基于PLCopen的数控机械控制器研究与开发
软PLC技术下的工程机械智能控制器研究
道路工程
在铁路工程中，工程机械智能控制器被广泛应用于轨道车、铺轨机、吊车等工程机械的控制和监测。
铁路工程
在水电工程中，工程机械智能控制器被广泛应用于挖掘机、装载机、起重机等工程机械的控制和监测。
水电工程
01
02
研究现状
目前，国内外对于软PLC技术下的工程机械智能控制器的研究已经取得了一定的成果，成功研制出了一批具有自主知识产权的工程机械智能控制器产品
优势
具有高灵活性、可扩展性、易维护性和低成本等特点，可以快速地实现控制逻辑的修改和升级；可以方便地进行远程监控和维护，提高了工业自动化控制的便利性。
实现方式
软PLC技术的实现方式与优势
03
工程机械智能控制器研究
定义
工程机械智能控制器是一种基于软PLC技术，结合了计算机、电子、电力、通信等多学科技术的控制系统，旨在实现工程机械的智能化操作和控制。
2. 数据处理与分析
能够采集、处理和分析工程机械的运行数据，为操作人员提供决策支持。
功能
工程机械智能控制器具有多种功能，包括但不限于以下几点
3. 故障诊断与预警
能够实时监测工程机械的故障，并及时预警，缩短故障排除时间。
1. 实时监测与控制
能够实时监测工程机械的运行状态，并根据预设的参数对工程机械进行精准控制。
在压路机中的应用案例
故障诊断与预防
智能控制器可以通过对压路机运行数据的监测和分析，及时发现潜在的故障和问题，并采取相应的预防措施，减少维修停机时间和成本。
远程监控与操作
通过互联网和无线通信技术，远程监控和操作压路机已成为可能。智能控制器可以实时接收和发送数据，使得操作员可以远程控制压路机，提高作业效率和安全性。
基于开放式数控系统软件的PLC设计
２ Ｐ Ｌ Ｃ的结构 与工作原理
２ ． １ Ｐ Ｌ Ｃ 的结构
４ Ｐ Ｌ Ｃ的开发 运行 系统 及 总体 结 构设计
运行系统是软件Ｐ Ｌ ｃ 的核心， 完成输入处理、 程序 执行、 输
通常 由Ｉ ／ Ｏ 接 口、 通信接 口、 系统管 理器、 错 误 Ｐ Ｌ Ｃ 是 由中央处理器 （ Ｃ Ｐ Ｕ ） 、 存储器 、 编程器 、 输入 ／ 输 各输 入点的状 态采集或 输入 数据采集 、 用户程 序的执行、 各 和文本模 式语言 指令 表Ｉ
指令表语言不但简单 易 输 出点状 态更新、 编程器键 入响应 和显示更新及ｃ Ｐ ｕ 自检等 功 是 目前应用最广泛 的直观 的编程语言； 而且非常容易实现 ， 且Ｉ Ｅ Ｃ ｌ ｌ ３ １ — ３ 的其 它语言如功能块 图、 能。 Ｐ Ｌ Ｃ 的循 环扫 描工作方 式， 每个扫 描周期分为输入采样、 程 学， 梯形 图等 都可 以转换 为指令表 语言。由于系统 的 序 执行 和输出控制三个阶段 。 Ｐ Ｌ Ｃ 在输入采样阶段 ， 首先扫描所 结构化 文本、 可 以根据 以后 的需要 ， 将 其他三种编程 语言加载到 系 有 端子， 并将 各输入存入 内存 中各对应 的输入 映像寄存器 。 接 开放性 ， 统 中来 。 根据本实验 室已经开发的运行系统 ， 开发 系统需要 生 着 进入程 序执行阶段 ， 在这个阶段 ， 输 入映像寄存器与外界隔 离， 无论信号如何变化 ， 其 内容保 持不变直到下一个扫描周期 。 成 的目标代码为ｃ ／ Ｃ ＋ ＋ 语言的形式 。 也就是说， 开发系统需要将 命令才 能运 在程序 执行阶段 ， Ｐ Ｌ ｃ 会按照先左后右， 先上后下的顺序对 程序 梯形 图等编程 语言 转换 为运行 系统指 定 的格 式 ，
基于开放 式数控系统软件的Ｐ Ｌ Ｃ 设计
基于PLCopen的数控机械控制器研究与开发
Ｄｏｉ：１ ０．３９６ｃｌ／Ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－０１ ３４．２０１ ６１１
３１—３；ＰＬＣｏｐｅｎ；运动控制
８
文献标识码：Ａ文章缩号；１ ００９—０１３４（２０１ ３）ｏｌ（下）一００６３—０５ ３．０１（下）．１
０引言
“数控一代机械产品”的发展规划，通过在 各行业中推广应用成熟的数字控制技术和装置来
程语言。ＴｗｉｎＣＡＴ
Ｓｃｏｐｅ
Ｖｉｅｗ贝１］是ＴｗｉｎＣＡＴ的附
己的控制需求选取相应的功能块，并设置相应的 输入／输出变量即可。
功能块对轴的作用机理如图４所示。轴数据变
加软件，是一种图形化输出分析工具，可对本地
１６４１
第３５卷第１期２０１３－０１（下）
万方数据
量Ａｘｉｓ，作为公共的数据电缆联系并贯穿于整个 控制方案的始终，各个功能块根据自身的控制功 能，完成对单轴数据结构体中控制信息和反馈信 息的处理，最后在ＴｗｉｎＣＡＴ的任务调度下，以及 经过必要的数据变换，完成对电机的控制。多轴 和轴组功能块的控制作用是在单轴功能块作用机 理的基础上实施的。
ＰＬＣ
３１—３工业控制编程语言标准和ＰＬＣｏｐｅｎ运动控制规范，开发了完整的 ｏｐｅｎ运动控制库，并以此为基础研究没计了几种典型的数控机械，最后对ＰＬＣｏｐｅｎ，Ｌ亟动
６１ １
控制库和数控机械功能库进行了实验验证，从而实现了一套简单、高效、通用、灵活、完整的 数控机械运动控制解决方案。 关键词：数控一代；数控机械；ＩＥＣ
开始
图３运动控制功能块软件模型
图４运动控制功能块对轴的作用机理
本文ＰＬＣｏｐｅｎ运动控制库开发，主要分为五大 模块，如图５所示：电源开／关管理模块、功能块
参数配置和状态管理模块、运动控制信息管理模 块、错误信息管理和复位模块以及运动控制执行
基于PLC的数控机床电气控制系统研究
基于PLC的数控机床电气控制系统研究【摘要】本文围绕基于PLC的数控机床电气控制系统展开研究，通过分析研究背景、研究目的和意义及价值，揭示了PLC在数控机床中的应用以及数控机床电气控制系统的特点。
探讨了基于PLC的数控机床电气控制系统设计原理和研究方法，结合实际案例展示了其应用效果。
