西门子802D系统通用PLC程序在数控车床上的应用

西门子802D系统通用PLC程序在数控车床上的应用 西门子802D系统通用PLC程序在数控车床 上的应用 F 西门子802D系统通用PLC 程序在数控车床上响应用 ?文/沈阳机床集团温振平 引言 同一类型的数控机床的主要功能基本相同,但 根据规格的变化和应用的不同情况,机床的配置和 动作也不尽相同.而机床的动作主要是由PLC程序控 制的,由于PLC地址分iaP_,~9不同和编制者的不同,PLC 程序往往差别较大,相同功能部件的动作往往也不 相同,这就给机床的调试和故障的诊断造成了一定 困难. 由于同一类型的数控机床主要功能相同,仅仅 是辅助部件变化,因此,编制通用的PLC程序是可能 的,并且可以解决上述的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 .本文阐述了编制通用 PLC程序的一般思路以及在西门子802D系列数控车 床上的实际应用. 1.编制通用PLC程序的一般思路 1.1通用PLC程序的应用目标 编制通用PLC程序,主要应实现以下目标 1)程序应尽量包含本类机床可能具有的功能 2)机床l/O地址分配的变化,PLC程序仅需作少 量改动. 3)PLC程序具有较强的可读性和可维护性. 4)提供完善的报警信息,从而方便机床故障的 诊断和排除. 5)程序具有较强的可扩展性便于增加程序功能. 6)程序应尽量保证机床的安全性. 1.2编制通用PLC程序的原则 编制通用PLC程序,笔者认为应遵循以下原则 1)根据数控系统类型和相应PLC的功能情况,确 定程序的结构. 不同的数控系统,其PLC控制器指令系统和资源 情况都是不同的,因此,程序的结构应根据具体情况 作合理规划. 2)做好机床功能的统计和功能的分类. 机床功能的统计是保证PLC程序通用性的基础, 而功能的分类是为了程序模块的划分,做好这两项 工作是程序成功应用的保证. 3)程序作模块化设计. 根据功能的分类将程序划分成不同的模块,同 类的功能放在一个模块内,各个模块编程风格保持 一 直.这样就使程序结构清晰,可读性好.另外,应 尽量不使用SET和RESET指令. 4)做好PLC资源(如定时器,计数器,中间继电 器等)的分配. PLC资源的使用应分两部分,保留资源和可使用 资源.保留资源用于程序通用部分,并预留,部分供 程序的修正和完善使用可使用资源用于其他人扩 展功能时使用,这样可以避免其他人修改PLC程序时 产生不必要的错误.同一类型的数控系统配置的PLC 控制器有多种型号,PLC资源配置也不同,程序应尽 量迁就低端系统,从而提高程序的适应性. 5)编制完善的报警信息. 根据机床各类传感器的配置和可能的操作,编 制完善的报警信息和操作提示信息,方便机床的操 作和故障的诊断,使一些非专业人员也能排除一些 机床故障. 6)通过参数选择机床功能. 第12期数控机床市场?111. F技术前沿 通常数控系统都提供了PLC参数,用于系统和 PLC程序交换数据.在将通用PLC程序应用到具体机 床上时,需要根据机床实际配置进行功能的选择,这 一 点可以通过PLC参数的设置来实现.合理地对PLC 参数进行规划,分类,将有利于机床的调试. 2.SINUMERIK802D系统数控车床通用 PLC程序的编制及应用 2.1程序的总体规划 802D系统提供了一个PLC子程序库,基本提供 了数控机床的大部分功能.但是实际应用起来还有 很多不足,需要根据机床情况做很多改动,不能满足 机床应用的要求.因此,在对西门子提供的子程序库 消化吸收的基础上,基于下列原则,重新编制了数控 .112.第12期数控机床市场 搬鹫每.P啦蘩量.搬:警斑缮一I_ 70003916000004#7ZF变速箱换档错误 ?-:16~Q05#g 7o.0411600~51卡盘内外卡方式切换.