前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇子程序范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
2、具体方法:选择菜单命令工具(T) > 指令向导NETR/NETW。
3、指定您需要的网络操作数目。
4、指定端口号和子程序名称。
5、指定网络操作。
6、分配 V 存储区。
7、生成代码。
8、为了便于进行连接在网络中的 PLC 之间的数据交换,S7-200支持网络读(NETR)和网络写(NETW)指令。
9、NETR 指令从远程 PLC中的指定地址读取配置好的一定数量的数据。
10、NETW 指令操作由数据表中的前七个字节控制。
【关键词】 宏程序 子程序
一、产品特点分析
欲加工旋钮零件500个图1-1,毛坯尺寸为Φ37,加工完成后,需进行煮黑处理。零件图下图所示:
编制此类零件加工程序有时会遇到这种情况:一组程序段在一个程序中多次出现,或者在几个程序要使用它。我们可以把这组程序段摘出来,命名后单独储存,这组程序段就是子程序,调用第一层子程序的指令所在的加工程序叫做主程序。调子程序的指令也是一个程序段,它一般由子程序调用指令、子程序名称和调用次数等组成,具体规则和格式随系统而别,例如同样是“调用O0002号子程序一次”,FANUC系统用“M98 P2。”
子程序可以嵌套,即一层套一层。上一层与下一层的关系,跟主程序与第一层子程序的关系相同。最多可以套多少层,由具体的数控系统决定。在实际加工中,子程序的调用应用的非常广泛。当然也可以利用子程序与宏程序相结合来完成。在用户宏程序中,又可以分为A类和B类两种,A类宏程序是以G65 Hxx P#xx Q#xx R#xx的格式输入的,而B类宏程序则以直接的公式和语言输入,它和C语言很相似,在0i系统中应用比较广,简单易懂,通过利用宏程序循环语句及变量赋值实现多个加工。
二、加工工艺分析
2.1加工精度分析
根据零件图分析,该旋钮精度要求不高,按图纸尺寸要求加工即可。
2.2数控加工刀具分析
该零件形状简单,在外形粗精车中选择焊接式90度外圆偏刀,切断时采用刀宽为3mm的焊接式切断刀,钻孔的钻头采用直径为Φ5.2以及M6丝锥一副。
2.3加工路线制定
该零件属于批量生产,精度要求不高,为提高加工效率,先将工艺安排如下:
(1)采用三爪自定心卡盘装夹,每次加工5个零件,伸出长度为:零件的总长+切槽刀宽+下个零件端面车削量。值得注意的是,考虑到工件伸出过长,会引起机床振动,会给加工带来不便,所以一次只加工5个零件。
(2)采用G71、G70外圆偏刀粗精车外圆。
(3)利用切槽刀具,车削R1.5的圆弧并完成切断。
(4)数控铣削两平面。
(5)利用平口钳完成钻口和攻螺纹。
(6)煮黑处理
三、工件坐标系设置
该零件在提高加工效率方面,还需考虑编程零点设置问题。一般而言,大部分零件加工的编程零点都设置在端面中心。大部分编程人员都知道,一把刀具在没被拆卸的前提下,X向只对一次,那么主要考虑Z向对刀。旋钮零件的Z向对刀,采用游标卡尺量出第一次工件伸出的总长并锁住,当下次工件伸出长度时,选择原先的游标卡尺来衡量工件的装夹位置,这样Z向就无须对刀,从而提高了加工效率。
四、加工程序
除通过零点设置可以提高加工效率外,程序的编写也与加工效率有关。在加工旋钮零件的编程中,主要有三种编程方式:运用子程序调用、偏移Z向坐标、子程序与宏程序结合。
根据旋钮零件的工艺分析可知,每次一个零件切断时的总长是不变的,所以可以利用宏程序中的变量,控制每次刀具的移动距离,通过WHILE循环条件判断刀具终止的移动距离。#1=0,WHILE[#1GE-92.3]DO1,M98P0002;#1=#1-18.5;END1;
其中#1=#1-18.5,指的是刀具每次移动18.5,从而实现连续加工多个零件,提高加工效率。
参 考 文 献
[1]田春霞主编.数控加工工艺.北京:机械工业出版社.2006.2
[2]王先逵着.机械制造工艺学.清华大学出版社.1999
关键词: 高分子材料; 本构关系; Abaqus; UMAT; VUMAT
中图分类号: TB324; TB115.1文献标志码: B
引言
高分子材料在日常生活中有着广泛的应用,因此其不可避免地出现在仿真分析中.当前没有一种商业软件具有适合高分子材料的材料本构模型.Abaqus是一款优秀的商业软件,其提供的子程序接口UMAT/VUMAT允许用户根据使用需求自定义材料本构.[1]使用该方法,可有效解决在仿真中由于材料本构不适用而导致的仿真与实际测试差异过大的问题.