结论部分总结了研究成果，展望未来研究方向，并得出研究的启示。
通过本文的研究，有望提高数控机床的生产效率和精度，促进工业自动化的发展，具有重要的理论和实践意义。
【关键词】PLC、数控机床、电气控制系统、研究、设计原理、研究方法、应用案例、结论、未来研究方向、启示1. 引言1.1 研究背景本文旨在探讨基于PLC的数控机床电气控制系统的设计原理、研究方法和应用案例，旨在为数控机床制造商和研发人员提供参考，推动数控机床电气控制技术的进步与应用。
1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨基于PLC的数控机床电气控制系统的设计和应用，从而提高数控机床的性能和精度，提高生产效率，降低能源消耗和成本。
通过研究，我们希望能够总结出一套科学的设计原则和方法，为数控机床领域的相关工作者提供有益的参考和借鉴，促进数控机床技术的发展和应用。
我们也希望通过这项研究，进一步推动PLC技术在数控机床领域的应用，促进数字化制造技术的发展，提高我国制造业的竞争力和创新能力。
通过研究基于PLC的数控机床电气控制系统，我们可以为我国工业自动化领域的发展做出贡献，推动我国制造业向高端、智能化方向迈进。
1.3 意义和价值基于PLC的数控机床电气控制系统具有重要的意义和价值。
这种电气控制系统可以实现自动化生产，提高生产效率，减少人力成本，提高产品质量和一致性。
基于PLC的数控机床电气控制系统可以实现多功能控制，即便在复杂的加工工艺中也能保持高度的稳定性和精度。
随着信息化和智能化的发展，基于PLC的数控机床电气控制系统还可以与其他系统进行数据共享和联网，实现智能制造。
基于plcopen的六轴工业机器人运动控制功能块设计
基于plcopen的六轴工业机器人运动控制功能块设计从简到繁，由浅入深的探讨基于plcopen的六轴工业机器人运动控制功能块设计：一、引言在当今工业制造领域，六轴工业机器人已经成为生产线上不可或缺的重要角色。
而要确保六轴工业机器人能够高效、精准地执行各种任务，其中运动控制功能块设计显得尤为重要。
plcopen作为一种开放式的可编程控制器标准，其在工业机器人运动控制领域的应用日益广泛。
本文将从plcopen的角度出发，深入探讨基于plcopen的六轴工业机器人运动控制功能块设计。
二、plcopen简介1. 了解plcopen的基本概念plcopen是一种可编程控制器（PLC）标准，旨在提高各种PLC编程环境之间的互操作性。
它定义了基于IEC 61131-3标准的运动控制功能块的接口，使得控制器供应商能够提供可重用的控制功能块。
2. 应用于六轴工业机器人控制的优势plcopen标准在六轴工业机器人控制中的应用，使得不同品牌的机器人控制器之间能够更好地进行通信和协作，从而提升了工业机器人的灵活性和可编程性。
三、六轴工业机器人运动控制功能块设计1. 运动控制功能块的基本结构（1）位置控制功能块（2）速度控制功能块（3）加速度控制功能块（4）姿态控制功能块（5）路径规划功能块（6）同步控制功能块2. 基于plcopen的六轴机器人运动控制功能块设计在plcopen标准中，各种运动控制功能块的设计需要严格遵循标准接口规范，以确保不同品牌的机器人控制器能够正确识别和执行这些功能块。
3. 深入探讨六轴机器人运动控制功能块的应用基于plcopen的六轴机器人运动控制功能块设计不仅能够实现基本的位置、速度和姿态控制，还可以提供更加灵活的路径规划和同步控制功能，从而满足复杂工业场景下的要求。
四、个人观点和总结在工业制造领域，基于plcopen的六轴工业机器人运动控制功能块设计是未来发展的趋势，其能够有效提高工业机器人的编程灵活性和可重用性。
基于PLCopen的数控机械控制器分析
基于PLCopen的数控机械控制器分析摘要：文章简单说明了基于PLCopen的数控机械控制器的总体设计思路，并从基于PLCopen的数控机械控制器设计关键点、Visual C++环境下PLCopen运动控制的实现、PLCopen运动控制库的设计与实现、典型数控机械的实现这几方面入手，着重阐述了基于PLCopen的数控机械控制器设计方案与实现要点，以期为相关工作人员展开数控机械控制器优化开发项目实践中提供一些借鉴。
关键词：PLCopen；数控机械控制器；运动控制库引言：为提升数控机械控制系统的灵活性、通用性，强化其运行效率以及使用便捷程度，可以应用PLCopen这种新技术理念落实对数控机械控制器的设计，更新开发设计方案。
一、基于PLCopen的数控机械控制器的总体设计思路在开发设计PLCopen运动控制功能块的实践中，可以应用IEC 61141-3内FBD语言完成编程，引入“Look and feel”设计理念，设定其中的主要内容包括输入变量、输出变量、内部运动控制算法、功能块标识等等。
定义各个功能模块，即定义各个以PLCopen运动控制功能块标识的衍生数据，结合具体运动控制功能，完成对输入变量以及输出变量的确定。
对于PLCopen运动控制功能块而言，运动控制算法为该功能块的功能核心，一般情况下，该部门普遍针对用户进行隐蔽，落实了封装，而在实际的使用期间，用户可以单纯结合自己的控制需求选取相对应的功能模块，结合对应输出与输入量的计算，即可实现所需功能。
切实参考基本数据类型、类属数据库类型、导出数据库类型完成对PLCopen运动控制库类型的确定。
在进行PLCopen运动控制库的开发设计期间，需要重点把握的数据主要有以下几种，即：运动控制相关数据、轴与轴组相关数据、运动参数相关数据。
其中，对于轴与轴组相关数据而言，最为常见的类型包括AXIS_RFE以及AXES_GROUP_RFE，保证相应数据类型贯穿于整个设计方案，其他数据类型能够直接或是间接的为该数据提供服务[1]。
开放式数控系统软PLC的搭建及开发
