括如下四部分:1.機(jī)床至PLC:機(jī)床側(cè)的開關(guān)量信號(hào)通過I/0單元接口輸人到PLC中，除極少數(shù)信號(hào)外，絕大多數(shù)信號(hào)的含義及所占用PLC的地址均可由PLC程序設(shè)計(jì)者自行定義。2.PLC至機(jī)床:PLC控制機(jī)床的信號(hào)通過PLC的開關(guān)量輸出接口送到機(jī)床側(cè)，所有開關(guān)量輸出信號(hào)的含義及所占用PLC的地址可也由PLC程序設(shè)計(jì)者自行定。

為了保證定位精度，脈沖當(dāng)量不能太大，但卻影響了定位速度。因此如何既能提高定位速度，同時(shí)又能保證定位精度是一項(xiàng)需要認(rèn)真考慮并切實(shí)加以解決的問題。2.可變參數(shù)的在線修改。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)條件發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)的某些控制參數(shù)必須能作相應(yīng)的修改，為滿足生產(chǎn)的連續(xù)性。要求對(duì)控制系統(tǒng)可變參數(shù)的修改應(yīng)在線進(jìn)行。盡管使用編程器可以方便快捷地改變?cè)瓍?shù)的設(shè)定，但編程器一般不能讓現(xiàn)場(chǎng)操作人員使用，所以應(yīng)考慮開發(fā)其他簡(jiǎn)便有效的方法實(shí)現(xiàn)PLC的可變控制參數(shù)的在線修改。結(jié)語制本試驗(yàn)平臺(tái)中所組建的數(shù)控裝置，可采用梯形圖、功能塊圖和邏輯指令語言編制數(shù)控機(jī)床邏輯控制程序，這只種語言程序編制方式叮以相互轉(zhuǎn)換，可大幅度的減少程序邏輯錯(cuò)誤。在該平臺(tái)的編程界面。
目前量具有初始性、連續(xù)性、轉(zhuǎn)換性和過程性。隨著PLC的廣泛應(yīng)用，各生產(chǎn)廠家都為PLC增加了功能指令與模擬量模塊，以滿足模擬量控制的基本要求。有了功能指令和模擬量的輸入／輸出模塊，(1)提高了加注速度。這種新型汽車真空制動(dòng)液加注機(jī)采用了PLC控制,克服了手工加注的缺點(diǎn)。加注速度可達(dá)80s/輛,可以跟上生產(chǎn)線的節(jié)拍。(2)提高了加注質(zhì)量。制動(dòng)液不是直接從包裝桶中直接注入汽車,而是先將制動(dòng)液注入儲(chǔ)液罐中。儲(chǔ)液罐需先抽真空,再加入液體。這樣可以保證液體中不含有氣泡。(3)減少了環(huán)境污染。當(dāng)將制動(dòng)液注入汽車后,在加注頭的導(dǎo)液管中還存有液體,為了防止液體流出污染地面,需將殘余液體回流至回流罐中,因此回流罐也需抽真空,保證液體可靠回。
3.S指令的實(shí)現(xiàn)。S功能主要完成對(duì)主軸轉(zhuǎn)的控制，常用的有代碼法和直接法。代碼法是S后面跟二位數(shù)字，這些數(shù)字不直接表示主軸轉(zhuǎn)速的大小，而是機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的序號(hào);直接法是S后面直接就是主軸轉(zhuǎn)速的大小，例如S1500表示主軸轉(zhuǎn)速是1500r/mino此外，數(shù)控機(jī)床還有其他的一些功能，如報(bào)警處理控制功能、軟盤驅(qū)動(dòng)裝置控制功能、加工中心的主軸進(jìn)行立臥轉(zhuǎn)換控制功能。PLC的工作過程PLC的工作過程即CPU對(duì)用戶程序循環(huán)掃描并順序執(zhí)行的過程。對(duì)用戶程序的執(zhí)行主要按三個(gè)階段進(jìn)行:1.信號(hào)采樣。以掃描方式順序讀人所有輸人信號(hào)的狀態(tài)，并將此狀態(tài)存入輸人映象寄存器中。2一執(zhí)行程序。程序執(zhí)行按從上到下、從左到右的順序?qū)γ織l指令進(jìn)行掃。

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