重新上电后生效 》g张l6瞬港盛嚏}蒲I群}崔茸毒-z翟赫融蜥譬嘏嘲 70004316000005世3台尾顶尖未伸出套筒禁止锁紧 略.$自?的b?糍辅静帮毒.橱惩辩聚重孵-骥嘣 7O0O4516000005世5驱动器优化时刹车被释放 ,瓢&自00&糍8谴j霞i蒜姓蒂谴糍巍藏.装寇畿《辚糍凝.藏 70004716000005世7注意机床处于调试状态请注意安全MD145123"苎7FH 自嘴蛳孺,獬?糖鞴越瀚辨黜雕, 70004916000006世1请移动z轴进行台尾连接 @酾嘲黧?瓣蝴串举睫j!亨麟礴彝--嘲婚#糯糊 70005116000006垃3PLC参数设置锚误有冲突fMDI4512} ,O00巷1606静4pbF掘疆n蒜蔓F帕署f^n1RR-?= 70005316000006世5 々阳?琢 70005516000006#7 7?Q5e?8q9?07#虢摧岳;耆}0" 700O5716000007吐1远弹2J号-5当月u位一双 70?5e博0.??#2;前喜蔷{缸盘g蠹善硼辅 70005916000007#3刀架过热 ~O0OBQ{醣卿Q?赫t女IjflF壬施{!栅描j鱼斟{婚. 7O?6116000007#5西门子MINI手持盒没有连接 ?觯j《??酾糍一鼹瓣攀煮一一篇蛳鼎甄誊誊霸挪 70006316000007#7PLC程序版本号:Ver01O0 表1:PLC报警列表 车床通用PLC程序. 1)尽量不用局部变量,取消SET和RESET指令. 大量使用SET和RESET指令,使程序的可读性非 常差,同时也使输出结果在时序上难以把握,因此, 本程序原则上尽量不使用这两个指令. 局部变量可以实现程序的封装,同时由于其状 态仅受所在子程序的影响,因此可以提高程序的可 读性,具有一定的优点.但是802D系统可以在线诊 断PLC程序,局部变量的状态在线诊断时无法显示, 同时由于局部变量使用临时内存,其状态在时序上 也难以把握.使用时不可避免地要使用SET和RESET 指令,所以本程序原则上也尽量不使用局部变量. 2)实际l/o信号在一个子程序里进行交换,其他 子程序均采用中间地址编程. 由于各种车床l/o地址分配不统一,为减少由此 带来的程序的变化,所有功能子程序均采用中间地 址编程.I/o信号和中间地址的交换在固定的一个子 程序里进行交换,提高程序的通用性. 3)所有子程序可通过参数选择是否在主程序里 调用. 所有子程序都在主程序里通过PLC参数进行条 件调用,这样,在实际应用时,通过参数的设置即可 实现功能的增减. 4)规定了统一的M代码和PLC报警文本. 统一M代码和报警文本,有利于机床的操作和 故障诊断.详见表1和表2. 2.2程序的结构 根据对机床功能的统计和分类以及802D系统的 特点,整个程序采用模块化设计,主要分为以下几 类. 1)主程序:通过条件调用,用于组织各个子程 序. 2)用户和PLC初始化程序,用于设定PLC程序的 运行条件,定义程序的版本号. 3)PLC—SET程序,处理一些常用信号,如主轴的 旋转条件,读入禁止信号的处理等. M代码功能注释 M00程序无条件停止 MO1程序有条件停止 M02程序结束 MO3主轴正转 M04主轴反转 MO5主轴停止 M06刀具交换 MO7 MO8第1冷却液开 MO9第1冷却液荚 M1O卡盘张开 M11卡盘关闭 M12第2冷却液开 Mj3第2冷却液关 M14水枪冷却阀打开 M{5水枪冷却阀关闭 M16刀架冷却阀打开 M17刀架冷却阀关闭 M18冲屑冷却阀打开 M19冲屑冷却阀关闭 M2O吸油雾器启动 M21吸油雾器断开 M22铣削刀具接通 M23铣削刀具断开 M3O程序停止并返回开头 M31 M32台尾尾芯前进 M33台尾尾芯后退 M34卡盘高压 M35卡盘低压 M40主轴自动变档参见SIEMENS说明书 M41主轴1档 M42主轴2档 M43主轴3档主轴空档 M57自动门(左)打开 M58自动门(左)关闭 M59自动门(右)打开 M6O自动门f右)关闭 