淺析S7—200PLC在數(shù)控車床控制系統(tǒng)中的運用

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S7-200PLC設(shè)備在數(shù)控車床控制系統(tǒng)中的運用進行分析，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)濟的解決方案。S7-200PLC被廣泛應(yīng)用于單機、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?，F(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裝置應(yīng)用的，并通過高速脈沖輸出PRO或EM253模塊進行控制。在數(shù)控車床的伺服系統(tǒng)中，上位機裝置是控制伺服系統(tǒng)和電動機運動的重要機構(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)伺服電機運動并由編碼設(shè)備運算伺服電動機的目標(biāo)位置，實現(xiàn)對伺服電動機的有效控制，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)對步進電機和伺服電機的運轉(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。

參考文獻

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