一、閥門機床電氣控制系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　以硬件與軟件的角度，對機床控制系統(tǒng)進行剖析。

　　上位機：在這個系統(tǒng)中工控機就是上位機，工作人員在人機交互界面進行操作，操作內(nèi)容就是將數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)的加工流程之中，并使其進行讀取，界面的人性化設(shè)計支持人工修改加工參數(shù)，這此改動將被處理系統(tǒng)識別，然后根據(jù)相關(guān)行業(yè)協(xié)議，把這部分參數(shù)數(shù)據(jù)輸入運動控制器，繼而實現(xiàn)原定的操作動作。

　　SIMOTION運動控制器：如果說控制系統(tǒng)是閥門機床的大腦，有鑒于此，SIMOTION具有良好的穩(wěn)定性，整個系統(tǒng)也就能夠平穩(wěn)的運行對于研究對象所配置的SIMOTION來源于德國西門子公司，它的組成部分為PLC5300和運動控制器。在控制方面它具有PLC一貫具有的穩(wěn)定性，不僅如此，其還兼具運動控制方面的靈活性。

　　電源模塊：電源模塊運用變換頻率的形式，實現(xiàn)常用交流電向直流電的轉(zhuǎn)換，之后使用一種稱之為逆變器的元件，再將直流電變成工程所需的特定頻率的交流電。借助電源模塊SIMOTION控制系統(tǒng)將工業(yè)供電變成直流，再輸送至各個電機模塊。電源模塊進行細分還有兩類，其一是可調(diào)電源模塊，之所以稱之為可調(diào)，是因為其可以按要求將轉(zhuǎn)換過的直流電控制在特定范圍，并能夠進行調(diào)節(jié)使其在該范圍內(nèi)線性變化；與之對應(yīng)的是一種不可調(diào)電源塊，其只可控制固定電壓的直流電，不過這種電源塊有其的應(yīng)用。

　　電機模塊：這部分實現(xiàn)的作用就是將六百伏的直流電，通過轉(zhuǎn)換變成特定頻率的三相交流電，然后將能源供給電機使用。

　　光柵尺：電機自身裝配有編澤工具，然而這種編碼器有的精度限制，基本上控制在十微米，不過這還是不能滿足我們五微米的要求。基于此種考慮，需要使用光柵尺定位工作臺，之后把測得的位置傳遞給控制器。

　　主軸：閥門機床的主軸由于要求較多，主軸不但精度，而且穩(wěn)定，同時能夠工作很長時間具有較高的壽命。它的冷卻系統(tǒng)性能優(yōu)良，循環(huán)的工質(zhì)為干凈的水，在裝夾上使用啟動夾緊道具，這種方法穩(wěn)定，效果優(yōu)良。

　　變頻器：眾所周知，作為主軸經(jīng)常需要進行高速運轉(zhuǎn)，故而要性，這就必然要使用到一種高速變頻器。就功能上來看，常用的V系列變頻器是可以實現(xiàn)的。然而，由于不能匹配串行接口，將導(dǎo)致信息流通不順暢，為廠解決這個問題，研究人員嘗試使用模擬量進行控制，成效斐然。

　　閥門專機是衡量制造裝配業(yè)水平的重要標志。目前，我國已成為世界機床消費、與制造大國，但機床加工精度等技術(shù)指標仍處于中等水平，制約了我國制造加工業(yè)的發(fā)展。3軸、5軸閥門專機可以加工復(fù)雜工件、提高加工效率，成為目前機床的主要發(fā)展方向之一。

　　二、閥門機床電氣控制系統(tǒng)組成

　　PLC閥門機床中有一系統(tǒng)處在全封閉狀態(tài)的閉環(huán)系統(tǒng)中，那就是電氣控制系統(tǒng)，組成部分由電動機、電頻器和光柵尺，電氣控制系統(tǒng)在應(yīng)用過程中能夠好的體現(xiàn)的控制。

　　電氣控制系統(tǒng)由幾大重要部分組成：工控機、SIMOTION、電動機模塊、電源模塊、變頻器、光柵尺以及傳感器等。

　　1、電源模塊

　　電源模塊在使用過程中要對直流電進行使用，因此，在使用過程中，變頻器是將交流電轉(zhuǎn)變直流電，而逆變器則是把直流電轉(zhuǎn)變成預(yù)定頻率的交流電。這就產(chǎn)生了兩大模塊，分別為可調(diào)電源模塊和不可調(diào)電源模塊。可調(diào)電源模塊在使用過程中能夠?qū)崿F(xiàn)直流電穩(wěn)定的供應(yīng)，在這個過程中，可以對電按照的參數(shù)進行預(yù)訂的變化，并且在這個過程中能夠和SIMOTION通信的功能進行結(jié)合。相反，在不可調(diào)電源模塊使用時，由于只能提供固定直流電壓值，就無法與SIMOTION功能相結(jié)合。

　　2、電動機模塊

　　電動機模塊作為電氣控制系統(tǒng)中的重要模塊，其重要性就是能夠?qū)⒅绷麟娔孀優(yōu)轭A(yù)定頻率的交流電，可供電動機進行適應(yīng)。電動機模塊在分類方面主要也是分為兩類，分別是裝柜型和書本型。

　　3、SIMOTION運動控制器

　　電氣控制系統(tǒng)的核心部分在于SIMOTION，其在應(yīng)用過程中能夠?qū)φ麄€控制系統(tǒng)的運行速度和性進行影響，因此，在電氣系統(tǒng)運行過程中對這部分要給予充分的重視。SIMOTION主要的功能就是實現(xiàn)運動控制、邏輯控制以及工藝控制，能夠在生產(chǎn)過程中對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響，因此，要對該部分進行重視。