开放式数控系统软PLC的搭建及开发摘要：如今，随着我国工业技术迅速发展，数控机床凭借其零部件加工精度高、效率高的优势，在我国加工制造业中起着关键作用。
传统的数控系统结构封闭、硬件互不相容，不能满足开放式数控系统的要求。
基于此种背景下，研究软PLC技术是满足开放式数控系统结构开放的必然要求。
因此，文章首先在分析了软PLC研究现状的基础上，对整个系统的硬件平台进行了选择，并搭建了软PLC的硬件平台，以此研究了开放式数控软PLC系统开发及界面的设计，对促进我国制造业水平的发展具有重要意义。
关键词：开放式数控系统；软PLC；系统开发1软PLC研究现状分析基于IEC61131-3为PLC编程提供了语法和语义的国际标准，它规范了PLC的基本元素和各种编程语言，这些编程语言包括梯形图(LD)、指令表(IL)和功能块图(FBD)等，所以此标准的出台，促进了软PLC技术的快速发展。
而我国对软PLC技术研究的比较晚，在1996年才首次引入软PLC，但是由于当时技术不成熟，因此没有引起足够的重视。
迄今为止，国内很多公司在致力于软PLC产品的开发和研究，虽然还没有生产出一套结构完善、功能强大的产品，但是已经取得了一些成果。
例如：沈阳自动化所自主研制的NCS-SOFT PLC（软逻辑控制软件）可以完成硬件PLC中CPU的所有功能。
沈阳计算机研究所设计的基于RTLinux操作系统的软PLC系统，通过采用模块化的结构，解决了实时内核空间限制的问题。
2开放式数控系统平台及软PLC的搭建2.1开放式数控系统硬件平台的选择合理的选择开放式数控系统的控制方案，不仅能够提高机床的控制精度，还能够提高其加工效率。
随着CPU的快速发展，PC机不但处理数据的能力越来越快，可以同时处理插补、逻辑运算等多项任务，而且其界面友好，易于操作，使用范围广，性价比高，易于维护和升级，软件资源十分丰富，这有利于发挥开放式数控系统的优势。
在基于PC机的开放式数控系统中，上位机和下位机之间有大量的实时数据交换，这些数据实时、准确的传递直接影响到机床加工的精度，因此必须选择一种最佳的通讯接口。
PLCopen轴组运动功能块的研究与实现
２ ０１ ６年 ｌ ２月
Байду номын сангаас
机
电
工
程
Ｖｏ １ ． ３ ３ Ｎｏ ． １ ２
Ｄｅ ｃ ．２ ０１ ６
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ＆ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉｎ ｒ ｇ
组功能块功能进行 了实验验证 。实验结果表 明 ， 轴组功能块运行正确 ， 能够 完成 多种模式 的运动 控制 ， 实现 多轴 协调 运动 ， 满足对
于 复 杂 多 维 运 动 的实 际 需 求 。
关键词 ： Ｐ Ｌ Ｃ ｏ ｐ ｅ ｎ ； 轴组功能块 ； 多轴协调运 动 ； 运动控制
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ３ ； Ｔ Ｈ ３ ９ 文献 标 志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ １ — ４ ５ ５ １ （ ２ ０ １ ６ ） １ ２—１ ４ ７ ７— ０ ６
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ａ ｎ ｄ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｌ ｏ ｃ ｋ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＰＬＣｏ ｐ ｅ ｎ
Ｗ ＡＮＧ Ｆ ｕ — ｋ ａ ｎ ｇ，Ｚ ＨＡＮＧ Ｄｅ － ｌ ｉ ，Ｚ ＨＯＵ Ｗｅ ｉ
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｒ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ａ ｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ａ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ １ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
PLC技术在数控机床电气控制系统中的应用研究
PLC技术在数控机床电气控制系统中的应用研究1. 引言1.1 研究背景数要求等。
的内容如下：数控机床是现代制造业中的重要设备，其电气控制系统对机床的运行稳定性和精度起着至关重要的作用。
随着工业自动化的发展，传统的电气控制系统已经不能满足对机床运行精度和稳定性的要求。
PLC 技术的应用成为了提升数控机床电气控制系统性能的有效途径。
PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业控制的数字计算机，其具有高可靠性、开放性、易维护等特点。
PLC技术在数控机床电气控制领域的应用，可以实现更灵活、精准的控制，提高机床的加工精度和效率，同时也能够减少人为操作的错误，提高生产效率。
随着PLC技术的不断发展和应用，其在数控机床电气控制系统中还存在一些问题，如系统的稳定性、抗干扰能力等方面需要进一步完善。
对于PLC技术在数控机床电气控制系统中的应用研究具有重要的意义，并且有望为制造业的发展提供新的技术支持和推动力。
1.2 研究意义通过研究PLC技术在数控机床中的应用，可以进一步提高数控机床的自动化程度，减少人工干预，增加生产效率。
PLC技术可以实现数控机床电气控制系统的智能化和网络化，提高设备的故障诊断和维护能力，减少维修时间，降低维修成本。
