5.3主轴正转控制过程分析

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。

本文采摘自“五轴数控加工中心软PLC控制系统的研究”，因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示，有需要者可以在网络中查找相关文章！本文由伯特利数控整理发表文章均来自网络仅供学习参考，转载请注明！