可编程触控屏珩磨机控制系统的实现

　　 引言

　　eView 10.4英寸触控屏是深圳步科电气公司的新一代TFT彩色触控屏，接口种类丰富，能够方便地连接多种PLC，成本较低。将其引入到珩磨机的控制系统中，能够更加方便地进行各项加工操作，并且能够直观地观察到珩磨机的运行状态，具有良好的人机交互界面。

　　1 控制系统

　　1.1 珩磨机控制系统的要求

　　控制系统要求能够在MTS10T的触控界面上完成对于加工参数的设定，手动自动运行等功能。而西门子的PLC CPU313C-2DP作为中央的控制器完成由MT510T触控屏给出的控制指令。珩磨机的运动控制系统由S120以及MM440低压变频驱动器组成。其中，S120同步伺服驱动器带动交流同步伺服电机完成珩磨头的上下方向的进给运动，而主运动由MM440带动三相交流异步电机完成。控制系统要求同时具备手动操作和自动加工的功能。在手动操作的状态下可以在触控屏上完成工艺参数设置，并且能够进行手动进给，手动主轴旋转，冷却液开断等功能;而在自动加工状态下珩磨机则按照给定的加工参数完成循环加工的功能。并且根据实际的要求，珩磨头能够完成0到9次短冲程。则本珩磨机的自动加工工艺流程如图1所示。

　　1.2 珩磨机控制系统的硬件组成

　　控制系统的硬件由触控屏、西门子PLC、三相交流同步伺服驱动器、三相交流变频器、交流永磁同步伺服电机1FK7以及三相异步电机组成。

　　eView MT510T触控屏通过RS232串口与主控节点西门子PLC的MPI通讯接口进行，由于eView串口电气特性和西门子PLC的MPI接口电气特性不同，需要在两者之间通过由eView提供的MT5-S7-300转换适配器进行连接。通过它可将所需要数据读取并写入PLC数据块，同时可改变PLC内部存储位M和I/O的高低(0/1)状态，用于对加工工艺参数进行编制，进行手动和自动操作，以及读取实时状态信息和进行故障处理等。

　　运动控制部分采用主从式控制结构。西门子PLC、S120同步伺服驱动器以及MM440变频器通过PROFIBUS总线构成总线控制网络。PIC设定为主站，2台驱动器则构成从站。主站通过PROFIBUS总线与驱动器S120和MM440进行通讯，完成对从站的控制命令字写入和从站的实时运行状态字读取功能。

　　伺服进给系统由驱动器S120和同步伺服电机(1FK7系列)组成。伺服电机编码器信号通过DRIVE-CLIQ总线和伺服驱动器进行连接。同步伺服驱动器S120对珩磨机磨头位置进行精确控制，通过编码器接口监控电机运行实际位置，对应不同位置区域给出相应加工速度指令。同时，伺服驱动器读取电机实时运行信息，如驱动器运行状态字，电机实际位置和实际速度等，并写入上位机PLC的DB数据块里。伺服驱动器S120还将完成电机手动控制操作，如点动上升/下降和手轮运行等功能。驱动器MM440用于控制主轴电机正反转及运行速度的给定，同时将主轴运行状态信息，如主轴实际速度，实际转矩和电机温度等上传给上位机PLC。