研究PLC技术在数控机床中的应用，还可以为数控机床制造企业提供技术支持，提升企业竞争力，促进制造业转型升级。
研究PLC技术在数控机床电气控制系统中的应用具有重要的现实意义和深远的发展前景。
通过深入探讨该领域，可以为推动数控机床行业的发展和提高我国制造业水平作出贡献。
1.3 研究目的研究目的是为了探究PLC技术在数控机床电气控制系统中的具体应用，分析其优势和存在的问题，揭示其发展趋势，并进一步展望PLC技术在数控机床电气控制系统中的应用前景。
通过深入研究，可以为相关领域的工程师和研究人员提供技术支持和参考，推动PLC技术在数控机床电气控制系统中的应用与发展，提高数控机床的智能化程度和生产效率，以满足不断增长的市场需求。
基于PLC机电一体化技术在数控机床中的应用研究
基于PLC机电一体化技术在数控机床中的应用研究【摘要】本文主要研究基于PLC机电一体化技术在数控机床中的应用情况。
首先介绍了研究背景、意义和目的；然后分析了PLC技术和机电一体化技术在数控机床中的应用现状，讨论了基于这两种技术实现数控机床功能控制的方法，并探讨了如何提高数控机床的精度和效率；最后通过案例分析展示了基于PLC机电一体化技术在数控机床中的具体应用。
结论部分总结了研究成果，展望了未来的研究方向，并对相关技术的发展趋势进行了展望。
通过本文的研究，有望进一步推动机电一体化技术在数控机床领域的应用，提升机床的自动化水平和加工质量。
【关键词】关键词：PLC技术、数控机床、机电一体化技术、功能控制、精度、效率、应用案例分析、研究总结、未来研究方向、发展趋势。
1. 引言1.1 研究背景数统计等。
以下是根据您的要求编写的内容：随着制造业的快速发展和自动化程度的不断提高，数控机床在工业生产中扮演着越来越重要的角色。
数控机床具有高效、精度高、稳定性好等优点，已成为现代制造业中不可或缺的设备。
而PLC技术和机电一体化技术作为数控机床的核心技术，对于提高机床的控制精度、效率和灵活性具有至关重要的作用。
研究基于PLC机电一体化技术在数控机床中的应用，对于进一步推动数控机床技术的发展，提高制造业的生产效率和质量具有重要意义。
目前国内外对于基于PLC机电一体化技术在数控机床中的研究还比较匮乏，存在许多问题有待解决。
如何更好地运用PLC技术实现数控机床的功能控制？如何通过机电一体化技术提高数控机床的加工精度和效率？这些问题的解决将有助于进一步完善数控机床的技术体系，满足不同领域的制造需求，推动制造业的转型升级。
本研究旨在通过对基于PLC机电一体化技术在数控机床中的应用进行深入探讨，为相关领域的研究提供重要参考。
1.2 研究意义数统计等。
下面是关于的内容：PLC机电一体化技术在数控机床中的应用具有重要的意义。
随着工业自动化的发展，数控机床在现代制造业中发挥着越来越重要的作用，而PLC技术作为自动化控制领域的核心技术之一，其在数控机床中的应用将极大地提高机床的智能化和自动化程度，提升生产效率和产品质量。
plcopen案例
plcopen案例
（原创版）
目录
1.PLCopen 的背景和概述
2.PLCopen 的案例分析
3.PLCopen 的优点和应用范围
正文
1.PLCopen 的背景和概述
PLCopen 是可编程逻辑控制器 (PLC) 的软件标准，旨在为工业自动化领域提供开放、可互操作的 PLC 控制系统。
PLCopen 标准由国际电气和电子工程师协会 (IEEE) 和德国机械设备制造商协会 (VDMA) 共同制定，得到了全球许多主要工业自动化制造商的支持。
2.PLCopen 的案例分析
下面以一个简单的 PLCopen 案例为例，来说明 PLCopen 的工作原理和优点。
假设有一个工业自动化生产线，由多个机器组成，每个机器都需要控制。
在不同的机器上，可以使用不同的 PLC 控制器，但是这些控制器之间需要进行通信和协调，以确保整个生产线的顺畅运行。
使用 PLCopen 标准，可以使得不同厂商的 PLC 控制器之间可以进行通信和互操作。
在这个案例中，可以使用一个 PLCopen 兼容的控制器来控制生产线上的所有机器。
这个控制器可以通过 PLCopen 标准协议与生产线上的其他控制器进行通信，以实现对整个生产线的控制和管理。
3.PLCopen 的优点和应用范围
PLCopen 标准的优点在于它是一个开放的、可互操作的标准，可以实现不同厂商之间的 PLC 控制器之间的通信和协调。
这使得工业自动化系
统更加灵活和可靠，可以降低成本和提高生产效率。
PLCopen 标准可以应用于各种工业自动化领域，例如机械制造、化工、电力、水处理等。
PLC在设计开放式数控车床系统的应用研究
230研究与探索Research and Exploration ·探讨与创新中国设备工程 2018.03 (下)计算机和信息技术在数控系统领域的应用使数控系统的硬件和软件系统资源得到极大的丰富，更有利于开放式数控系统的研发和应用。
完成数控系统的信息处理需要进行数字控制和顺序控制，PLC 就是实现数控系统顺序控制的重要控制硬件。
现代控制理论的使用，使开关控制技术进入闭环比例伺服控制，提高了系统的精度和稳定性。
1 数控系统的基本工作原理数控车床的的控制系统是设备运用中的神经中枢，以数字控制的形式发出工作命令，使设备执行工作，而可编程逻辑控制器在整个数控系统不可或缺。
PLC 工作过程主要包括数据输入、用户程序执行和输出刷新3个主要阶段，而传统的数据控制系统比较封闭，上极位不能实现与管理层的直接通讯。
开放式的PLC 控制系统可以通过现场设备的连接和控制去实现和设备层、管理层的直接通讯，极大的提高运行效率和可靠性。
PLC 的硬件结构是软件系统得以运行的前提，硬件设备可以实施对软件的检测，并根据运行系统的要求和外围的硬件实现通信，完成规定功能。
2 数控车床控制系统的硬件机构2.1 上位机上位机是控制系统的中控机，工作人员在人机操作中将数据内容录入系统的加工流程，使设备对数据进行读取。
