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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