1高分子材料本构一般描述方法
业界通常使用弹塑性本构定义高分子材料的材料属性.屈服强度一般取材料曲线上第一个峰值点.弹性模量的取法有2种不同的方式:对于应力应变关系曲线有明显直线段的,以第一段直线的斜率作为材料的弹性模量(切线法);对于曲线没有明显直线段的材料,则使用原点与屈服点连成的直线的斜率作为弹性模量(割线法).2种方式与真实应力应变曲线的比较见图1.图 1高分子材料测试材料曲线与仿真曲线比较
由图1可知,无论使用何种方式,仿真使用的应力应变曲线都与实际材料的应力应变曲线有较大差异.将切线法获得材料数据代入到手机电池盖三点弯曲中进行仿真,见图2,其仿真与测试力位移曲线在最高点的差异约为23%,见图3.
对于手机等一些电子类产品,高分子材料的仿真非常重要.在跌落或弯折测试中,高分子材料的应力应变关系与弹塑性本构的差异造成仿真预测不准确,必须定义正确的高分子材料本构.
2Abaqus VUMAT子程序
Abaqus提供丰富的材料本构模型库,能够满足绝大多数仿真材料模型的需要;同时,还提供UMAT/VUMAT子程序接口,让用户可以用FORTRAN语言编程,自己定义需要的材料本构模型,对Abaqus材料库中没有包含的材料进行计算.几乎可以把用户材料属性赋予Abaqus中的任何单元,其中UMAT用在隐式仿真计算中,VUMAT用在显式仿真计算中.由于隐式计算与显式计算的差别,导致UMAT与VUMAT也有一定的差异,但是经过简单的改写即可完成它们之间的转换.
本文使用准静态仿真分析方法,属于显式求解,所以只介绍VUMAT.
3高分子材料VUMAT本构介绍
由图1可知,高分子材料的本构与弹塑性本构最大的差异在于弹性段是直线还是曲线.弹性段的路径也直接影响到卸载的路径.因此,对高分子材料本构的定义关键在于非线性弹性段的实现,即要根据当前的应力值实时获取下一增量步所用的弹性模量值.程序整体流程见图4.
图 4程序整体流程
3.1弹性段多段线性的实现
在弹性段,程序根据弹性模量和泊松比计算应力增量.由于弹性段为非线性,需要根据应力或应变更新用于计算的弹性模量值,直至达到屈服点,因此需要在输入文件中输入材料真实应力应变曲线,通过查表计算的函数,根据当前应力σ所在的位置,计算当前的弹性模量.应力应变曲线输入时,输入格式为:
用查表的方法,直到σn
3.2卸载路径的选择
屈服发生后,需要选择弹性模量参与相关计算,有2个作用:一是用来计算屈服后加载段的应力试探值(不对该增量步真实应力产生影响,只起对比判断的作用);二是用来作为屈服后卸载的路径(为实现不同卸载路径,在程序中设置一个flag位,其值由用户自己输入),用户可以根据实际的需要选择卸载的路径.如图4中,共设置3种卸载路径:沿切线卸载、沿割线卸载以及沿曲线卸载等.用户也可以根据需要增加其他的卸载方式.
