基于PLC网络控制技术的珩磨机运动控制

　　珩磨机是一种利用珩磨头珩磨工件精加工表面的磨床，主要用在汽车、拖拉机、液压件、轴承、航空等制造业中珩磨工件的孔。珩磨加工要求珩磨机床控制系统实现对珩磨头径向进给运动、旋转运动以及轴向往复运动的控制，且在加工时需要有精确的位置定位精度。对于这种要求精确定位的位置控制系统，应采用交流伺服电动机和伺服驱动器的伺服系统控制。

　　为了便于实时准确获取电动机状态信息，在线修改电动机参数设置，直接、简捷地控制电动机运行，主控制器可通过控制网络对驱动器实施网络控制。驱动器的网络控制是指利用通信的手段，实现驱动器与外设的数据交换、驱动器调试监控以及运行过程控制的功能。这里介绍一种将PLC技术应用于高精度珩磨机床的控制系统。即PLC作为主控制器，通过串行通信与控制网络控制伺服驱动器及变频器等的运行，实现珩磨机位置伺服控制功能。

1 控制系统构成

　　珩磨机进给运动由伺服驱动器带动伺服电动机完成。主运动由变频器带动三相电动机完成。控制系统要求具备手动和自动功能。手动用于工艺参数的设置，如分段位置值和速度值。自动用于完成循环加工过程。实际中要求珩磨头能够做上下往复运动，且完成一定次数的短冲。

　　根据珩磨机加工原理和控制要求，控制系统由PLC、伺服驱动器、变频器及触摸屏等组成。系统构成

　　如图1所示。采用RS-485总线构成控制网络，以主从式结构，主站(PLC)对各从站(伺服驱动器、变频器等)进行运行控制，即PLC通过RS-485总线与伺服驱动器、变频器通信，完成对它们控制命令字写入和实时运行状态字读取功能。伺服驱动器主要完成电动机多段速度给定，即通过编码器接口检测电动机运行的实际位置，对应不同的位置分段写入相应的加工速度命令，利用其基本定位功能进行位置控制。同时伺服驱动器读取电动机实时运行信息(运行状态字、电动机位置、实际速度、实际转矩)并上传给PLC。变频器用变频器用于控制主轴电动机正反转、点动速度和连续速度给定，同时将主轴运行状态信息(实际速度、实际转矩、电动机温度)上传给PLC。

　　PLC采用三菱Q系列PLC:Q02HCPU模块、Q61P电源,QJ71 C24N串行通信模块及Q38B基板。伺服驱动器采用三菱网络控制型交流伺服驱动器MR-J3。变频器采用三菱FR-E740-CHTo C24N为Q系列PLC的专用串行通信模块，支持RS-232C , RS-422 ,RS-485三种串行通信接口传输标准。本系统采用RS-485接口方式的一对多连接。变频器侧的RS-485接口使用PU口。伺服驱动器的通信接口为CN3。

　　通信前C24N模块、伺服驱动器通信接口、变频器通信接口需分别进行通信参数的设置。

　　MR-J3通信接口规范:RS-485;通信协议与方式:ASCII字符传输协议，异夕半双工通信;数据帧格式与长度:11位，起始位1/数据位8/奇偶校验位1/停止位I o MR-J3通信接口其他通信参数设置如下:

　　PC20:从站地址，设为00
　　PC21.1:通信速率，设为4,38 400 bit/s。
　　PC21.3:通信延时，设为0，无延时。
　　E740的PU口通信参数设置如下:
　　Pr79:从站地址，设为1。
　　Pr118:通信速率，设为384 , 38 400 bids。
　　Pr119:停止位长，设为11，数据8位，停止位1位。
　　Pr120:校验，设为1，奇校验。
　　Pr118:通信速率，设为384,38 400 bit/s。
　　Pr123:通信延时，设为0，无延时。
　　Pr124:有无CR、LF，设为2，有CR,LFa
　　Pr549:通信协议选择，设为0，专用通信协议。