人性化的操作界面将会支持人工修改和参数设计，将改动后的数据快速进行识别，然后根据相关的协议将参数录入运动控制器，完成规定的指令动作。
2.2 运功控制器若将控制系统比作数控车床系统的大脑，那么运动控制器就是控制系统的神经中枢，能够保障数据传输的可靠性和稳定性。
国内大型的数控系统采用西门子控制系统，中小型的有FANUC 和三菱数控系统，为了便于研究，选用具有良好运行稳定性的德国西门子公司所配置的运动控制器，主要组成部分是PLC5300和运动控制器，在运动控制方面兼具稳定性和灵活性。
2.3 电源模块采用交换变频的电源模块实现交流电和直流电之间的转换，并使用逆变器元件将直流电转换为特定频率的交流电。
《开放式数控系统软PLC的设计与实现》
《开放式数控系统软PLC的设计与实现》一、引言在现今制造业中，开放式数控系统正日益展现出其优势与活力，特别是其中融入了软件可编程逻辑控制器（Soft PLC）的设计。
本文将探讨开放式数控系统软PLC的设计与实现，包括其必要性、设计原则、关键技术及具体实现方法等。
二、软PLC在开放式数控系统中的必要性随着制造业的快速发展，对数控系统的要求越来越高。
软PLC作为一种新型的数控系统控制方式，具有高度的灵活性和可扩展性，能更好地满足现代制造业的个性化需求。
同时，软PLC 通过模块化设计，能够有效地提高数控系统的集成度和智能化水平。
因此，在开放式数控系统中引入软PLC技术，是提高数控系统性能和适应市场需求的重要手段。
三、设计原则1. 模块化设计：软PLC的设计应遵循模块化原则，以便于系统的扩展和维护。
2. 实时性：由于数控系统需要实时响应各种操作和指令，因此软PLC的设计应具备高实时性。
3. 可靠性：确保系统在各种环境下都能稳定运行，对异常情况具有强大的处理能力。
4. 易用性：用户界面应友好、直观，便于操作和维护。
四、关键技术1. 编程语言：软PLC的编程语言应遵循IEC 61131-3标准，同时要针对具体应用场景进行优化。
2. 通信技术：为了保证数据的实时传输和系统的稳定运行，需要采用可靠的通信技术，如以太网、CAN等。
3. 硬件设计：软PLC的硬件设计应满足高性能、低功耗、高可靠性等要求。
4. 算法优化：针对特定的应用场景，应采用相应的算法优化技术，以提高系统的性能和响应速度。
五、具体实现方法1. 系统架构设计：根据需求分析，设计合理的系统架构，包括硬件架构和软件架构。
2. 编程环境开发：开发符合IEC 61131-3标准的编程环境，提供友好的用户界面和强大的编程功能。
3. 通信模块实现：实现软PLC与数控系统其他部分的通信，确保数据的实时传输和系统的稳定运行。
4. 算法实现：根据具体应用场景，采用相应的算法实现技术，优化系统的性能和响应速度。
基于PLCopen的PAC控制器研究与实现
０ 引言
近年来，随着我国工业制造水平的快速发展，对于运 动控制技术的要求也越来越高，需要编程容易，系统稳定 可靠以及 成 本 适 度 。 ［１－２］ 然 而 市 场 上 的 大 部 分 控 制 器 没 有 统一的编程语言，编程语言的不统一导致运动控制程序的 移植性差，用户使用不同厂商的控制器时，需要重新熟悉 指令 ，降低 程 序 开 发 效 率 。 ［３－４］ 采 用 统 一 的 编 程 语 言， 提 高程序可移植性和开发效率已经成为控制器市场的迫切需 求。
本文在研究iec611313标准和plcopen运动控制规范的基础上基于phoenixcontactsoftware软件平台开发了符合plcopen运动控制规范的h5pac控制器并对h5pac控制器运动控制功能块进行实验验证验证结果表明h5pac控制器符合plcopen运动控制规范具有很好的实际应用前景对解决运动控制编程语言不兼容的问题以具有积极的意义
自动控制 电工技术
基于 ＰＬＣｏｐｅｎ的 ＰＡＣ 控制器研究与实现
汤海天，钟 辉，张晓辉
（宁波安信数控技术有限公司，浙江 宁波 ３１５８０１）
摘 要：针对目前控制器市场上缺少统一的编程语言的问题 ，在研究ＩＥＣ６１１３１－３标 准 和 ＰＬＣｏｐｅｎ运 动 控 制 规 范 的 基 础上，基于德国 Ｐｈｏｅｎｉｘ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｓｏｆｔｗａｒｅ软件平台，开发了 Ｈ５－ＰＡＣ 控 制 器 （Ｈ５ 系 列 可 编 程 自 动 化 控 制 器 ）。 实 验 结果表明，该 ＰＡＣ 控制器符合 ＰＬＣｏｐｅｎ运动控制规范 ，具有很好的实际应用前景 。 关键词：ＩＥＣ６１１３１－３；ＰＬＣｏｐｅｎ；运动控制；ＰＡＣ 控制器 中 图 分 类 号 ：ＴＰ２７３ DOI:10.19768/ki.dgjs.2019.14.001
基于开放式数控系统的软PLC开发与应用
摘要开放式数控系统是数控系统领域发展的重点方向，而传统的PLC 已经无法满足开放式数控系统的要求，在PC 机平台上以软件实现传统PLC 功能的软PLC 技术已经成为了开放式数控系统实际应用中的一项关键技术。
为了实现用户特定的控制工艺，全软件型数控系统(EMC2)在实际应用过程中经常使用shell 脚本来进行辅助开发，并通过硬件抽象层（HAL）管脚来操作数控系统完成控制任务。
这种开发方式不但不易被用户掌握，而且控制工艺在试用期间是需要不断调整的，这样就造成了数控系统应用开发任务重、周期长、维护难等问题，不利于数控系统在市场的应用与推广。
为解决上述问题，本文在基于PC 的全软件型数控系统(EMC2)上开发出了一套软PLC 应用软件，用户可以根据自身的工艺要求使用梯形图自行设计操作流程。
其主要内容如下：首先，根据符合IEC61131-3 标准的梯形图编程规则，使用Qt 设计并实现了软PLC 的编辑器，用户可以使用该编辑器完成梯形图程序的编辑、保存、打开等操作。
