劉微 于佩鑫
摘 要:PLC在數(shù)控車床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,直接影響著數(shù)控車床的工作效率、加工精度和智能化水平。本文針對S7-200PLC設(shè)備在數(shù)控車床控制系統(tǒng)中的運用進(jìn)行分析,為數(shù)控車床控制系統(tǒng)中S7-200PLC的應(yīng)用提供資料參考。
關(guān)鍵詞:S7-200PLC;數(shù)控車床;控制系統(tǒng);運用
中圖分類號:TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
信息時代的來臨,給人們的生產(chǎn)和生活帶來了極大的變革。數(shù)控車床作為設(shè)備生產(chǎn)制造領(lǐng)域的信息技術(shù)應(yīng)用,更是極大的促進(jìn)了設(shè)備制造業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。數(shù)控車床是一種高精度、高效率的自動化車床,具有廣泛的加工工藝性能和應(yīng)用價值,隨著設(shè)備制造業(yè)對零件制造精度的要求逐漸提高,數(shù)控車床已經(jīng)成為設(shè)備制造領(lǐng)域的必備設(shè)備,在復(fù)雜零件的批量生產(chǎn)中發(fā)揮了良好的經(jīng)濟(jì)效果。PLC是數(shù)控車床實現(xiàn)數(shù)字控制的重要設(shè)備,S7-200PLC作為PLC大家族中的優(yōu)秀產(chǎn)品,其在數(shù)控車床中有比較廣泛的應(yīng)用,并推動了數(shù)控車床的智能化發(fā)展。
一、S7-200PLC概述
S7-200PLC是一種具有通訊功能和較高生產(chǎn)能力的可編程控制器,該控制器特別緊湊,但卻具有較快的運行速度,硬件和軟件操作簡單,能夠為自動化設(shè)備提供有效和經(jīng)濟(jì)的解決方案。S7-200PLC被廣泛應(yīng)用于單機(jī)、網(wǎng)絡(luò)以及分布配置中更復(fù)雜的自動化任務(wù),具有較高的應(yīng)用價值。S7-200PLC可編程控制器由CPU、擴(kuò)展單元、編程器、程序存儲卡、寫入器、文本顯示器構(gòu)成。在S7-200PLC的文本顯示器不僅可以用于顯示設(shè)備運行信息,還能夠作為控制單元對某個量的數(shù)值進(jìn)行修改,或直接設(shè)置輸入和輸出量。
該可編程控制器作為PLC中杰出的作品,其強(qiáng)大的性能能夠?qū)崿F(xiàn)模塊化的最優(yōu)化和開放式通訊,由于S7-200PLC結(jié)構(gòu)緊湊小橋,因此能夠安裝應(yīng)用于很多狹小的空間中。S7-200PLC功能強(qiáng)大,不僅具有可編程控制器的基本功能,還具有很多有應(yīng)用價值的高級拓展功能。另外,S7-200PLC可編程控制器的程序和數(shù)據(jù)存儲器容量較大,這也為S7-200PLC較快的程序響應(yīng)速度打下了基礎(chǔ)。S7-200PLC在數(shù)控車床中的應(yīng)用,能夠極大的提升控制質(zhì)量、效率和安全性。S7-200PLC最突出的特點就是具有即時響應(yīng)性能,該可編程控制器集合了R-S 485接口,并作為系統(tǒng)總線使用,其極為快速和精確的操作順序和過程控制,更是提升了其應(yīng)用價值。這種可編程控制器還能夠通過時間中斷完整控制對時間要求嚴(yán)格的流程,這一功能使其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用價值倍增。
二、數(shù)控車床的發(fā)展方向
設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步,是現(xiàn)代社會發(fā)展的基礎(chǔ)。數(shù)控車床作為現(xiàn)代制造業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的重要設(shè)備,對其發(fā)展方向進(jìn)行探索,對我們更好的應(yīng)用S7-200 PLC具有重要意義。筆者針對數(shù)控車床的發(fā)展進(jìn)行分析,現(xiàn)代數(shù)控車床的發(fā)展有以下幾點特點。
1 高速度、高精度。速度和精度一直是數(shù)控車床的兩大重要指標(biāo),關(guān)系著數(shù)控車床的商品生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。隨著現(xiàn)代設(shè)備制造業(yè)對零部件質(zhì)量和精度要求的不斷提高,數(shù)控車床的加工精度一直是其發(fā)展的重要方向。數(shù)控車床的加工效率是提升數(shù)控車床使用經(jīng)濟(jì)價值的重要因素,因此數(shù)控車床在發(fā)展中對運轉(zhuǎn)速度也一直在提升和進(jìn)步。
