淺析S7—200PLC在數(shù)控車床控制系統(tǒng)中的運(yùn)用

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(duì)S7-200PLC設(shè)備在數(shù)控車床控制系統(tǒng)中的運(yùn)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(yùn)用

中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

信息時(shí)代的來(lái)臨，給人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)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(dòng)化車床，具有廣泛的加工工藝性能和應(yīng)用價(jià)值，隨著設(shè)備制造業(yè)對(duì)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(shí)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(dòng)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(yùn)行速度，硬件和軟件操作簡(jiǎn)單，能夠?yàn)樽詣?dòng)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(dòng)化任務(wù)，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。S7-200PLC可編程控制器由CPU、擴(kuò)展單元、編程器、程序存儲(chǔ)卡、寫(xiě)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(yùn)行信息，還能夠作為控制單元對(duì)某個(gè)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(kāi)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(jià)值的高級(jí)拓展功能。另外，S7-200PLC可編程控制器的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(diǎn)就是具有即時(shí)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(guò)程控制，更是提升了其應(yīng)用價(jià)值。這種可編程控制器還能夠通過(guò)時(shí)間中斷完整控制對(duì)時(shí)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(jià)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(huì)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(duì)其發(fā)展方向進(jìn)行探索，對(duì)我們更好的應(yīng)用S7-200 PLC具有重要意義。筆者針對(duì)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(diǎn)特點(diǎn)。

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(duì)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(jià)值的重要因素，因此數(shù)控車床在發(fā)展中對(duì)運(yùn)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(tái)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(shí)現(xiàn)數(shù)控車床的多功能，就要求數(shù)控車床中每個(gè)部件的單體體積都較小。S7-200PLC體積小的優(yōu)勢(shì)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(gè)工作狀態(tài)中，系統(tǒng)隨時(shí)對(duì)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(yùn)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(guò)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(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)的重要機(jī)構(gòu)。S7-200PLC在數(shù)控車床控制系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)，首先由S7-200PLC控制伺服驅(qū)動(dòng)裝置，伺服驅(qū)動(dòng)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(yùn)動(dòng)并由編碼設(shè)備運(yùn)算伺服電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)的有效控制，最終實(shí)現(xiàn)利用S7-200PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服系統(tǒng)自動(dòng)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(gè)高速脈沖發(fā)生器都對(duì)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(huì)有兩組內(nèi)置脈沖發(fā)生裝置供用戶選擇，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)會(huì)脈沖正方向模式驅(qū)動(dòng)莊子工作運(yùn)行。另外一種PTO輸出模式可以利用軟件編程實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程，并且不需要設(shè)計(jì)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(kāi)環(huán)控制的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的運(yùn)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(dòng)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(duì)應(yīng)的子系統(tǒng)。EM253模塊屬于開(kāi)環(huán)控制，由伺服驅(qū)動(dòng)裝置自身的差分輸出指令，由伺服驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行軟件設(shè)置，然后反饋至PLC，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)閉環(huán)位置的運(yùn)動(dòng)控制。

4 對(duì)比分析。S7-200PLC運(yùn)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(dòng)車床的工作效率，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)控車床的高速運(yùn)動(dòng)或高精度的伺服驅(qū)動(dòng)。而利用PTO輸出模式，則無(wú)法根據(jù)實(shí)況改變伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)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(dòng)車床對(duì)零件加工精度和速度的要求。

結(jié)語(yǔ)

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(shì)。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(jià)值的應(yīng)用潛能。

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