基于MCGS组态监控的CA6140车床PLC控制设计

李烨+杨恒志

摘要：根据PLC控制要求，选用PLC FX2N-16MR对普通机床进行现代化程控改造，结合MCGS人机界面设计CA6140车床监控系统，实现对CA6140機床自动控制和与PLC的通信，为工业生产提供成本低、效率高的实用机具。

关键词：车床；PLC；人机界面；监控

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2017）07-0021-02

随着计算机技术的快速发展，以PLC、变频器、触摸屏人机对话和组态监控为主体的新型控制系统广泛应用于各大行业。在工业自动化领域，PLC控制成为自动化系统控制的基础，给工业控制带来前所未有的变化。组态软件技术（简称MCGS）作为用户可定制功能的软件平台工具，可在PC机上开发友好的人机界面，通过PLC对自动化设备进行智能控制。在此背景下，用PLC FX2N-16MR对普通机床进行现代化程控改造，结合MCGS人机界面进行监控，旨在节约成本和提高生产效率。

1 CA6140车床概述

车床是机械制造企业所需设备之一。CA6140型车床是原C620型的改进版，其中C代表车床；A代表改进型号；6代表卧式；1代表基本型；40代表最大旋转直径。

CA6140型车床主要由主轴箱、床鞍和刀架部件、尾座、进给箱、溜板箱、床身六大部分组成。其工艺范围广，能进行多种表面加工。CA6140一般采用2台BYG550C-2型步进电机驱动，电压为110 V，相电流为2.5 A，步距角为0.36°/步，静力距为12 N。

CA6140型车床主要有3种运动形式：1） 切削运动，包括工件旋转的主运动和刀具直线进给运动。2） 进给运动，指刀架带动刀具直线运动。溜板箱把丝杠或光杠的转动传递给刀架部分，变换溜板箱外的手柄位置，经刀架部分使车刀做纵向或横向进给。3） 辅助运动，包括尾架纵向移动、工件夹紧与放松等。

2 PLC控制系统设计

2.1 PLC控制要求

2.1.1 初始状态 SB1，SB2，SB5，SB6，SB7都为OFF，电动机M1，M2，M3也都为OFF。

2.1.2 启动过程 上电后系统进行初始化，按下按钮SB1，电动机M3开始启动，5 s后电机M2转动；按下按钮SB2，电机M1转动。

2.1.3 停止及其他状态 按下按钮SB6，电动机M1进行反转点动；按下按钮SB5，电动机M2进行正转点动；按下按钮SB7，电动机M1，M2，M3全部停止运行。

2.2 系统I/0地址分配

系统I/0地址分配见表1。

2.3 PLC主程序

PLC程序指令代码如图1所示。

3 MCGS组态软件设计

3.1 MCGS组态系统软件构成

MCGS软件系统包括MCGS组态环境和MCGS运行环境两部分。MCGS组态环境是生成用户应用系统的工作环境，完成设计后会自动生成一个拓展名为.mcg的工程文件，其与运行环境构成用户应用系统。MCGS运行环境是指用户应用系统的运行环境，完成对工程的控制工作。MCGS组态软件所建立的工程主要由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分组成。

3.2 PLC控制

用MCGS组态软件监控PLC控制CA6140机床运动，并通过电脑动画显示，监控控制系统的多个动态过程如图2所示。

3.3 MCGS组态软件监控

3.3.1 控制操作部分 按下SB1按钮，下面的冷却泵电机和快速电机指示灯亮，说明冷却泵电机和快速电机正在运行；按下SB2按钮，下面的主轴电机指示灯亮，说明主轴电机正在运行；按下SB5按钮，下面的主轴电机正转指示灯亮，说明主轴电机正在进行正转运行；按下SB6按钮，下面的主轴电机反转指示灯亮，说明主轴电机正在进行反转运行。

3.3.2 复位操作部分 按下SB7按钮，总复位指示灯亮，此时机床的主轴电机、冷却泵电机、快速电机皆停止工作，机床回到初始状态。

4 结论

随着计算机技术和PLC技术的发展，PLC因具有高性价比、高可靠性、简洁性等优点而得到广泛运用。对PLC的设计、工作原理和应用方法进行表述，实现由PLC对CA6140机床的自动控制，运用MCGS组态软件设计的人机界面实现与PLC通信。

参考文献

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Abstract： According to the control requirment of PLC， PLC FX2N-16MR was chosen to make modernization stored program control and transformation to general-purpose lathe. Combined with CA6140 lathe monitoring system by MCGS human-computer interface design， it realized automatic control to CA6140 and communicate to PLC， which provided low cost and efficient practical machine for industrial production.

Key words： lathe； PLC； human-computer interface； monitoringendprint