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浅析S7-200PLC在数控车床控制系统中的运用
2016-12-20  来源:刘 微 于佩鑫  作者: 齐齐哈尔工程学院机电工程系

        摘 要:PLC在数控车床控制系统中的应用,直接影响着数控车床的工作效率、加工精度和智能化水平。本文针对S7-200PLC设备在数控车床控制系统中的运用进行分析,为数控车床控制系统中S7-200PLC的应用提供资料参考。
 
       关键词:S7-200PLC;数控车床;控制系统;运用
 

       信息时代的来临,给人们的生产和生活带来了极大的变革。数控车床作为设备生产制造领域的信息技术应用,更是极大的促进了设备制造业的现代化发展。数控车床是一种高精度、高效率的自动化车床,具有广泛的加工工艺性能和应用价值,随着设备制造业对零件制造精度的要求逐渐提高,数控车床已经成为设备制造领域的必备设备,在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。PLC是数控车床实现数字控制的重要设备,S7-200PLC作为PLC大家族中的优秀产品,其在数控车床中有比较广泛的应用,并推动了数控车床的智能化发展。
 
       一、S7-200PLC概述
   
       S7-200PLC是一种具有通讯功能和较高生产能力的可编程控制器,该控制器特别紧凑,但却具有较快的运行速度,硬件和软件操作简单,能够为自动化设备提供有效和经济的解决方案。S7-200PLC被广泛应用于单机、网络以及分布配置中更复杂的自动化任务,具有较高的应用价值。S7-200PLC可编程控制器由CPU、扩展单元、编程器、程序存储卡、写入器、文本显示器构成。在S7-200PLC的文本显示器不仅可以用于显示设备运行信息,还能够作为控制单元对某个量的数值进行修改,或直接设置输入和输出量。
 
      该可编程控制器作为PLC中杰出的作品,其强大的性能能够实现模块化的最优化和开放式通讯,由于S7-200PLC结构紧凑小桥,因此能够安装应用于很多狭小的空间中。S7-200PLC功能强大,不仅具有可编程控制器的基本功能,还具有很多有应用价值的高级拓展功能。另外,S7-200PLC可编程控制器的程序和数据存储器容量较大,这也为S7-200PLC较快的程序响应速度打下了基础。S7-200PLC在数控车床中的应用,能够极大的提升控制质量、效率和安全性。S7-200PLC最突出的特点就是具有即时响应性能,该可编程控制器集合了R-S 485接口,并作为系统总线使用,其极为快速和精确的操作顺序和过程控制,更是提升了其应用价值。这种可编程控制器还能够通过时间中断完整控制对时间要求严格的流程,这一功能使其在某些领域的应用价值倍增。
   
      二、数控车床的发展方向
   
      设备制造业的发展和进步,是现代社会发展的基础。数控车床作为现代制造业现代化发展的重要设备,对其发展方向进行探索,对我们更好的应用S7-200 PLC具有重要意义。笔者针对数控车床的发展进行分析,现代数控车床的发展有以下几点特点。
 
      1 、高速度、高精度。速度和精度一直是数控车床的两大重要指标,关系着数控车床的商品生产质量和生产效率。随着现代设备制造业对零部件质量和精度要求的不断提高,数控车床的加工精度一直是其发展的重要方向。数控车床的加工效率是提升数控车床使用经济价值的重要因素,因此数控车床在发展中对运转速度也一直在提升和进步。
 
      2 、多功能化。多功能化是数控车床发展的另外一大方向,多功能化的数控车床能够在同一台车床上完成诸如铣、镗、钻、削等多种功能,为了以有限的体积实现数控车床的多功能,就要求数控车床中每个部件的单体体积都较小。S7-200PLC体积小的优势正迎合了数控车床发展的这一要求,因此在数控车床中具有极高的应用潜力。
 
      3 、智能化。智能化生产是设备制造领域追求的终极目标,PLC设备在数控车床中的应用,极大的提升了数控车床的智能化水平。现代的数控车床,普遍带有自诊断、自修复功能,在整个工作状态中,系统随时对CNC系统本身以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。
   
      三、S7-200PLC在数控车床控制系统中的运用
   
     1 、基本系统。S7-200PLC在数控车床中是作为上位机装置应用的,并通过高速脉冲输出PRO或EM253模块进行控制。在数控车床的伺服系统中,上位机装置是控制伺服系统和电动机运动的重要机构。S7-200PLC在数控车床控制系统应用时,首先由S7-200PLC控制伺服驱动装置,伺服驱动装置受可编程控制器的控制发出指令,引导伺服电机运动并由编码设备运算伺服电动机的目标位置,实现对伺服电动机的有效控制,最终实现利用S7-200PLC实现对伺服系统自动控制的目的。
   
     2 、高速脉冲输出。高速脉冲输出是可编程控制器发展的一大方向,可编程控制器在应用中,每个高速脉冲发生器都对应一定数量的标志寄存器。在数控车床的控制系统中,一般会有两组内置脉冲发生装置供用户选择,系统运行时会脉冲正方向模式驱动庄子工作运行。另外一种PTO输出模式可以利用软件编程实现控制过程,并且不需要设计位置控制指令。
 
     3 、EM253位置控制模块。EM253位置控制模块是S7-200系统中具有特殊功能的位置控制模块,该模块能够以开环控制的方式实现对步进电机和伺服电机的运转速度和位置调整,并以脉冲正方向模式激发伺服驱动装置。该模块利用Step7-Micro/WIN进行相应的向导设置,完成向导设置该系统将自行生产对应的子系统。EM253模块属于开环控制,由伺服驱动装置自身的差分输出指令,由伺服驱动装置进行软件设置,然后反馈至PLC,从而实现整个闭环位置的运动控制。
 
     4 、对比分析。S7-200PLC运用于数控车床控制系统中,采用EM253模块,能够有效的提升可编程控制器的脉冲输出频次,提升自动车床的工作效率,能够实现对数控车床的高速运动或高精度的伺服驱动。而利用PTO输出模式,则无法根据实况改变伺服电机的运动状况,具有一定的应用限制,因S7-200PLC在数控车床控制系统中一般应用EM253模块进行输出控制,这种控制方式满足现代自动车床对零件加工精度和速度的要求。
 
    结语
   
    综上所述,S7-200PLC在数控车床中的应用,符合数控车床的发展趋势。该可编程控制器在数控车床控制系统中的应用,极大的提升了数控车床的工作效率、功能多样性和智能化,因此,S7-200PLC在数控车床控制系统中具有极高的应用价值的应用潜能。

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