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在數(shù)控平頭設(shè)備中PLC應(yīng)用
1.控制要求
    數(shù)控平頭機控制要求
    （1）控制系統(tǒng)應(yīng)可調(diào)整刀頭加工程序；
    （2）不同的加工階段可以選擇不同的加工速度和加工深度。空程的時候的進刀曲線如圖1所示，加工時的進刀曲線如圖2所示；
    （3）主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)可調(diào)節(jié)，且范圍應(yīng)寬廣；
    （4）加工精確度高，加工材料平面的光滑度要求為Ra≤1.6μm；
    （5）定尺尺寸精度：±0.5mm
2.系統(tǒng)的硬件設(shè)計

    根據(jù)系統(tǒng)的控制要求配置硬件如下：
可編程控制器：1個西門子公司的S7-200系列CPU222PLC；
人機界面：1個DP210；
外設(shè)：2個步進電動機、2個步進電機驅(qū)動器、2個三相電動機、1臺變頻器、1個EM222、8個電磁開關(guān)、4個光電傳感器和1個霍爾傳感器。

2.1 系統(tǒng)的I/O點分配
    由硬件結(jié)構(gòu)圖可知,系統(tǒng)需要5個輸入點和14個輸出點.CPU222PLC有8個輸入點和6個輸出點,因此需要增加一個擴展模塊,選用8點輸出的數(shù)字量擴展模塊EM222.輸入點是I0.0-I0.7;輸出點是Q0.0-Q0.5和Q1.0-Q1.7
2.2控制器
    系統(tǒng)的關(guān)鍵的設(shè)備部分是PLC。PLC是以單片機為核心專門用于工業(yè)過程自動化控制的電腦器件，具有*的可靠性和穩(wěn)定性。本系統(tǒng)選用西門子公司的S7-200系列CPU222PLC作為控制的核心，利用CPU222的2路獨立的20KHz的高速脈沖輸出來控制步進電動機的運動。此高速脈沖信號不能直接驅(qū)動步進電動機，需通過步進電機驅(qū)動器將功率放大后才能起作用。5路數(shù)字量輸入分別與5個傳感器相連接，用來判斷步進電機的位置、工件的位置、刀頭的位置。14路數(shù)字量輸出中，有6路用來控制步進電機驅(qū)動器，8路用來控制電磁閥開關(guān)。
    PLC本機有一個通訊口，為標(biāo)準(zhǔn)的RS-485借口，在PLC與上位機進行通訊時需將RS-485接口轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的RS-232接口，可以采用四門子提供的隔離型PLC/PPI電纜進行轉(zhuǎn)換。該電纜有撥碼開關(guān)可以進行設(shè)置。在上位幾上將控制軟件編寫好后，通過此線下載程序并監(jiān)視程序的運行情況。為了降低成本，在程序調(diào)試好以后就可以不*上位機進行操作和控制，而是用簡單的操作面板即可。本系統(tǒng)選擇是DP210操作面板。

2.3 系統(tǒng)的外設(shè)
    根據(jù)系統(tǒng)對*加工精度的高要求，選用步進電機來控制加工程序。步進電機可以精確到一個脈沖，在本系統(tǒng)中一個脈沖的精度是0.005mm。步進電機驅(qū)動器用于驅(qū)動步進電機,從而控制刀頭的動作,完成平頭。步進電機驅(qū)動器接收到PLC的信號,包括CP步進脈沖信號,DIR方向信號,FREE脫機信號,經(jīng)過其內(nèi)部的功放電路和處理電路后輸出到后面連接的兩相步進電機。步進電機根據(jù)信號的編號來產(chǎn)生相應(yīng)的動作。電磁閥直接接受來自PLC的控制信號產(chǎn)生動作。另外,PLC直接接受傳感器的信號,通過內(nèi)部程序的運算和邏輯判斷來決定輸出。
    變頻器用來控制主軸三相電機的轉(zhuǎn)速。本系統(tǒng)中變頻器采用基本參數(shù)運行模式,由電位器來設(shè)定運行頻率,變頻器的啟動和停止由外部端子控制.根據(jù)不同工件的特點,通過旋轉(zhuǎn)電位器來改變主軸電機的轉(zhuǎn)速,外部端子的信號由PLC的第12路數(shù)字量輸出控制。
   3.系統(tǒng)的軟件設(shè)計
    系統(tǒng)的軟件包括人機交互界面DP210程序和系統(tǒng)的主控程序。DP210程序完成操作人員同PLC之間的對話，主要是各個操作畫面之間的相互轉(zhuǎn)換和每個操作畫面當(dāng)中各個按鍵動作所對應(yīng)的PLC程序的控制位。程序畫面要與生產(chǎn)現(xiàn)場的工作流程相適應(yīng)，越是前面的畫面就越是使用率高的畫面。

