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人机界面
PLC系统的其它设备:
1、编程设备:编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件,用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况,但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器,目前一般由计算机(运行编程软件)充当编程器。
2、人机界面:最简单的人机界面是指示灯、按钮等,目前液晶屏(或触摸屏)式的一体式操作员终端应用越来越广泛,由计算机(运行组态软件)充当人机界面非常普及。
3、输入输出设备:用于永久性地存储用户数据,如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器,输入模拟量的电位器,打印机等
PLC位控单元在精密磨削控制中的应用
今世界上精密加工技术发展很快,新的加工方法和设备层出不穷,计算机的广泛应用使精密加工技术更为普及和多样。实现精密和超精密切削加工有三种方法:(1)采用和研制高精度加工设备;(2)采用新的切削工具材料;(3)利用加工与测量控制一体化技术。前两种方法成本较高,而后一种方法成本较低,具有广阔的前景。在后一种方法中,除了要保证的精度、夹具的精度以及测量精度外,还有一项重要内容就是微进给机构的精度及其控制精度。笔者在控制精密磨削的研究中,利用步进电机带动滚珠丝杠作为进给机构,在滚珠丝杠确定后,步进电机的控制精度成为了主要矛盾。
1、步进电机的控制
步进电机在不失步的正常运行时,其转角严格地与控制脉冲的个数成正比,转速与控制脉冲的频率成正比。可以方便地实现正反转控制及调整和定位。由于步进电机和负载的惯性,它们不能正确地跟踪指令脉冲的启动和停止运动,指令脉冲使步进电机可能发生丢步或失步甚至无法运行。因此,必须实现步进电机的自动升降速功能。为了实现速度的变化,输入的位移脉冲指令相应地要升频、稳频、和降频这些脉冲序列,可以由脉冲源加专用逻辑电路来产生,也可以由微型计算机产生。对于脉冲源加逻辑电路构成的控制器来说,控制逻辑是固定的,即控制电路一经固定,其控制逻辑也就固定了。
如果要改变控制逻辑和控制方案,必须改变电路结构和元件参数,而使用计算机控制,不必改动硬件电路,只要修改程序,就可以改变控制方案。且可以从多种控制方案中,选取一种最佳方案进行控制和调节。也可以用同一套系统对不同控制方案的多台步进电机同时控制。利用计算机控制的形式也很多,本文介绍PLC位控单元对步进电机的控制。
2、PLC系统组成及位控单元的工作原理
本研究所利用的PLC系统的组成包括如下七大模块:电源,CPU,位控单元,I/O单元,A/D,D/A单元,如图1所示。其中位控单元的主功能是当步进电机(或伺服电机)与电机驱动器联结时,输出脉冲序列控制电机的转速与转角。进给机构可以是2轴型,也可以是4轴型。本文采用的是前者,即滚珠丝杠的横向进给与纵向进给,如图2
所示。具体地说,位控单元实现速度以及位置的控制方法有多种,如E点控制(单速度控制),如图3(a)所示;P点控制(多级速度控制);线性加/减速和S型加/减速,(a),(b)为线性加/减速,S型如。除此之外还有绝对位置控制和相对位置控制等。表1给出了E点控制不同模式的控制码(P点与其相同)。
PLC数据包的信息格式
DST:一个字节,信息接收方的节点号或文件号;
SRC:一个字节,信息发出方的节点号;
CMD:一个字节,命令类型如01H,41H,08H或48H;
STS:一个字节,通信状态,表示通信有无错误或错误类型,0为无错误;
TNS:二个字节,信息包的业务批号,可作为本信息的识别编号;
Addata:地址/字节数/数据,具体内容由不同的命令类型决定。
PLC与PC机的数据通信采用自由端口通信模式,参数设置成为波特率9600bps,每个字符8位数据,无奇偶校验。采用主从式通信协议,PC机为主机,只有PC机有权主动发送报文,PLC则采用报文接受数据。用RSLogix500软件对SLC500的串口进行如下设置:
1)setthemoduleforfullduplexBSC(DF1fullduplex)
2)setthemoduleforbbbbbdedresponse
3)setdetectforautomatic
4)disableduplicatepacketdetect
5)setthebaudratefor9600.
4.2PC机程序
PC机采用VB编程,主要有监控界面、当前温度显示、动态温度曲线显示、温度数据库管理、参数设置以及与PLC通信等方面的设计。通信参数设置程序如下:
WithMSComm1//通信参数设置
CommPort=1//通信口COM1
Settings=“9600,年n,8,1”//波特率9600bps,无奇偶校验,8位数据,1位停止
bbbbbLen=2//一次读取2个字节
bbbbbMode=comLnputModeBinary//二进制数据格式
PortOpen=Ture//打开通信端口
EndWith
PC机采用中断方式接受SLC500传来的实时温度。即串口收到数据,VB通信控件会触发OnComm事件,在OnComm事件程序中接受数据并处理。一个温度数据为16位两个字节,SLC500传送温度数据时,按报文传送格式高低字节正好相反,因此,VB程序要对接收的数据进行处理,并按照SLC500温度采集的精度(1/8度)转换成温度值用于显示。
5、结束语
本系统设计使用了PLC的热电阻温度采集模块,在上位机的控制下,对工业现场的温度进行实时的采集和监控。本文作者的创新点是,采用了罗克韦尔的SLC500控制器来实现整个系统的设计,并编程实现了SLC500控制器与计算机串口的实时通信。由于PLC可以适应环境恶劣的工业现场,故其使用范围十分的广泛