4子程序的验证
为验证子程序是否能实现设计的功能,取一个1/8的网格模型进行单轴拉伸仿真,单元类型为C3D8R.输出其应力应变曲线,与材料真实应力应变曲线比较,见图5.
图 5使用VUMAT后加载应力应变曲线与材料曲线对比
使用VUMAT后,加载的应力应变曲线与材料测试得到的真实应力应变曲线完全重合,说明VUMAT可以完全反映材料在加载过程中的力学行为.在卸载过程中,分别实现沿弹性段的切线、割线以及曲线卸载.
为进一步验证,将VUMAT用于图2所示的手机电池盖三点弯模型中进行仿真与试验对比.在使用弹塑性本构模型时,仿真与测试力位移曲线的最大差异约为23%,而引入使用VUMAT编写的高分子材料本构后,其仿真与测试的差异减少到4.5%,见图6.从实际项目的验证结果看,使用VUMAT后电池盖测试的力位移曲线与仿真的力位移曲线基本重合,仿真与测试的差异也明显减小.将该本构应用于其他高分子材料和实际案例,其仿真精度均明显改善,也说明该子程序在实际工程中的适用性.
图 6使用VUMAT后电池盖力位移曲线对比
5结束语
使用VUMAT子程序后,高分子材料在加载段的力学特性与测试的真实应力应变曲线一致,同时将其应用在工程实际问题上,也与测试曲线基本一致,验证该程序的适用性.由于高分子材料的卸载特性较为复杂,还需进一步研究,所以程序只给出3种方式供用户按照实际需求进行选择.
关键词:NC程序;PLC;触发
中图分类号:TG35 文献标识码:A
1 前提条件
能够由PLC触发且在JOG模式下执行的NC程序只有异步子程序ASUB。异步子程序叫中断子程序,为以异步方式运行的子程序,特点在于运行方式而不是程序本身;任何子程序都可以以异步方式运行。子程序正常运行:上级程序在代码中调用子程序,当上级程序运行到调用处时运行子程序;或直接选择子程序,按NC启动键运行。子程序异步运行:首先使用设置中断指令将子程序与某一中断事件相关联,然后子程序进入等待状态;一旦出现相关中断事件,则子程序运行。因其调用有不确定性所以称为异步。选择使用异步子程序的原因在于,PLC可以制造一些中断事件,因而可触发异步子程序的运行。要在JOG模式下运行ASUB,须保证所设置子程序与中断的关联在JOG模式下仍然有效,需要以下选项:
840D需要设置参数19340 $ON_PROG_MASK bit 1=1。要在JOG模式下运行ASUB,须保证所设置子程序与中断关联在JOG模式下有效,需要以下选项:
840D需要设置参数19340$ON_PROG_MASK bit 1=1。
840DSL需要选项Multiple mode actions
2 PLC通过FB4设置中断子程序ASUB
PIService: 指定服务项目,"PI".ASUP表示服务为ASUB
Unit:指定通道号
Addr1:指定中断子程序所在目录
Addr2:指定中断子程序名称
Vwar1:指定中断号;PLC以中断号为触发基准
Vwar2:指定中断优先级
本例中Addr1 指向’/_N_CUS_DIR/’Addr2指向’_N_MOVEAXIS_SPF’;即用户循环目录下子程序MOVEAXIS.SPF在系统中登记为中断子程序1
3 PLC通过FC 9 ASUB 触发异步子程序
ChanNo:指定通道
IntNo:中断程序号,即FB4的Vwar1
Active:等于1时 表示异步子程序正在运行
Done:异步子程序运行完成时等于1
Error:出错时为1
Ref:运行所需要的存储空间,不可指定为L变量。
FC9通过指定的中断程序号触发异步子程序,因此FC9的IntNo必须与即FB4的Vwar1一致。
4 在JOG模式下运行