在數(shù)控平頭設(shè)備中PLC應(yīng)用

1.控制要求
    數(shù)控平頭機控制要求
    （1）控制系統(tǒng)應(yīng)可調(diào)整刀頭加工程序；
    （2）不同的加工階段可以選擇不同的加工速度和加工深度?？粘痰臅r候的進刀曲線如圖1所示，加工時的進刀曲線如圖2所示；
    （3）主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)可調(diào)節(jié)，且范圍應(yīng)寬廣；
    （4）加工精確度高，加工材料平面的光滑度要求為Ra≤1.6μm；
    （5）定尺尺寸精度：±0.5mm
2.系統(tǒng)的硬件設(shè)計

    根據(jù)系統(tǒng)的控制要求配置硬件如下：
可編程控制器：1個西門子公司的S7-200系列CPU222PLC；
人機界面：1個DP210；
外設(shè)：2個步進電動機、2個步進電機驅(qū)動器、2個三相電動機、1臺變頻器、1個EM222、8個電磁開關(guān)、4個光電傳感器和1個霍爾傳感器。
2.1 系統(tǒng)的I/O點分配
    由硬件結(jié)構(gòu)圖可知,系統(tǒng)需要5個輸入點和14個輸出點.CPU222PLC有8個輸入點和6個輸出點,因此需要增加一個擴展模塊,選用8點輸出的數(shù)字量擴展模塊EM222.輸入點是I0.0-I0.7;輸出點是Q0.0-Q0.5和Q1.0-Q1.7
2.2控制器
    系統(tǒng)的關(guān)鍵的設(shè)備部分是PLC。PLC是以單片機為核心專門用于工業(yè)過程自動化控制的電腦器件，具有*的可靠性和穩(wěn)定性。本系統(tǒng)選用西門子公司的S7-200系列CPU222PLC作為控制的核心，利用CPU222的2路獨立的20KHz的高速脈沖輸出來控制步進電動機的運動。此高速脈沖信號不能直接驅(qū)動步進電動機，需通過步進電機驅(qū)動器將功率放大后才能起作用。5路數(shù)字量輸入分別與5個傳感器相連接，用來判斷步進電機的位置、工件的位置、刀頭的位置。14路數(shù)字量輸出中，有6路用來控制步進電機驅(qū)動器，8路用來控制電磁閥開關(guān)。

    PLC本機有一個通訊口，為標(biāo)準(zhǔn)的RS-485借口，在PLC與上位機進行通訊時需將RS-485接口轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的RS-232接口，可以采用四門子提供的隔離型PLC/PPI電纜進行轉(zhuǎn)換。該電纜有撥碼開關(guān)可以進行設(shè)置。在上位幾上將控制軟件編寫好后，通過此線下載程序并監(jiān)視程序的運行情況。為了降低成本，在程序調(diào)試好以后就可以不*上位機進行操作和控制，而是用簡單的操作面板即可。本系統(tǒng)選擇是DP210操作面板。
2.3 系統(tǒng)的外設(shè)
    根據(jù)系統(tǒng)對*加工精度的高要求，選用步進電機來控制加工程序。步進電機可以精確到一個脈沖，在本系統(tǒng)中一個脈沖的精度是0.005mm。步進電機驅(qū)動器用于驅(qū)動步進電機,從而控制刀頭的動作,完成平頭。步進電機驅(qū)動器接收到PLC的信號,包括CP步進脈沖信號,DIR方向信號,FREE脫機信號,經(jīng)過其內(nèi)部的功放電路和處理電路后輸出到后面連接的兩相步進電機。步進電機根據(jù)信號的編號來產(chǎn)生相應(yīng)的動作。電磁閥直接接受來自PLC的控制信號產(chǎn)生動作。另外,PLC直接接受傳感器的信號,通過內(nèi)部程序的運算和邏輯判斷來決定輸出。
    變頻器用來控制主軸三相電機的轉(zhuǎn)速。本系統(tǒng)中變頻器采用基本參數(shù)運行模式,由電位器來設(shè)定運行頻率,變頻器的啟動和停止由外部端子控制.根據(jù)不同工件的特點,通過旋轉(zhuǎn)電位器來改變主軸電機的轉(zhuǎn)速,外部端子的信號由PLC的第12路數(shù)字量輸出控制。
   3.系統(tǒng)的軟件設(shè)計
    系統(tǒng)的軟件包括人機交互界面DP210程序和系統(tǒng)的主控程序。DP210程序完成操作人員同PLC之間的對話，主要是各個操作畫面之間的相互轉(zhuǎn)換和每個操作畫面當(dāng)中各個按鍵動作所對應(yīng)的PLC程序的控制位。程序畫面要與生產(chǎn)現(xiàn)場的工作流程相適應(yīng)，越是前面的畫面就越是使用率高的畫面。

