数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 PLC的输出信号主要有：指示灯信号、控制继电器、接触器等动作信号：伺服模块 的驱动使能和速度使能信号等。这些信号通过PMAC智能I/O口送到相应的控制器上来 控制相应电器工作。利用PMAC提供的后台PLC可以很方便地实现上述功能，当前台 运动程序有序地运行时，PMAC运行控制器可以在后台运行多达32个异步P C程序 这些PLC程序可以提高采样速率，监视模拟输入和数字输入、设定输出值、发送信息 监视运动参数、改变增益值以及命令运动停止/启动，还可以对PMAC运动控制器发送 命令，完成一些可编程序罗辑控制器(PLC)的功能，利用这些功能不仅可以简化硬件 系统设计、节省硬件开支，而且还方便用户使用LC进行程序设计】 2. 基于运动控制器的开放式数 统的软件结构 基于运动控制器的开放式数控系统的软件结构主要是由实时控制软件和系统管理 软件来构成。实时控制软件的设计充分考虑了软件的开放性，用户可以在PMAC已经 集成的基本模块的基础上根据自己的需要增加软件的功能模块。系统管理软件主要由用 户自己开发，来实现所有的非实时够制部分的功能。系统管理软件最基木的应该是实现 系统始化故暗诊断 象物输入及加丁积常细 在这此 ,系统进程管理和双CPU通信功能 本功能的基础上可以再增加网络控制、动态仿真等高级功能。系统的软件结构 (参考结构)如图2-54所示。 (1)PMAC实时控制软件 PMAC实时控制软件包括插补模块、伺服驱动模块、 PLC监视模块、加工程序解释模块、数据采集及输出模块等，其功能模块如图2-55所 示。 C实时+实件 加工程书插补 块去模块动烦块运行块出模 图2-55PMAC实时控制软件功能模块 1)插补算法模块包括直线插补、圆弧插补及样条插补等。PMAC还提供了PVT(位 置速度时间)运动模式，该模式可以对轨迹图形讲行直接而紧凑的控制。用户可以对 以上几种模式加以选择和组合 2)伺服驱动模块用于选择PID位置环伺服滤波器 陷波滤波器(NOTCH FIL)、速 度前馈、加速度前馈等，并设置其控制参数，并且这几种伺服算法可以任意组合，用广 也可采用极点配置方法，甚至可以直接加入自己的底层位置伺服方法，以适应不同需要， 实现个性化伺服控制。 3)PIC监控坛行草块主要句括看门狗PIC、上由PIC、主可C、指示打管理pIC 及下电PLC。主PLC用来完成对控伟 面板及机床输 输出的监控， 主要包括对机床 进行手动、自动调整功能的实现 主轴运动的控制 机床3个坐标轴运动的控制等操作 看门狗PLC对PMAC运动控制器本身及数控系统状态位进行故障检测，在系统上电和 加工过程中分别进行如下处理。 ①看门狗PLC在PMAC上电后立即被启动，他通过不断读取DPRAM(双端口RAM 中某地址单元的计数值来判断主机是否进入CNC系统。当相邻两次读得的差值大于梨 个数时，它便启动上电PLC 对整个数控系统上电：当相邻两次读得的差值小于某个数 时，它便启动下电PLC,关闭整个数控系统。 ②看门狗PLC在加工过程中主要对各轴超行程限位开关、跟踪误差极限、伺服输出 极限、异常终止等信号进行检测，以确保数控系统安全、可靠地运行。 4)加工程序解释模块由G代码解释程序、M代码解释程序、T代码解释程序组成。 这些解释程序在PEWIN32 Pro(PMAC开发工具， 是Delta Tau PMAC卡的Windows可执 行程序环境下编辑和调试，并下我到PMAC的固定存储器中，在实际加工时被PMAC 兰州交通大学机电工程学院 15 数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 兰州交通大学机电工程学院 15 PLC 的输出信号主要有：指示灯信号、控制继电器、接触器等动作信号；伺服模块 的驱动使能和速度使能信号等。