M7O转换为铣削方式 F M代码功能注释 M75排屑器(正转)启动 M76排屑器停止 M77中心架闭合 M78中心架打开 M79中心架吹气开 M8O中心架吹气关 M8{中心架体松开 M82中心架体锁紧 M83启动中,架润滑一次 M84中心架体与Z轴连接 M85中心架体与Z轴断开 M86 M87 M88尾座松开 M89尾座锁紧 M90尾芯(套筒)松开 M91尾芯f套筒)锁紧 M92 M93 M94尾座与Z轴连接 M95尾座与Z轴断开 M96 M97 M98调用子程序 M99子程序返回 表2:M代码列表 4)』/o信号交换程序,处理实际信号和中间信号 的交换.由于802D系统PLC程序中不能有不存在的 』/o信号,故每一块』/o板用一个子程序处理,以便 适应不同的』/o配置. 5)与系统相关的功能程序,包括电源模块上电 时序处理,面板和NCK信号处理,轴控制程序,手轮 控制,主轴倍率等. 6)各个机床部件的程序.包括冷却,润滑,排 屑,卡盘,台尾,中心架,主轴变档,刀架等. 7)其他程序. PLC程序的模块结构如表3. 2. 3PLC资源的分配 本程序适用于802D和802Dsl系统,其中定时器, 计数器和M地址802Ds/系统要比802D多,为了提高 程序的通用性.地址的分配以802D系统为准,详细 的分配参见表4.当在通用PLC程序的基础上增加功 能时,应使用可用地址,以免因地址重复造成故障. 2.4安全功能的设计 根据机床实际应用情况,考虑到各种因素,在 PLC中编制尽量完善的安全互锁机制,是通用PLC程 序的一个重要目标. 在程序编制时,笔者参照了CE 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 中的部分要 第12期数控机床市场.113. F技术前沿 表3:PLC子程序表 表4:PLC资源分配表 . 114.第12期数控机床市场 求,将机床工作状态分为加工和设定两个工作状态. 在加工状态时,机床严格执行各项安全互锁,如防护 门未关闭禁止旋转主轴,禁止启动加工程序等.在设 定状态时,系统首先发出报警信息,提示用户注意安 全,在设定状态下,防护门未关闭主轴可以在限制速 度下旋转,加工程序以单程序段方式执行,进给轴快 速无效且进给倍率限制等.考虑到国内用户的操作 习惯,有些限制也可以用参数取消.但是,必要的安 全互锁是始终保留的. 2.5程序的应用 由于802D的PLC程序长度有限,通用PLC程序 的内容放在一个程序里无法通过编译,因此,将分 成两个文件,主程序文件802D—MAIN.PTP和库文件 802D— LIB.PTP,主程序保留完整的程序框架,但是把 各种刀架程序模块的内容清空,刀架程序放到库文 件存放.具体机床的PLC应用需要用基本程序的两 个文件进行合成,方法为:在主程序中,将机床不 需要的功能的子程序内容清空,保留程序名,然后 库文件中需要的功能复制到主程序中的相应子程序 中即可.机床调试时根据机床配置须将相关PLC参 数正确设置. 注意l/o交换模块一定要和机床实际情况一致, 调用不存在的l/o地址会导致PLC死机. 因为应用情况的变化和程序自身错误的不断修 正,通用PLC程序在一定时期内可能处在不断完善的 过程中.笔者在通用PLC程序内部设置了一个版本 号.通过一定的操作即可以报警的形式诊断出来.在 程序基本编制完成后,给程序设定了一个基本版本 号,每当程序作一次修正,版本号做一个改变,同时 作程序修正纪录,这样,通过程序的版本号,可以得 到PLC程序的准确信息,方便了故障的诊断和错误的 修正. 小结 通用PLC程序的使用,提高了机床调试的效率, 方便了故障的诊断.同时也提升了机床的质量.当 然,由于通用PLC程序由于过于庞大,不可避免的存 在一些错误,完善程序也需要在足够数量的机床上 应用以后才能完成.瑕不掩玉,编制通用PLC程序不 失为提高机床生产效率的一个好的方法.牝