主轴正转控制过程分析

发布时间：2021-04-02 21:24:38点击率：

主轴正转控制过程分析

手动模式下，按下主轴正转按钮后，软PLC运行系统会进行一系列的函数调用，整个数据的运算与存储过程就是实现主轴正转的过程：

1)人机界面进程响应主轴正转按钮函数。

这是人机界面进程把数据写入软PLC与HMI共享内存区的过程。首先HMI 进程调用主轴正转按钮函数给人机界面数据域中变量m_M03赋为true,该变量作为软PLC的一个输入信号存储在人机界面缓存区中。

当软PLC进入周期循环扫描时，系统任务管理线程置位通讯事件句柄 h_eventcommuni,触发软PLC与人机界面进程和软CNC的通讯任务。系统中设置软PLC先与HMI进程进行通讯。HMI进程利用写函数WriteData〇将人机界面缓存区数据写入软PLC与HMI的共享内存区HMIToPLCBuffer单元中，使地址PI0.5中数据置1。“PI0.5”是HMI分配给软PLC的10地址，在这里对应五轴铣床主轴正转输入位。

与HMI的通讯结束后，软PLC系统任务调度线程取得控制权，通过判断运行状态字得知整个通信任务并未完成，返回继续执行与CNC的通讯任务。其中软PLC与CNC共享内存PLCToCNCBuffer单元中存储了上一周期PLC发往 CNC的状态信息。由于是手动模式，所以该共享区中0号通道的第0位软逻辑状态为“1” ；此外0号通道第5位状态软逻辑状态为“0”，5号通道第2位的软逻辑状态为“0”，5号通道第3位的软逻辑状态为“0”。

执行I/O读任务线程

执行完通讯任务，软PLC运行系统进入I/O读任务线程，将SoftSERCANS 卡双口存储区中数据读入软PLC与Sercos的共享内存区SercosToPLCBuffer单

元，其中该共享单元0号通道第1位软逻辑状态为“0”，对应本次扫描输入映像区主轴的当前状态，该共享单元0号通道第2位软逻辑状态为“0”。

执行PLC用户程序

完成I/O读任务线程，软PLC系统任务调度线程唤醒程序执行任务线程。程序执行任务线程一个是不断取指令、调用指令函数的过程，它从指令链表节点数据域中读取到指令索引值，然后判断指令类型调用指令函数进行运算。

当执行到图5.1主轴正转这一梯级时，软PLC系统首先对CQ0.0这一位的软逻辑进行状态判断和操作，从指令存储区的链表节点数据域中读到指令索引值 “ 1001”，调用读输入位指令函数ReadInBit〇,利用位寻址函数ReadBit〇从PLC 与CNC的共享内存区PLCToCNCBuffer单元中读0号通道0号位的状态，通过函数CurrentBitStatusG与系统中标志位进行比较确认它的状态，然后压入堆栈，当前栈顶元素值为“1”；接着对软逻辑PI0.5进行状态判断，执行完一条指令后指令链表的指针移指向下一个节点，根据索引值“1003”调用读输入位相与指令函数ReadInANDBit〇,从软PLC与HMI的共享内存区HMIToPLCBuffer单元中读取0号通道第5位状态值“1”，接着利用堆栈操作函数AndStack()与当前栈顶元素进行逻辑与运算将结果“1”压入栈顶；然后判断由软逻辑CQ0.7、RI1.0 和LQ0.1组成的并联电路块的状态并与栈顶元素“1”进行逻辑或运算，将结果压入栈顶。

接着从PLC与Sercos共享内存PLCToSercosBuffer读取0号通道第2位的状态“0”取反后与栈顶元素“1”进行逻辑与运算，将结果“1”压入逻辑堆栈，然后从软PLC内部输入映像区中读取0号字节的第3位状态“0”，取反后与栈顶元素进行逻辑与运算，将结果压入栈顶(状态为“1”)，然后执行输出指令OutBit LQ0.1，利用写输入位指令函数WriteOutBitG将当前逻辑栈顶元素“1”改写PLC 与Sercos共享内存PLCToSercosBuffer单兀中0号通道第1位的状态，接着执行指令OutBit CQ5.2,改写PLC与CNC共享内存区PLCToCNCBuffer单元中5号通道第2位的状态，然后继续扫描下一梯级。

在图5.1中的第二梯级中，软PLC从共享内存PLCToCNCBuffer单元中读取到5号通道第2位状态“ 1 ”压入堆栈，接着读取PLCToCNCBuffer单元5号通道中第3位的状态“0”取反后和栈顶元素“1”进行逻辑与运算，将结果“1” 压入栈顶，执行输出指令0utBitPQ3.3,用逻辑栈顶元素值“1”改写PLC与HMI 界面共享内存区PLCToHMIBuffer单元中3号通道第3位的状态;然后执行OutBit LQ 4.1,用逻辑栈顶元素值“ 1 ”改写PLC与Sercos共享内存区PLCToSercosBuffer 单元中4号通道第1位的状态，继续扫描其他梯级。

4)执行I/O写任务线程

程序执行任务线程结束，软PLC系统任务管理线程调度执行I/O写任务线程，将PLC与Sercos共享内存区PLCToSercosBuffer中数据写入SoftSERCANS

被动式主站卡的双口 RAM存储区的对应地址。

完成I/O写任务线程，软PLC系统任务管理线程判断运行状态字决定是否进行下一周期的循环扫描，是则继续重复上述的四个阶段，否则判断是否退出软 PLC应用程序。

控制信号结果输出一方面，HMI在下一个扫描周期的通讯阶段从共享内存区读取到对应主轴正传位的状态，使人机界面HMI上主轴正转灯亮。

其中HMI界面图中软逻辑位对应关系如下：

X000——CQO.O: PLC给CNC分配的10地址中的手动模式位

X001——PI 0.5:人机界面HMI给PLC分配的10地址中的主轴正转位

Y000——LQ0.1: PLC给SERCOS分配的主轴上电位

Y001——CQ5.2: PLC给CNC分配的主轴正转位

Y002——PQ0.3: PLC给人机界面HMI分配的主轴正转灯位

Y003——LQ4.1: PLC给SERCOS分配的主轴正转灯位

另一方面，SoftSERCANS卡在周期通讯的CP4阶段将双口 RAM数据打包

发往各个从站，PLCI/0从站总线控制器DM9000接收并解析报文，处理后由五轴数控加工中心的2块32位I/O数字量输出模块输出。

其中第1块数字量输出模块WordO外部接线端子2.1输出高电平信号，继电器KA2接通，主轴电源控制电路上KA2的常开触点闭合，使主轴驱动器电源主电路上的接触器KM2主触头闭合，向主轴驱动器发出使能信号，控制五轴数控加工中心主轴正转，接线端子分配如图5.4所示；第2块数字量输出模块外部接线端子2.1输出高电平信号，接通五轴数控加工中心操作面板上的主轴正转指示灯。

主轴反转、主轴停止控制过程与按下主轴正转按钮的控制过程类似，这里就不再一一解释它们的执行过程。

5.4本章小结

本章分析了五轴数控加工中心软PLC所要控制的具体内容，根据五轴数控加工中心的控制逻辑编制了主轴正、反转的控制程序，通过下载到软PLC运行系统中运行，实现了对五轴数控加工中心的主轴正、反转控制，验证了软PLC运行系统的有效性。

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