2 多功能化。多功能化是數(shù)控車床發(fā)展的另外一大方向,多功能化的數(shù)控車床能夠在同一臺車床上完成諸如銑、鏜、鉆、削等多種功能,為了以有限的體積實現(xiàn)數(shù)控車床的多功能,就要求數(shù)控車床中每個部件的單體體積都較小。S7-200PLC體積小的優(yōu)勢正迎合了數(shù)控車床發(fā)展的這一要求,因此在數(shù)控車床中具有極高的應(yīng)用潛力。
3 智能化。智能化生產(chǎn)是設(shè)備制造領(lǐng)域追求的終極目標(biāo),PLC設(shè)備在數(shù)控車床中的應(yīng)用,極大的提升了數(shù)控車床的智能化水平。現(xiàn)代的數(shù)控車床,普遍帶有自診斷、自修復(fù)功能,在整個工作狀態(tài)中,系統(tǒng)隨時對CNC系統(tǒng)本身以及與其相連的各種設(shè)備進(jìn)行自診斷、檢查。
三、S7-200PLC在數(shù)控車床控制系統(tǒng)中的運用
1 基本系統(tǒng)。S7-200PLC在數(shù)控車床中是作為上位機(jī)裝置應(yīng)用的,并通過高速脈沖輸出PRO或EM253模塊進(jìn)行控制。在數(shù)控車床的伺服系統(tǒng)中,上位機(jī)裝置是控制伺服系統(tǒng)和電動機(jī)運動的重要機(jī)構(gòu)。S7-200PLC在數(shù)控車床控制系統(tǒng)應(yīng)用時,首先由S7-200PLC控制伺服驅(qū)動裝置,伺服驅(qū)動裝置受可編程控制器的控制發(fā)出指令,引導(dǎo)伺服電機(jī)運動并由編碼設(shè)備運算伺服電動機(jī)的目標(biāo)位置,實現(xiàn)對伺服電動機(jī)的有效控制,最終實現(xiàn)利用S7-200PLC實現(xiàn)對伺服系統(tǒng)自動控制的目的。
2 高速脈沖輸出。高速脈沖輸出是可編程控制器發(fā)展的一大方向,可編程控制器在應(yīng)用中,每個高速脈沖發(fā)生器都對應(yīng)一定數(shù)量的標(biāo)志寄存器。在數(shù)控車床的控制系統(tǒng)中,一般會有兩組內(nèi)置脈沖發(fā)生裝置供用戶選擇,系統(tǒng)運行時會脈沖正方向模式驅(qū)動莊子工作運行。另外一種PTO輸出模式可以利用軟件編程實現(xiàn)控制過程,并且不需要設(shè)計位置控制指令。
3 EM253位置控制模塊。EM253位置控制模塊是S7-200系統(tǒng)中具有特殊功能的位置控制模塊,該模塊能夠以開環(huán)控制的方式實現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的運轉(zhuǎn)速度和位置調(diào)整,并以脈沖正方向模式激發(fā)伺服驅(qū)動裝置。該模塊利用Step7-Micro/WIN進(jìn)行相應(yīng)的向?qū)гO(shè)置,完成向?qū)гO(shè)置該系統(tǒng)將自行生產(chǎn)對應(yīng)的子系統(tǒng)。EM253模塊屬于開環(huán)控制,由伺服驅(qū)動裝置自身的差分輸出指令,由伺服驅(qū)動裝置進(jìn)行軟件設(shè)置,然后反饋至PLC,從而實現(xiàn)整個閉環(huán)位置的運動控制。
4 對比分析。S7-200PLC運用于數(shù)控車床控制系統(tǒng)中,采用EM253模塊,能夠有效的提升可編程控制器的脈沖輸出頻次,提升自動車床的工作效率,能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)控車床的高速運動或高精度的伺服驅(qū)動。而利用PTO輸出模式,則無法根據(jù)實況改變伺服電機(jī)的運動狀況,具有一定的應(yīng)用限制,因S7-200PLC在數(shù)控車床控制系統(tǒng)中一般應(yīng)用EM253模塊進(jìn)行輸出控制,這種控制方式滿足現(xiàn)代自動車床對零件加工精度和速度的要求。
結(jié)語
綜上所述,S7-200PLC在數(shù)控車床中的應(yīng)用,符合數(shù)控車床的發(fā)展趨勢。該可編程控制器在數(shù)控車床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,極大的提升了數(shù)控車床的工作效率、功能多樣性和智能化,因此,S7-200PLC在數(shù)控車床控制系統(tǒng)中具有極高的應(yīng)用價值的應(yīng)用潛能。
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