其次，根据在编辑过程中保存梯形图程序所使用的数据结构的特点，研究了基于二维数组的梯形图转换为指令表的策略，并根据梯形图的运行规则，设计并实现了直接对梯形图程序进行解释执行的算法。
再次，根据EMC2 的HAL 机制设计并实现了运行系统的解释执行模块，使得软PLC 可以周期性的读取输入、解释执行梯形图程序、刷新输出。
基于该运行机制，还设计实现了软PLC 轴控制功能。
最后对软PLC 各个功能模块进行了测试，并以LED 点胶机为实验平台，将所开发的软PLC 应用程序搭载到EMC2 数控系统上，使用PLC 编辑开发LED 点胶机的梯形图程序。
经实际运行测试，LED 点胶机能够完成预定的工艺流程，PLC 以及数控系统亦能够稳定地工作。
关键词：开放式数控系统；EMC2；软PLC；硬件抽象层；QTAbstractOpen CNC system is the key development direction in the field of numerical control system, but the traditional PLC has been unable to meet the requirements of open CNC system. Soft-PLC which was implemented in software based on PC has been an important technology in the practical application of open CNC system. In order to realize the specific control process for users, the shell script usual was used to assistant development, and through the HAL pins to operate the numerical control system to implement the control task during the application of full software CNC (EMC2). The development mode have some limitations, most of users do not have the ability to develop by this manner, and the control technology requires frequent adjustment during the trial period, which caused the application tasks of CNC system become heavy, development cycle become longer, and more difficult to maintain. These defects have hindered the application and promotion of CNC system in the market.In order to solve the above problems, the soft-PLC has been developed based on full software CNC, it lets users design their own operating procedures according to their demands by themselves. Its main contents are listed as follows.Firstly, according to the programming rules of ladder diagram which has been defined in the standard IEC61131-3, the editor of ladder diagram was designed and realized by Qt. Users of soft-PLC can edit or save, open programs of ladder diagram.Secondly, the strategy of transforming the ladder diagram based on two-dimensional array to instruct list was studied according to characteristics of the data structure which was used to save ladder diagram during the editing progress. The algorithm to directly explain and execute ladder diagram programs has also been designed and implemented.Thirdly, the modules of the running system to explain and execute ladder diagram programs was realized based on HAL of EMC2, which enable soft-PLC to read inputs, explain and execute ladder diagram programs, and renew output periodically. In a result, the axis control function of soft- PLC has also been realized.Finally, each of function modules of the soft-PLC has been tested, and also it has successfully used in a LED dispenser, the result of testing indicate that the LED dispenser can correctly accomplish the technological process.Key words: open CNC system; EMC2; soft-PLC; HAL; QT目录摘要..................................