《【论文-控制设计】基于PMAC的数控系统故障监控.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【论文-控制设计】基于PMAC的数控系统故障监控.pdf（3页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、一9 2 一机械设计与制造M a c h i n e r yD e s i g n&M a n u f a c t u r e第9 期2 0 0 8 年9 月文章编号：1 0 0 1 3 9 9 7(2 0 0 8)0 9 0 0 9 2-0 2基于P M A C 的数控系统故障监控水刘钦孙志永(北京信息科技大学机电工程学院，北京1 0 0 19 2)M a l f u n c t i o nm o n i t o ra n dc o n t r o Io ng r i n d i n go fc a m s h a f tb a s e do nP M A CL I UQ i n，S U N
2、Z h i-y o n g(I n f o r m a t i o nS c i e n c e&T e c h n o l o g yU n i v e r s i t yM e c h a n i c a la n dE l e c t r i c a lE n g i n e e r i n gI n s t i t u t e，B e i j i n g1 0 0 1 9 2，C h i n a)中图分类号：T H l 6，T P 2 7 7 文献标识码：A1 故障监控模块的意义在机床数控系统中，为r 提高数控系统的安伞性，使操作人员随时了解加上参数，以及软件系统自动故障报警与停止，提
3、高加工效率和加工安全，在开发数控系统的时候有必要加入故障监控模块。P M A C 卡是美国D e l t aT a u 公司生产的功能强大的运动控制器，核心是M O T O R O L A 的D S P 5 6 0 0 1 5 6 0 0 2 数字信号处理器，最多可以榨制1 2 8 个轴，并且提供动态链接库，容易与上位机通信，能根据不同的数学加工模型具体开发控制系统，适合于开放性数控系统开发，具有很强的实用性。由于P M A C 支持多种高级语言，闪此根据加丁要求，利用V C 6 0 开发了基于P M A C 的数控系统故障监控模块，如设备运行状态例如电机温度、电机位置与速度、液压力大小等数据
4、超过安全值超出安全范围，则系统会自动停止报警。2P M A C 卡的数据读取方式(1)从缓冲区中获得采集数据：在这种采集方式中，需要设定采集周期(变量1 1 9)来决定在每个伺服中断周期内执行多少个数据采集周期，设定采集源选择标志(变量1 2 0)来决定采集哪一个或多个数据源，以及设定采集源地址(变量1 2 0 一1 4 4o 这种数据采集方式比较复杂，但应用灵活，用户可以通过设定采集源，采集任何P M A C 有效地址中的数据。(2)由于P M A C 将运行过程中各个电机、编码器的各种数据自动的存放在相应的I O 及运动寄存器中，因此用户只需要读取各个I O 及运动寄存器中的值就能得到需要
5、的数据。由用户自己定义一个M 变量，指向某一寄存器或内存，用户再通过该变量访问它指向的寄存器或内存。P M A C 卡在出厂的时候推荐了M 变量定义，如M 1 6 6-X：$0 0 3 3，0，2 4，S，表示M 1 6 6 指向存储器x列的0 0 3 3 H 号地址，该地址存放的是一号电机的实际速度值。本系统采用第二种数据读取方式。3W i n 3 2 应用程序与P M A C 之间的通信为了便于P M A C 与上层W I N D O W S 应用程序之间进行通信，D e l t aT a u 公司提供了P C o m m 3 2 通信驱动程序作为上层应用程序与P M A C 之间通信的桥
6、梁。P C o m m 3 2 是一个非常有效的开发工具，几乎囊括r 所有与P M A C 的通信方法，并且与v c+等开发软件有很好的兼性。它由P M A C D L L，P M A C S Y S，P M A C V X D 3 个文件组成，共包含了2 5 0 多个函数。P M A C 数据采集主要用到以下3 个P C o m m 3 2 函数，简要介绍如下：(1)B O O L O p e n P m a c D e v i c e(D W O R D d w D e v i c e)：该函数开启或关闭P M A C 卡，参数d w D e v i c e 为希望打开的设备号，一般为O。
7、返回值为T R U E 则表示连接成功。(2)B O O LC l o s e P m a c D e v i c e(D W O R Dd w D e v i c e)：当程序运行完毕，必须关闭所打开的通道，此函数就是实现了这个功能。参数及返回值意义与打开通道的函数相同。(3)i n tP m a c G e t R e s p o n s e A(D W O R Dd w D e v i e e，P C H A Rr e s p-o l l s e，U I N T m a x c h a r，P C H A R c o m 2 m a n d)：发送一个命令字符串给P M A C，并从缓冲
8、区中得到P M A C 的反应。参数r e s p o n s e 是指向字符串缓冲区指针；m a x c h a r 是传送的字符串的最大字符数；c o m m a n d 是指向所传送字符串的指针。4 应用实例凸轮轴磨床数控系统的加工方式为P M A C 卡控制x 轴砂轮架水平往复移动和c 轴工件主轴转动两轴联动。其主要硬件设备有工控机、P M A C 卡、松下伺服电机、雷尼绍光栅、C B N 砂轮、电主轴等。数控系统采用直线光栅采集x 轴位移作为反馈，圆光栅采集c 轴转角作为反馈，形成全闭环控制，基本原理，如图l 所示。-k 来稿1 3 期：2 0 0 7 一“一1 6-k 基金项目：北
