MARPOSS替代MOVOMATIC握手協議的PLC虛擬

孫川浩 李偉

MARPOSS替代MOVOMATIC握手協議的PLC虛擬

孫川浩 李偉

（山東上汽汽車變速器有限公司 煙臺 265500）

本文主要介紹一種MARPOSS P7量儀在只使用一塊測量CPU板卡的情況下通過PLC模擬成兩臺MARPOSS量儀的方法；在未知握手通訊協議的情況下分析通訊協議、控制邏輯及用PLC虛擬的方法。

MARPOSS；握手協議；邏輯分析；PLC編程

1 背景簡介

我公司一批生產于20世紀90年代的德國supfina磨床使用瑞士MOVOMATIC主動測量儀作為機床加工尺寸控制設備。此種量儀生產于20世紀90年代，經過多年使用測量系統老化及限于當時電子技術條件等原因已無法滿足使用要求。經過多方比較最終選擇意大利MARPOSS P7ME量儀。

我公司使用的supfina磨床為雙軸結構，兩軸可獨立加工，這樣就要求量儀可以兩軸獨立控制。原MOVOMATIC因為生產年代較早附帶功能很少，控制僅需一些基本信號，輸出也較為簡單，各通道之間控制相互獨立無安全檢測及自診斷故障檢查等功能；MARPOSS P7為MARPOSS公司近年推出產品，其可以被定制為各種各樣的測量應用和配合測頭使用。量儀處理來自測頭和各式傳感器的信號，把測量值相應的控制訊息發到連接的機床邏輯系統。MARPOSS P7模塊化設計，有多種功能可供選擇，并集成診斷告警的一系列功能。

2 方案設計

2.1 系統構成

機床原有的主動測量儀為Movomatic ES400放大器。用1臺P7ME放大器替換原有的ES400放大器。為保證新的P7ME信號邏輯和原有邏輯保持一致，在P7ME放大器和機床之間增加一臺PLC，以進行信號邏輯的轉換，使機床邏輯保持一致，達到在不改變機床原有程序的基礎上與現有控制器直接代換的目的。

采用一臺西門子S7 PLC通過PROFIBUS與P7ME相連作為通訊的“中轉站”，所有機床與MARPOSS的通訊全部從PLC轉發；用相應測頭等替換原設備測量放大器；制作Movomatic ES400相同通訊接口并與PLC相連，以此構成系統硬件。

2.2 軟件實現

因原ES400年代較久，經多方查找未找到編程手冊，需要自行分析相應協議并進行轉換。因筆者邏輯分析儀最大輸入電壓為5V而機床工作電壓為24V，故制作圖1所示隔離通道板：含電平衰減，限幅保護，觸發電壓設置，隔離輸出及狀態指示等。用此通道板對機床通訊接口進行監視，得到圖2邏輯圖形。結合機床圖紙及邏輯圖形分析我們可以得到：機床啟動時的初始化握手過程；磨削到位時控制信號的邏輯；數據傳輸的輸出格式；數據傳輸時的握手規則，及錯誤時的返回等必要的信號。

圖1

圖2

將MARPOSS P7量儀組態到PLC網絡中，根據分析得到的Movomatic ES400握手信號并根據MARPOSS P7的編程手冊我們僅需要MARPOSS的基本邏輯信號及測頭數字量輸出即可。

將直接可以對應的邏輯信號映射到PLC與機床接口的對應輸出點。因機床啟動時會對量儀IO進行測試，而PLC與MARPOSS通訊是通過PROFIBUS總線并不需要特別測試，故在PLC端編寫針對機床測試信息的應答信號，完成機床的量儀測試工作。

當機床磨削完成時量儀發送磨削完成的信號，這個信號經過PLC轉換直接發送給機床，然后機床停止磨削并執行退回等動作。不過測頭抬起等動作是由機床完成，原Movomatic并不對測頭抬起等進行檢測，但MARPOSS系統需要根據此信號決定是否完成過程，故將機床的相應邏輯信號輸入至PLC然后經過一定的邏輯組合轉換發送給MARPOSS完成相應動作。

此臺機床為左右軸結構，且左右主軸可以獨立加工，MARPOSS對于這種獨立的過程系統需要獨立的測量過程板卡以完成相應控制。這里為了節省成本我們只使用一張控制板卡，只將其中的基礎邏輯信息引出，以用以轉換邏輯的PLC為核心而不是通過MARPOSS來控制整個工藝過程。這樣我們僅需要一張板卡就可以完成原來需要兩張才能完成的工作。

3 改造效果

改造后新的MARPOSS系統對機床功能完全無影響。改造完成前后，分別對機床的能力進行測量。改造前機床CM為1.73，CMK為1.48；改造后機床CM為3.05，CMK為1.83。圖3為改造前后數據分布圖。可見改造達到預期目的，效果良好。

圖3

[1]MARPOSS.P7 Instruction manual.

TP273

A

1004-7344（2016）31-0262-01

2016-10-20