本章分析了五軸精工加工中心軟PLC所要控制的具體內(nèi)容,，根據(jù)五軸精工加工中心 的控制邏輯編制了主軸正,、反轉(zhuǎn)的控制程序，通過下載到軟PLC運行系統(tǒng)中運 行，實現(xiàn)了對五軸精工加工中心的主軸正,、反轉(zhuǎn)控制,，驗證了軟PLC運行系統(tǒng)的有 效性。
傳統(tǒng)PLC是一種專用的計算機控制系統(tǒng),，由硬件和軟件兩部分組成,，硬件包 括中央處理器、輸入單元,、輸出單元,、通信接口、存儲器,、擴展接口,、電源及外 圍設備[32];軟件包括系統(tǒng)管理軟件、應用程序及編程語言軟件等,，基本結(jié)構(gòu)如圖 2.7所示,。
傳統(tǒng)PLC采用“循環(huán)掃描，順序執(zhí)行”的工作方式,，即在每一次掃描周期 內(nèi)都要完成輸入采樣,、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段，然后進行新一輪的掃 描任務[33],，傳統(tǒng)PLC的工作過程如圖2.8所示,。
PLCI/O接口實現(xiàn)SERCOS-III協(xié)議有以下兩種方式：FPGA模式（Field— Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列）和通用 MCU (Micro Control Unit，微處理器）+標準以太網(wǎng)硬件加載SERCOS軟件核心模式,。由于FPGA模式通常 融合SERCOS總線控制器而不能夠自由選擇其余硬件,，所以本文采用后者，進 一步提高系統(tǒng)接口的開放性,。
五軸精工加工中心精工系統(tǒng)軟件主要由以下五個模塊組成：人機界面模塊,、預處 理模塊、軌跡插補模塊,、PLC控制模塊和位置控制模塊,。
軟PLC運行系統(tǒng)是運行在RTSS環(huán)境的實時應用程序，用于對輸入信號進 行處理,，將運算結(jié)果輸出來控制外部元件的通斷,，主要由以下模塊組成：
軟PLC邏輯控制的具體內(nèi)容有三部分：CNC側(cè)的輔助代碼信息、機床側(cè)I/O 信號和人機界面HMI信號,。
軟件精工是開放式精工系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢,，以軟PLC實現(xiàn)傳統(tǒng)PLC的控 制功能有利于進一步提升五軸精工機床精工系統(tǒng)的性能，增強精工系統(tǒng)的開放 性,，縮小與國外軟件精工的差距,。因此本文在分析當前軟PLC技術(shù)的基礎上,， 以通用的開發(fā)和運行平臺對五軸精工加工中心中軟PLC控制系統(tǒng)進行了研究，取得 了以下研究成果：
國際標準IEC61131-3為工業(yè)控制系統(tǒng)提供了一個開放的,、可重構(gòu)的軟件模 型,，它采用分層思想來構(gòu)建軟件，按照“配置一資源一任務一程序”體系結(jié)構(gòu)設 計軟件模型,。一個配置相當于一個PLC軟件,，每個配置可由一個或多個資源組 成；資源提供了運行程序所需的環(huán)境,，創(chuàng)建多個資源同時運行多個獨立的PLC 程序,，這突破了傳統(tǒng)PLC每次只能運行一個PLC程序的限制；任務則由資源進 行配置,，通過控制程序來實現(xiàn)一定的功能,。
本軟PLC運行系統(tǒng)由通信接口模塊、系統(tǒng)管理模塊,、程序執(zhí) 行模塊,、存儲模塊和I/O接口模塊五個模塊組成，每個模塊用于完成指定功能,。 根據(jù)軟PLC運行系統(tǒng)的工作原理對每個模塊的任務進行了劃分：