这些信号通过 PMAC 智能 I/O 口送到相应的控制器上来 控制相应电器工作。利用 PMAC 提供的后台 PLC 可以很方便地实现上述功能，当前台 运动程序有序地运行时，PMAC 运行控制器可以在后台运行多达 32 个异步 PLC 程序， 这些 PLC 程序可以提高采样速率，监视模拟输入和数字输入、设定输出值、发送信息、 监视运动参数、改变增益值以及命令运动停止/启动，还可以对 PMAC 运动控制器发送 命令，完成一些可编程序逻辑控制器（PLC）的功能，利用这些功能不仅可以简化硬件 系统设计、节省硬件开支，而且还方便用户使用 PLC 进行程序设计。 2．基于运动控制器的开放式数控系统的软件结构 基于运动控制器的开放式数控系统的软件结构主要是由实时控制软件和系统管理 软件来构成。实时控制软件的设计充分考虑了软件的开放性，用户可以在 PMAC 已经 集成的基本模块的基础上根据自己的需要增加软件的功能模块。系统管理软件主要由用 户自己开发，来实现所有的非实时控制部分的功能。系统管理软件最基本的应该是实现 系统初始化、故障诊断、参数输入及加工程序编辑、系统进程管理和双 CPU 通信功能， 在这些基本功能的基础上可以再增加网络控制、动态仿真等高级功能。系统的软件结构 （参考结构）如图 2-54 所示。 （1）PMAC 实时控制软件 PMAC 实时控制软件包括插补模块、伺服驱动模块、 PLC 监视模块、加工程序解释模块、数据采集及输出模块等，其功能模块如图 2-55 所 示。 图 2-55 PMAC 实时控制软件功能模块 1）插补算法模块包括直线插补、圆弧插补及样条插补等。PMAC 还提供了 PVT（位 置-速度-时间）运动模式，该模式可以对轨迹图形进行直接而紧凑的控制。用户可以对 以上几种模式加以选择和组合。 2）伺服驱动模块用于选择 PID 位置环伺服滤波器、陷波滤波器（NOTCH FIL）、速 度前馈、加速度前馈等，并设置其控制参数，并且这几种伺服算法可以任意组合，用户 也可采用极点配置方法，甚至可以直接加入自己的底层位置伺服方法，以适应不同需要， 实现个性化伺服控制。 3）PLC 监控运行模块主要包括看门狗 PLC、上电 PLC、主 PLC、指示灯管理 PLC 及下电 PLC。主 PLC 用来完成对控制面板及机床输入、输出的监控，主要包括对机床 进行手动、自动调整功能的实现、主轴运动的控制、机床 3 个坐标轴运动的控制等操作。 看门狗 PLC 对 PMAC 运动控制器本身及数控系统状态位进行故障检测，在系统上电和 加工过程中分别进行如下处理。 ①看门狗 PLC 在 PMAC 上电后立即被启动，他通过不断读取 DPRAM(双端口 RAM) 中某地址单元的计数值来判断主机是否进入 CNC 系统。当相邻两次读得的差值大于某 个数时，它便启动上电 PLC，对整个数控系统上电；当相邻两次读得的差值小于某个数 时，它便启动下电 PLC,关闭整个数控系统。 ②看门狗 PLC 在加工过程中主要对各轴超行程限位开关、跟踪误差极限、伺服输出 极限、异常终止等信号进行检测，以确保数控系统安全、可靠地运行。 4）加工程序解释模块由 G 代码解释程序、M 代码解释程序、T 代码解释程序组成。 这些解释程序在 PEWIN32Pro(PMAC 开发工具，是 Delta Tau PMAC 卡的 Windows 可执 行程序)环境下编辑和调试，并下载到 PMAC 的固定存储器中，在实际加工时被 PMAC