現場總線運動控制模塊的設計及其在PLC系統(tǒng)中的應用

　　(1) 管理層:是最高層，負責系統(tǒng)的管理與決策。其中PLC是整個控制網絡的核心，它作為Modbus網絡的主設備，通過Modbus網絡與各運動控制器之間傳輸生產管理信息、質量管理信息及CNC的運行情況等數據。上位計算機運行組態(tài)軟件,通過RS-232串行通信口與PLC通信，實時監(jiān)控系統(tǒng)的運行。
　　(2) 控制層:是整個網絡系統(tǒng)的中間層,各運動控制模塊掛接在Modbus網絡上成為其從節(jié)點,負責下面CNC運行過程的監(jiān)控、協調和優(yōu)化。
　　(3) 器件層:雕刻機是整個網絡的最低層，是現場總線網絡中直接面對現場的器件和設備，為網絡的終端執(zhí)行機構。
2.2 用協議宏功能實現Modbus協議
　　在協議宏軟件CX-Protocol上創(chuàng)建工程，選擇正確的設備名稱、型號及網絡類型。然后創(chuàng)建通信序列和接收序列，并下載到PLC通信板中。在PLC中編寫程序，用PMCR指令調用指定的通信序列，實現與運動控制模塊的通信。通信協議宏主要由發(fā)送/接收數據程序構成,每個通信協議最多包含0~999個發(fā)送/接收數據程序，每個發(fā)送/接收程序最多由16步構成。協議宏結構如圖6所示[3]。

2.2.1創(chuàng)建通信序列
　　將通信序列號設為“000”,在通信序列中要設置PLC與通信板鏈接字、傳輸控制參數、響應接收方式、數據接收監(jiān)控時間、數據接收完成監(jiān)控時間、數據發(fā)送完成監(jiān)控時間等內容。
　　(1) 創(chuàng)建通信步(Step)
　　在通信序列“000”中創(chuàng)建Step00和Step01 2個通信步。Step00用于控制運動控制模塊的運行，Step01用于查詢運行狀態(tài)。在每一個通信步中包括步號(Step)、重復計數器(Repeat)、命令(Command)、重試次數(Retry)、發(fā)送信息(Send Message)、接收信息(Recv Message)、是否響應(Response)、出錯處理方式(Error)等內容。
　　(2)創(chuàng)建發(fā)送和接收信息
　　發(fā)送信息與接收信息必須嚴格按照Modbus協議格式編寫，需要設置校驗碼（Check Code）、數據長度（Length）、地址（Address）和數據（Data）等信息。
　　(3)創(chuàng)建接收陣列
　　PLC向運動控制模塊發(fā)送指令時，模塊可能返回運行正?；蝈e誤響應信息，在接收數據時，使用陣列的形式加以區(qū)分。系統(tǒng)創(chuàng)建了2種可能接收的信息“Run Normal”和“Error”，并針對每一種情況設定不同的處理方法(Next Process)，用于可能出現的各種響應信息的處理。
2.2.2 通信實現
　　(1) 通信設置
　　PLC的通信參數設定必須與運動控制模塊的參數一致。對通信板上的開關做調整時，設SW1置于ON側，使用RS-485方式；SW2設定為ON，接入120 Ω的終端電阻；設定通信板端口A為通信協議宏方式。
　　(2) 編寫通信程序
　　通信協議宏的調用程序段如圖7所示,圖中:289.08為通信板端口A操作標志,當289.08為OFF時，表示可以使用端口A進行通信。通信過程中289.08置為ON，通信結束后，289.08置為OFF狀態(tài);當2.00由OFF變?yōu)镺N、且289.08為OFF時，調用通信板上的通信序列，通過端口A發(fā)送和接收數據。通信序列號、發(fā)送和接收數據的存放區(qū)由PMCR指令的3個操作數指定,其梯形圖見圖7。

　　使用2片32位高性能單片機組成雙核系統(tǒng)實現運動控制模塊的功能，兼顧了性能和價格。同時因為使用了ANSI C的標準庫函數，程序移植性好，數控解釋程序中的關鍵技術G代碼解釋器的開發(fā)難度大大降低。在運動控制模塊中移植Modbus協議，從而使其能簡單地與PLC系統(tǒng)組成運動控制網絡。采用歐姆龍通信協議宏實現控制多臺運動控制模塊，簡化了現場布線，達到了設計要求，取得了很好的效果。