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................. I I 第一章绪论. (1)•课题研究的背景与意义 (1)•开放式数控系统简介 (1)•软PLC 产生的背景 (2)•软PLC 的国内外发展现状 (3)•软PLC 的发展趋势 (3)•课题的提出和研究内容 (4)•课题的提出 (4)•课题的研究内容 (4)•本论文的组织结构 (5)第二章软PLC 应用软件的总体设计 (6)•传统PLC 的体系结构和工作原理 (6)•传统PLC 的硬件体系结构 (6)•传统PLC 的工作原理 (7)•全软件型数控系统的体系结构 (8)•实时操作系统平台 (8)•开源数控软件EMC2 (9)•IEC61131-3 标准的编程语言 (10)•软PLC 的需求分析 (12)•软PLC 系统的结构设计与分析 (13)•软PLC 的结构分析 (13)•软PLC 的结构设计 (14)•本章小结 (15)第三章软PLC 梯形图编辑器的设计与实现 (16)•图形界面开发工具QT 简介 (16)•Qt 的体系结构 (16)•Qt 信号和槽的机制 (16)•梯形图编辑器的界面设计 (18)•主界面的设计 (18)•梯形图编辑区域的设计 (21)•梯形图图元的设计 (22)•梯形图编辑器的实现 (24)•编辑器主界面的实现 (24)•编辑器绘图区域的实现 (26)•本章小节 (31)第四章软PLC 运行系统的设计与实现 (32)•基于二维数组的梯形图转换为指令表的策略研究 (32)•提取梯形图程序的网络连接信息 (33)•梯形图二叉树的串并联归并 (36)•梯形图直接解释执行的实现 (40)•梯形图的解释执行算法设计 (40)•梯形图各图元的解释执行 (43)•运行系统解释执行模块的实现 (45)•EMC2 中的硬件抽象层技术原理 (45)•HAL 组件的创建 (46)•周期性扫描梯形图程序的实现 (48)•PLC 运行系统与开发系统的通信 (50)•基于EMC2 的PLC 轴控制功能的实现 (51)•轴控制功能梯形图软元件的设计 (51)•轴控制软元件功能的实现 (52)•本章小结 (55)第五章软PLC 的测试与应用 (56)5.1软PLC 各功能模块的测试 (56)5.1.1梯形图编辑功能的测试 (56)5.1.2梯形图程序错误检查功能的测试 (57)5.1.3软PLC 各软元件的逻辑功能测试 (57)5.2LED 点胶机软PLC 的应用实例 (61)5.2.1LED 点胶机简介 (61)5.2.2LED 点胶机的点胶流程 (61)5.2.3LED 点胶机软PLC 控制的实现 (62)5.3本章小结 (65)总结与展望 (66)参考文献 (67)攻读硕士学位期间取得的研究成果 (70)致谢 (71)第一章绪论第一章绪论•课题研究的背景与意义•开放式数控系统简介传统数控系统在硬件和软件上都是专用的，整个体系结构也是封闭的[1]。
基于PLC技术的机电一体化数控机床运行控制研究王林考1陈建波2
基于PLC技术的机电一体化数控机床运行控制研究王林考1 陈建波2发布时间：2023-06-30T11:32:04.466Z 来源：《中国建设信息化》2023年8期作者：王林考1 陈建波2[导读] 近年来，随着我国科技的飞速发展，PLC技术的机电一体化数控技术在机械制造领域得到了广泛的应用，它不仅可以提高各个行业的自动化程度，还可以提高机械设备的生产效率和产品质量。
本文深入探讨了机电一体化数控技术PLC技术的应用现状，分析了该技术在多个领域的应用，并阐述了机电一体化数控技术PLC技术的应用前景，以期为机电一体化数控技术PLC技术的进一步推广和应用提供参考。
1身份证号码：33038219820208XXXX2身份证号码：51162219870601XXXX摘要：近年来，随着我国科技的飞速发展，PLC技术的机电一体化数控技术在机械制造领域得到了广泛的应用，它不仅可以提高各个行业的自动化程度，还可以提高机械设备的生产效率和产品质量。
本文深入探讨了机电一体化数控技术PLC技术的应用现状，分析了该技术在多个领域的应用，并阐述了机电一体化数控技术PLC技术的应用前景，以期为机电一体化数控技术PLC技术的进一步推广和应用提供参考。
关键词：PLC技术；机电一体化；数控机床；运行控制引言随着社会的发展，科学技术水平越来越高，可编程逻辑控制器机电集成技术被广泛应用于工业生产中。
数控机床作为我国工业生产的主要设备之一，在我国工业发展中占有重要地位。
PLC机电一体化技术的应用实现了数控机床的自动控制，提高了工作效率，保证了加工质量。
因此，着重分析了PLC机电一体化技术在数控机床中的应用，以期为相关人员提供参考。
1机电一体化数控技术的应用现状1.1装备制造领域在装备制造领域，机电一体化数控技术的应用不仅局限于工业机器人和智能装备，还广泛应用于机床制造、3D打印、激光加工等领域。
以机床制造为例，机电一体化数控技术可以实现机械传动、控制系统、传感器和执行机构的高度集成，使机床的精度、稳定性和自动化水平大大提高。
plcopen案例