在JOG模式运行还需设定以下机床参数:
MD11600 $MN_BAG_MASK=3
MD11602 $MN_ASUP_START_MASK=7
MD11604 $MN_ASUP_START_PRIO_LEVEL=7
5 扩展中断子程序的使用
FB4可设置的中断号范围是从1到8,如果每个异步子程序执行一个功能,则最多只有8个。经试验,通过以下方法可以在同一程序中包含多个任务。
在FC 9触发异步子程序同时,通过FC21向NC系统变量$A_DBB[ ]传送任务信息。异步子程序内部根据$A_DBB[ ]取值不同划分为不同区域;或异步子程序根据$A_DBB[ ]的取值调用不同的子程序。这样不同任务所可根据PLC任务信息进行选择。以下是示例程序。
N10 DEF INT LABEL
N30 LABEL=$A_DBB[12]
N70 G1 G90 G94 F100
N90 CASE LABEL OF 1 GOTOF MARKE1 2 GOTOF MARKE2 3 GOTOF MARKE3 DEFAULT GOTOF MARKE5
N100 MARKE1:SUPA X=100
N110 M17
N120 MARKE2:SUPA Y=50
N130 M17
N140 MARKE3:SUPA Z=45
N150 M17
N160 MARKE5:
N170 M17
6试验同一程序中包含不同任务的方法。
FB4可设置中断号范围是从1到8,如果每个异步子程序执行一个功能,则最多有8个。经试验,通过以下方法可在同一程序中包含多个任务。
在FC 9触发异步子程序同时,通过FC21向NC 系统变量$A_DBB[ ]传送附加信息。异步子程序内部根据$A_DBB[ ]取值不同划分为不同区域;或异步子程序根据$A_DBB[ ]取值调用不同子程序。这样不同任务所可根据PLC附加信息进行区分。
7注意事项:
一个中断事件可能有多个触发源,用PLC触发时要保证排除其他触发源,以免程序意外运行。通过$A_DBB[ ]传送附加信息保证正确触发。
(2)中断子程序具有较高优先级,可打断正常NC加工程序运行。应检查中断子程序与NC加工程序是否存在潜在冲突,或将触发限制在JOG模式内。
8 试验结果分析
在JOG模式下使用PLC调用并执行NC程序:(1)通过PLC程序FB4指定的NC程序选择为中断子程序(2)通过PLC程序FC9触发执中断子程序(3)设置选项19340第1位即Multiple mode actions使步骤(2)在JOG模式下继续有效。
在整个过程中PLC所做的只是选择和触发,具体功能取决于NC程序编制,程序编制完成后功能固定下来。机床手动操作过程中可能要NC程序执行辅助动作,如:铣主轴更换铣头时所需的主轴定位、回转环闭合后锁紧电机的锁紧力矩控制、使刀架运行到某固定位置及运行固定轨迹等,要在自动方式与手动方式间来回切换,操作繁琐,如果操作者对NC指令不了解还可能出现误操作。在JOG模式下PLC触发NC程序时,使用按钮作为触发源,并把不同按钮与以上辅助动作联系起来,效果上相当于把这些辅助动作变为手动操作,可增强机床的易用性。
结语
可将一些较固定且必须由NC启动的任务改由PLC触发执行。这样原来需要频繁编写或选择程序然后按NC启动才能执行的任务,只需按一个按键就可以执行。增加机床易用性。
关键词:可编程序控制器,自动并联,柴油发电机组
中图分类号: C35 文献标识码: A
一、前言
可编程序控制器简称PLC,它采用可编程序控制器的存储器,用来存储用户指令,通过数字或模拟的输入、输出来完成确定逻辑、顺序、定时、计数、运算和一些确定的功能来控制各种类型的机械设备及其生产过程。
