以PC机和TRIO运动控制器为核心的开放式缠绕机数控系统介绍

    缠绕机控制系统软件设计

    缠绕机控制系统上位机程序采用 Mi c r o s o f t 公司的V C+ + 6 . 0 基于 Wi n d o w s 2 0 0 0 平台开发， 完成工艺文件设置和管理、 远程监控和机床运行状态显示等功能。工控机和 MC 2 0 6通过串口基于 MO D B U S协议完成工艺参数下载和机床状态参数上传显示。

    通讯采用主从方式的查询机制， 系统将工控机设为主站， M C 2 0 6设为从站， 只有主站发出查询时， 从站才能给出响应， 从站不能主动发送数据。工作时工人选定待缠绕管件型号并将工艺文件下载后， 进入缠绕加工状态， 此时所有运动和逻辑控制由完成， 从站仅响应主站的查询并上传状态数据。即使工控机由于某种原因出现故障或死机， 也不会影响当前管道的缠绕加工。从而提高了系统的稳定性和控制的实时性。

    运动控制程序采用 T r i o B A S I C多任务语言编制。通过运行在 P C机上的 Mo t i o n P e r f e c t 软件将编制好的运动控制程序下载到 MC 2 0 6内即可脱机运行。 T r i o B A S I C语言有三种不同类型的存储变量： 命名变量、 V R（ ） 变量和 T A B L E区变量。命名变量是局部变量， 仅在定义它的任务内有效。

    变量是可被多个任务共享的全局变量， 它可用于任务间通讯； T A B L E 区通常是用于存储 C A M／指令曲线的存储区， 本程序用于存储缠绕管道型号的工艺文件。运行的用户程序被称为线程或任务。

    对于复杂的多任务程序应为线程分配优先级，控制器缺省的伺服周期是 l m s ， 该周期在内部被分成三个时间片， 每个时间片为 1 ／ 3 m s ， 它们在内部分别被用来处理伺服功能， 通讯和通常的“ h o u s e k e e —‘ 任务。在每个时间片内剩余的时间被用于运行用户程序。M C 2 0 6最多可运行 7个用户线程， 每个线程用从 l 到 7的数字标号， 最高标号的线程（ 线　　程7 和 6 ） 被分配固定的时间片， 它们被称为” 快速任务“ ， 主要用于有以下要求的任务： 要在每个伺服周期都要进行处理的任务； 具有大量的运算和处理的任务； 任务启动后程序执行速度不能改变的任务。 5 g - 线程被称为” 慢速任务“ ， 它们具有共同的优先级， 程序执行速度会随任务的增加而降低。用户可以使用指令启动任务使其按指定的优先级运行。

    在上位机软件 Mo t i o n P e r f e c t 中打开一个” T e r m i n a l “窗口可以设置一个” C o m m a n d L i n e “ 端 口， 它始终使用” 0 “ 号任务， 用于从上位机输入指令并立即运行 。该缠绕机控制软件中共建立了四个任务， 其中任务 7用于缠绕机电机运动控制和机床逻辑控制， 任务 6用于管理机床与缠绕相关的 I ／ O信号和主轴转速控制， 任务 2 完成串口通讯功能， 任务 1 实现输胶控制。控制程序的任务功能和执行时间分配如图 2 所示。其中任务 7和 6的优先级最高， 每个伺服周期（ 1 I n s ） 都分配时间片， 任务 1 ， 2和／ L ） 优先级相同， 在每个伺服周期轮流为其分配时间片。缠绕程序任务功能和执行时间的分配如图2 所示。