9、京市教委科技发展计划重点项目(K Z 2 0 0 7 1 1 2 3 2 0 1 6)万方数据第9 期刘钦等：基于P M A C 的数控系统故障监控一9 3 一图1 数控系统的控制原理图以V i s u a lC+6 0 为工具，开发了软件控制系统以及人机界面。根据数学模型用程序生成了两轴联动的实际坐标，下载加工数据到P M A C 运动控制卡，再由P M A C 运动控制卡控制伺服系统完成加工。在数控系统中，设计了设备运行数据实时显示与监控模块了，用于检测设备的运行状况与监控。以下以电机温度和电机实际位置、速度监测为例进行介绍。4 1 硬件部分温度传感器采用B B 公司的X T R l 0
10、5 芯片，具有较高的精度和线性补偿特性。X T R l 0 5 采集安装在电机轴承上的铂电阻的温度，转化成4-2 0 m A 的电流信号。具体流程，如图2 所示。图2 状态监控图在P M A C 卡的p w i n 3 2 终端中定义：m S 0 1-Y：$7 8 C 0 0，8，1 6，u(第一通道输入A D 转换)。m 5 0 1 指向的地址即为电机温度的地址。速度直接读取m 1 6 6，位置读取m 1 6 2。4 2 软件部分在数据采集过程中，先通过P M A C 的动态链接库p m a e d l l 与软件通信，采用多线程滨取数据，实时性强，问隔时间短。首先，从C F o r m V
11、 i e w 类中派生出C T e m p e r a t u r e M o n i t o r 类和C P o s i t i o n V i e w类，然后分别在各类中开一个线程，具体如下(部分程序略)：B O O L CP o s i t i o n V i e w：O n l n i t D i a l o g()A f x B e g i n T h r e a d(M o n i t o r P o s i t i o n，N U L L，N U L L，N U L L，N U L L)；，开启监测位置线程Ju i n tCP o s i t i o n V i e w：M o
12、n i t o r P o s i t i o n(L P V O I Dp o s i t i o n)I P m a c G e t R e s p o n s e A(0，b u l l，2 5 5，“m 1 6 2”)；，一号电机的实际位置P m a c G e t R e s p o n s e A(0，b u f 2，2 5 5“m1 6 6”)；，_ 号电机的实际速度f p r i n t f(P o s i t i o n。“f i n”，a t o f(b u f)f 6 8 0 0 0 0)；将采集结果写入文件保存：S e t D I g l t e m T e x t(t
13、 h i s H w n d。I D C _ X _ P O S，x p)，显示采集的电机位置S l e e p(5 0)；每隔5 0 毫秒采集一次数据B O O L C T e m p e r a t u r e M o n i t o r：O n l n i t D i M o g()A f x B e g l n T h r e a d(M o n i t o r T e m p e m t u r e N U L L，N U L L，N U L L。N U L L)；开启检测温度线程lu I n tC T e m p e r a t u x e M o n i t o r：M o n
14、i t o r T e m p e r a t u r e(L P V O I Dp o s i t i o n)电机最大行程由导轨的限位开关控制，限位开关是霍耳型传感器，超出行程时发送一个高电压给P M A C 卡，P M A C 卡发送停止命令，电机停止。采集结果界面图，如图3 所示。图3 采集结果界面下面的数据为采集静l 电机的部分数据：温度位置速度2 7 8 3 8l8 0 6 5 63 02 7 8 3 918 0 6 6 03 02 7 8 4 218 0 6 6 43 02 7 9 0 41 8 0 6 6 83 05 结论通过设置机床设备故障监控模块，易于操作人员了解设备状态，
15、并且机床能够安全报警，提高了机床的智能性，有很好的应用意义。参考文献1 彭宝营基于P M A C 的数控机床数据实时采集的研究微 愕翱L f 言息，2 0 0 72 北京元贸兴控制设备技术有限责任公司P M A C 用户手册，19 9 93 兰光明V C 环境下的P M A C 数据实时采集与显示北京机械工业学院学报。2 0 0 4(3)4 郑存红，胡荣强，赵瑞峰等用V i s u a l C+实现实时数据采集 J 计算机应用研究，2 0 0 2，1 9(4)：1 0 3 1 0 95 王正兵开放式数控系统的核心开放式控制器 J 制造技术与机床，2 0 0 2 1 2(1)6 王宇晗，吴祖育陆
16、志强开放式控制器对数控机床低成本改造的策略【J 机械设计与研究，2 0 0 0(1)：6 3 6 5万方数据基于PMAC的数控系统故障监控基于PMAC的数控系统故障监控作者：刘钦，孙志永，LIU Qin，SUN Zhi-yong作者单位：北京信息科技大学,机电工程学院,北京,100192刊名：机械设计与制造英文刊名：MACHINERY DESIGN&MANUFACTURE年，卷(期)：2008，(9)引用次数：0次 参考文献(6条)参考文献(6条)1.彭宝营.韩秋实.孙志永 基于PMAC的数控机床数据实时采集的研究期刊论文-微计算机信息 2007(07)2.北京元贸兴控制设备技术有限责任公司 PMAC用户手册 19993.兰光明.韩秋实.孙志永 基于VC环境下的PMAC数据实时采集与显示期刊论文-北京机械工业学院学报(综合版)2004(01)4.郑存红.胡荣强.赵瑞峰 用Visual C+实现实时数据采集期刊论文-计算机应用研究 2002(04)5.王正兵.任偲 第二讲开放式数控系统的核心-开放式控制器期刊论文-制造技术与机床 2002(01)6.王宇晗.吴祖育.陆志强.李宇昊 开放式控制器对数控机床低成本改造的策略期刊论文-机械设计与研究2000(01)本文链接：http:/