自动化柴油发电机组用PLC控制具备很多优点,它主要通过软件控制,省去了很多硬件开发工作,电路很少,大大提高了系统的可靠性及抗干扰能力,由于它简单易行的可编程序的功能,无需改变系统的外部硬件接线,便能改变系统的控制要求,从而使系统的柔大大提高,又由于PLC是专门为工业控制设计的在设计和制造过程中采用抗干扰措施,可以在恶劣的环境下与强电一起工作,保证了柴油发电机组运行的稳定和可靠。
柴油发电机组的自动化并联就是在自动化柴油发电机组的基础上将PLC与GPC(机组并联控制器)结合使用,可实现多台(32台一组)发电机组的自动启动、自动并联等工作,其工作可靠、测量精确、操作方便,已被我公司广泛应用于部队、油田、港口、电信等要求高的单位,作为主电站或备用电站使用。
二、可以实现的主要功能
自动化并联的柴油发电机组应该具备以下基本要求:
1、自动启动
当正常供电(外电电网)出现故障或断电时,机组能自动启动、自动升速、自动合闸,自动供电。
2、预设三次启动功能
机组预设三次启动功能,如第一次启动不成功,经延时15S(可设定)后再次启动,如第二次启动不成功,则延时后进行第三次启动,在三次启动过程中只要有一次启动成功,机组就会按照预先设置的程序往下运行,如三次启动不成功,则视为启动失败,将会发出声光报警,如下一台机组设置在自动模式则将会接到故障信号后自动启动。
3、 自动停机
当正常供电(外电电网)恢复,经判断检测电压正常后控制ATS自动切换到市电,并控制机组分闸、降速到怠速冷却运行3分钟(可设定)后自动停机。
4、自动保护
机组在运行过程中,如出现油压低、水位低、水温高、超转速、逆功率、电压低、过电压、高低频、过功率等故障将会发出声光报警信号(或自动紧急停机),提醒操作人员进行检查。
5、远程监控
可以通过通信网络能够非常方便的把电站控制纳入中央控制系统中去,利用计算机,软件工程,通信技术及测控技术来实现集中监控管理系统实现对机组“三遥”。下图为6台发电机组监控画面。
这是6台10.5KV- 1600KW柴油发电机组自动并联运行监控画面(用户为中国海洋石油282平台)
6、自动并联,解列
当1#机组负载达到单机功率的70%(可设定)时,并持续规定的时间5S(可设定),2#机组能自动启动,并自动投入并联运行,当负载低于单机功率规定数值40%(可设定)并持续规定的时间5S(可设定),2#机组将自动解列并停机。机组的优先选择都可设定。
7、自动调频、调压、无功分配
8、自动维持准启动状态
机组能自动维持准启动状态,此时机组的自动周期性预供油系统,油、冷却水的自动加温系统、蓄电池的自动充电装置将投入工作。
9、具备手动、自动两种操作模式
我公司设计生产的采用PLC和GPC控制的自动并联柴油发电机组已被广泛应用于通信部队、油田、港口、电信等要求高的单位。
三、硬件设计
以中海油282平台电站(采用CumminsQSK60-G4型电喷柴油机,广州英格EG10500型高压10.5KV发电机)为例,主配电系统(显示2台原理相同)如下:
1、控制系统组成
该控制系统由三大部分组成:PLC控制部分;GPC部分,由于是六台机组并联,共六套,机组监控仪部分,六套,GPC控制部分及机组监控仪部分都采用现成的控制器,在此不做详细介绍。
机组监控仪可实现对机组运行参数的采集机监控,对柴油机油压低,水温高,超速等故障发出报警信号,并实施停机保护。
GPC是机组并联控制器(Generator Paralleling Controller)的简称,它是Comap公司为机组并联功能的实现而设计的,具有静态同步,动态同步,机组固定负载运行,单机固定频率运行,负荷分配,调速器脉冲输出或电压模拟输出,控制主开关分、合闸,发电机电压励磁电压模拟输出控制,备用发电机自动启停等标准规控制功能;同时可实现机组运行中的逆功和过流保护。该控制器配有RS232显示和服务接口,可实现远程监控。