·CPU SR20 標(biāo)準(zhǔn)型 CPU 模塊，繼電器輸出，220 V AC 供電，12 輸入/8 輸出6ES7 288-1SR20-0AA0

·CPU ST20 標(biāo)準(zhǔn)型CPU模塊，晶體管輸出，24VDC供電，12輸入/8輸出6ES7 288-1ST20-0AA0

·CPU SR30 標(biāo)準(zhǔn)型CPU模塊，繼電器輸出，220VAC供電，18輸入/12輸出6ES7 288-1SR30-0AA0

·CPU ST30 標(biāo)準(zhǔn)型CPU模塊，晶體管輸出，24VDC供電，18輸入/12輸出6ES7 288-1ST30-0AA0

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·CPU ST40 標(biāo)準(zhǔn)型 CPU 模塊，晶體管輸出，24 V DC 供電，24 輸入/16 輸出6ES7 288-1ST40-0AA0

·CPU SR60 標(biāo)準(zhǔn)型 CPU 模塊，繼電器輸出，220 V AC 供電，36 輸入/24 輸出6ES7 288-1SR60-0AA0

·CPU ST60 標(biāo)準(zhǔn)型 CPU 模塊，晶體管輸出，24 V DC 供電，36 輸入/24 輸出6ES7 288-1ST60-0AA0

·CPU CR40 經(jīng)濟型 CPU 模塊，繼電器輸出，220 V AC 供電，24 輸入/16 輸出6ES7 288-1CR40-0AA0

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·EM QT16 數(shù)字量輸出模塊，16×24 V DC 輸出6ES7 288-2QT16-0AA0

·EM QR16 數(shù)字量輸出模塊， 16×繼電器輸出6ES7 288-2QR16-0AA0

·EM DR16 數(shù)字量輸入/輸出模塊，8 x 24 V DC 輸入/8 x 繼電器輸出6ES7 288-2DR16-0AA0

·EM DR32 數(shù)字量輸入/輸出模塊，16×24 V DC 輸入/16 x 繼電器輸出6ES7 288-2DR32-0AA0

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·EM AE04 模擬量輸入模塊，4 輸入6ES7 288-3AE04-0AA0

·EM AE08 模擬量輸入模塊，8輸入6ES7 288-3AE08-0AA0

·EM AQ02 模擬量輸出模塊，2 輸出6ES7 288-3AQ02-0AA0

·EM AQ04 模擬量輸出模塊，4輸出6ES7 288-3AQ04-0AA0

·EM AM03 模擬量輸入/輸出模塊，2輸入/1輸出6ES7 288-3AM03-0AA0

·EM AM06 模擬量輸入/輸出模塊，4 輸入/2 輸出6ES7 288-3AM06-0AA0

·EM AR02 熱電阻輸入模塊，2 通道6ES7 288-3AR02-0AA0

·EM AR04 熱電阻輸入模塊，4輸入6ES7 288-3AR04-0AA0

·EM AT04 熱電偶輸入模塊，4通道6ES7 288-3AT04-0AA0

·EM DP01 PROFIBUS-DP從站模塊6ES7 288-7DP01-0AA0

·信號板 SB 訂貨號

·SB CM01 通信信號板，RS485/RS232 6ES7 288-5CM01-0AA0

·SB DT04 數(shù)字量擴展信號板，2 x 24 V DC 輸入/2 x 24 V DC 輸出 6ES7 288-5DT04-0AA0

·SB AE01 模擬量擴展信號板，1×12位模擬量輸入6ES7 288-5AE01-0AA0

·SB AQ01 模擬量擴展信號板，1 x 12 位模擬量輸出6ES7 288-5AQ01-0AA0

·SB BA01 電池信號板，支持 CR1025 紐扣電池（電池單獨購買） 6ES7 288-5BA01-0AA0

·        附件訂貨號

·I/O擴展電纜 S7-200 SMART I/O 擴展電纜，長度1米6ES7 288-6EC01-0AA0

·PM207 S7-200 SMART 配套電源，24 V DC/3 A 6ES7 288-0CD10-0AA0

·PM207 S7-200 SMART 配套電源，24 V DC/5 A 6ES7 288-0ED10-0AA0

·CSM1277 以太網(wǎng)交換機，4 端口6GK7 277-1AA00-0AA0

·SCALANCE XB005 以太網(wǎng)交換機，5端口6GK5 005-0BA00-1AB2

·SIMATIC HMI 訂貨數(shù)據(jù)

·SMART 700 IE V3 新一代SMART LINE觸摸屏，7寸，64K色，集成以太網(wǎng)口，USB2.0 host接口，RTC，歸檔記錄功能6AV6 648-0CC11-3AX0

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