閥門專用機床電氣控制系統硬件設計跟電氣控制PLC程序研究

(一)、閥門機床電氣控制系統硬件設計

以硬件與軟件的角度，對機床控制系統進行剖析。

上位機：在這個系統中工控機就是上位機，工作人員在人機交互界面進行操作，操作內容就是將數據輸入到系統的加工流程之中，并使其進行讀取，界面的人性化設計支持人工修改加工參數，這此改動將被處理系統識別，然后根據相關行業協議，把這部分參數數據輸入運動控制器，繼而實現原定的操作動作。

SIMOTION運動控制器：如果說控制系統是閥門機床的大腦，有鑒于此，SIMOTION具有良好的穩定性，整個系統也就能夠平穩的運行對于研究對象所配置的SIMOTION來源于德國西門子公司，它的組成部分為PLC5300和運動控制器。在控制方面它具有PLC一貫具有的穩定性，不僅如此，其還兼具運動控制方面的靈活性。

電源模塊：電源模塊運用變換頻率的形式，實現常用交流電向直流電的轉換，之后使用一種稱之為逆變器的元件，再將直流電變成工程所需的特定頻率的交流電。借助電源模塊SIMOTION控制系統將工業供電變成直流，再輸送至各個電機模塊。電源模塊進行細分還有兩類，其一是可調電源模塊，之所以稱之為可調，是因為其可以按要求將轉換過的直流電控制在特定范圍，并能夠進行調節使其在該范圍內線性變化；與之對應的是一種不可調電源塊，其只可控制固定電壓的直流電，不過這種電源塊有其的應用。

電機模塊：這部分實現的作用就是將六百伏的直流電，通過轉換變成特定頻率的三相交流電，然后將能源供給電機使用。

光柵尺：電機自身裝配有編澤工具，然而這種編碼器有的精度限制，基本上控制在十微米，不過這還是不能滿足我們五微米的要求。基于此種考慮，需要使用光柵尺定位工作臺，之后把測得的位置傳遞給控制器。

主軸：閥門機床的主軸由于要求較多，而且穩定，同時能夠工作很長時間具有較高的壽命。它的冷卻系統性能優良，循環的工質為干凈的水，在裝夾上使用啟動夾緊道具，這種方法穩定，效果優良。

變頻器：眾所周知，作為主軸經常需要進行高速運轉，故而要性，這就必然要使用到一種高速變頻器。就功能上來看，常用的V系列變頻器是可以實現的。然而，由于不能匹配串行接口，將導致信息流通不順暢，為廠解決這個問題，研究人員嘗試使用模擬量進行控制，成效斐然。

超閥門機床主要用于解決技術和關鍵產品的超加工，雖然需求量不很大，但它是一項受技術封鎖的敏感技術。另一方面，超加工技術的深化研究，它的成果的下延將有助于需要量大的加工精度在亞微米級的高機床的和產業化。

(二)、閥門機床電氣控制PLC程序研究

隨著計算機技術、微電子技術的發展，閥門機床的自動化水平有了明顯的提高。當前的閥門機床電氣控制系統還有的優化的空間。為了好地滿足市場需求，進一步提高閥門機床的可操控性和加工精度，推動生產工藝的轉型升級、新換代，相關研究人員應從多方面考慮，采用的設計方法，結合電氣控制理論知識，做好閥門機床電氣控制系統的設計工作。電氣控制系統的控制能力對整個閥門機床的加工生產有重要影響。在實際應用中，應結合不同行業的實際需求，優化設計閥門機床的電氣控制系統，合理設計該系統的各個模塊，并基于PLC程序設計實現多種控制功能，從而不斷提高閥門機床的運行效率。

PLC程序往往被看作閥門機床電氣控制的關鍵性部分，其中閥門機床的PLC程序可達到幾十毫秒~幾百毫秒的處理時間，此速度完成能夠滿足絕大多數信息處理的要求，但就某些對響應速度要求較高的信號而言，此處理速度亦存有某些局限性。鑒于此，該立式加工中心把PLC程序設計劃分成低級程序與程序兩大部分，其中從控制功能角度把低級程序劃分成若干模塊進行編制。