根据电站功能要求,可编程控制器选用上海台岛S40(带输入,输出模块,并配备EPROM存储器)由于PLC选用继电器输出容量较小通常只能驱动2A以下负载,大容量负载必须通过外置继电器控制,重要的控制部分还采用外部互锁结构。
2、控制系统分析
其自动并联功能有PLC及GPC共同实现,可分别完成对6台机组的手动、远控启动,停机,升速,降速,合闸,分闸,及自动并联自动分配有功负载和无功负载等功能。GPC是多功能并机系统,它基于微处理技术集成了所有同步发电机必要的控制功能,它通过不同的模式选择可控制发电机组单机运行,机组间并联运行或与主电网并联运行,具备发电机的过流,过压,逆功等保护,同时可接受来自PLC的同步使能控制指令,完成待并机与运行机的自动同步并联,并联成功后可自动进行负载分配和无功分配,当接受PLC发来的解列指令时,可控制本机负载向运行机自动转移,达到解列条件时自动分闸解列;PLC在系统中主要完成逻辑控制以及与多台机组的GPC之间的通讯功能,PLC根据外部条件,决定各机组的启动顺序,并根据负载情况决定机组的并联或解列时间,并向GPC发出相关指令,由GPC完成相应动作。PLC与GPC的结合使用,组成了高度可靠和全功能的多机组全自动电站控制系统。
在自动状态下,当市电失电时,PLC可控制6台机组按照预先选定的顺序自动启动,启动成功后机组自动升速并自动合闸,向负载供电。每台机组可经过三次启动循环,如三次启动不成功,则发出相应的“启动失败”信号,如启动成功则自动升速至额定转速后经过设定的最大稳定时间10S(可设定)将发出合闸指令,如主开关未能合闸,则发出“GCB故障”报警信号,并自动停机,另一台备用机组自动启动。机组运行中如负载超过单台机组额定负载的70%,并持续5S时,PLC自动启动第二台备用机,且自动升速并自动同步并联,如待并机经60S后未能并联成功则发出并联失败信号。并联成功后GPC将自动进行调频,调压,使有功分配及无功分配差度在5%以内。当并联运行的总负荷小于机组总负载的20%,并持续10S,PLC和GPC将自动解列投入并联的机组,并怠速运行3分钟后自动停机。当并联运行中一台机组出现故障时,其主开关将自动跳闸并发出声光报警,故障排除后必须按一下“故障复位”按钮,系统将会恢复正常。市电来电后运行机组将按照程序自动解列并冷却运行3分钟发出停机信号,如经过30S后机组未能停机,PLC将发出“停机失败”报警信号。
四、控制系统逻辑图的设计
PLC采用标准布尔表达式(AND OR ONT)为基础的简便语言,当程序未固化时,用户可根据自己的要求更改,以满足特殊要求。
根据以上描述,柴油发电机组的自动并联程序控制逻辑图及程序设计简要介绍如下:
为完成自动控制任务,S40型PLC提供两类基本指令同时基于计算机的编程软件提供不同的编程器选择,可以利用这些指令创建机组控制程序,并利用编程软件将编好的程序下装到CPU,S40程序由三个基本元素组成,主程序,子程序和中断程序,S40连续的执行用户程序,主程序中的指令按照顺序在CPU的每个扫描周期执行一次,可以调用不同的子程序和中断程序。
五、结束语
采用PLC控制的自动并联柴油发电机组硬件简单,技术经济指标好,可靠性高,程序稍作修改就可以满足用户不同的控制要求,经实践使用客户反应较好。
注释:
(1)、GPC发电机并联控制器简称(Generator Paralleling Controller)