plcopen案例PLCOpen是一个国际性的组织，致力于推广和发展可编程逻辑控制（PLC）技术标准。
它提供了一系列的案例和实践指南，帮助工程师们更好地理解和应用PLC技术。
下面列举了十个与PLCOpen相关的案例：1. 案例一：自动化流水线控制PLCOpen提供了一套标准的函数块库，可以帮助工程师们快速开发自动化流水线控制系统。
这个案例展示了如何使用PLCOpen的函数块库来实现流水线上的物料输送、分拣和包装等功能。
2. 案例二：机器人控制PLCOpen提供了针对机器人控制的函数块库，可以实现机器人的运动控制、路径规划和任务调度等功能。
这个案例展示了如何使用PLCOpen的函数块库来控制机器人在工厂内的自动化操作。
3. 案例三：能源管理系统PLCOpen提供了用于能源管理系统的函数块库，可以实现能源的监测、分析和优化控制等功能。
这个案例展示了如何使用PLCOpen 的函数块库来实现工厂的能源管理和节能减排。
4. 案例四：智能家居系统PLCOpen提供了用于智能家居系统的函数块库，可以实现家庭设备的控制和监测等功能。
这个案例展示了如何使用PLCOpen的函数块库来实现智能家居系统中的灯光、温度和安防等控制。
5. 案例五：电力配电系统PLCOpen提供了用于电力配电系统的函数块库，可以实现电力负荷的监测、分析和调度等功能。
这个案例展示了如何使用PLCOpen 的函数块库来实现电力配电系统中的电力负荷管理和故障检测。
6. 案例六：自动化仓储系统PLCOpen提供了用于自动化仓储系统的函数块库，可以实现货物的存储、装载和出库等功能。
这个案例展示了如何使用PLCOpen 的函数块库来实现自动化仓储系统中的货物管理和物流调度。
7. 案例七：食品加工系统PLCOpen提供了用于食品加工系统的函数块库，可以实现食品生产线上的各个工序控制和监测等功能。
这个案例展示了如何使用PLCOpen的函数块库来实现食品加工系统中的配料、搅拌和灌装等操作。
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工作 ， 还 可以对轴之 间进行协 同控制 ， 保证机械控制器可 以稳定 的运行 ， 避 免部 件 出现损 坏 等 问题 。轴组 一 般 需 要完 成 定 位控 制 、 运 动 中 止或 者 继 续等 控制工作。管理型功能模块具有调节的作用， 其可 以对控制器运动情况以及 工作状态进行监测与控制 ， 还可 以对相关参数设置的正确性进行检测， 发挥 着重要 的协调作用 。 ２ ． ２运动控制库数据类型设计 在机械控 制器 中， 有着较 多的功能块 ， 这些功 能块发挥着不 同的作用， 相关技术人员需要做好模块接 口变量的调节工作，还 要对变量进行分析与 处理， 使之形成数据结构体 。在研究与开发 的过程中， 要对运动控制库的数 据进行整合 。在数据机械控制器 中， 数据 的类型主要有三类 ， 第～类是基本
２ ． ４ Ｐ Ｌ Ｃ ｏ ｐ ｅ ｎ 运动控制库开发过程 中的关键 问题 （ １ ）为 了保证系统运行 的过程中各个功 能都能保证其运行 的完整性和 独立性， 要对单轴参考数据类型的系统进行科学合理的设计 （ ２ ） 为 了更好的 保证咒诅功能模块在运行过程 中的多轴协 同控制和物理单轴和概念轴之间 保持密切的联系 ， 需要对数据类型 Ａ Ｘ Ｅ Ｓ — ＧＲ ＯＵ Ｐ Ｒ Ｅ Ｆ进行设 计。（ ３ ） 为了 保证多个功能块 以及不同轴之 间的合理控制 ，同时还要保证控制方案能够 按照对应 的时间和逻辑 关系去执行，一定要合理的对 Ｐ Ｌ Ｃ ｏ ｐ ｅ ｎ状态机进行 设计， 保证设计的质量。 （ ４ ） 对运动控制类模块进行设计 的时候 ， 需要充分考 虑到减速运动状态下模块的设计和执行。只有这样才能更好 的保证模块设 计的合理性和模块运行的稳定性。（ ５ ） 对轴组能模块设计的时候需要用到概
现不同硬件平 台上的移植， 实现运动控制库函数的通用性。开发工作包括两
个步骤 ，即 Ｔ ｗ ｉ ｎ Ｃ Ａ Ｔ平台下的功能块的组织结构和接 口变量设计 以及 ｖｉ — ｓ ｕ ａ ｌ Ｃ ＋ ＋ 平台下的功能块控制算法实现，这样 导出的． １ ｉ ｂ文件和． ｏ ｂ ｊ 文件共 同构成 Ｐ Ｌ Ｃ ｏ ｐ ｅ ｎ 运动控制库。 本文开发的 Ｐ Ｌ Ｃ ｏ ｐ ｅ ｎ运 动 控制 库 包 括 单轴 、 多 轴以及轴组控制功能， 共计 ５ ４个功能块， 另外 ， 为了方便后面数控机械功能 库 的开 发 ， 本 文 还 开 发 了符 合 Ｐ Ｌ Ｃ ｏ ｐ ｅ ｎ运 动控 制 规范 的 自定 义 功 能块 ， 如 点 动控制 、 虚拟主轴功能块等 。
数据 类型， 第二类 是类属数据类型 ， 第三类是导 出数据类型 ， 这三种数据在
处理时需要采用不同的方式 将 Ｐ Ｌ Ｃ ｏ ｐ ｅ ｎ运动控制库应用在开发与研 究中， 需要做好数据调整工作， 要助于轴与轴相关数据的融合 问题。 ２ ． ３ Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｃ ＋ ＋ 环境 下 的 Ｐ Ｌ Ｃ ｏ ｐ ｅ ｎ运 动控 制 库 开 发 本文 Ｐ Ｌ Ｃ ｏ ｐ ｅ ｎ运 动控 制 库 是在 Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ ｃ ＋ ＋ 环境 下 利用 Ｃ语言进行开发的 ，这样 一方面可 以更加灵活方便地进行控制算 法的编程； 另一方面， 用 Ｃ语言开发 的 Ｐ Ｌ Ｃ ｏ ｐ ｅ ｎ运动控制库可以很方便地实
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
完善， 还要对相 关控制 技术进行改进 ， 提 高机械控制器 的性 能， 实现产 品的创新 ， 提高产 品的工作效率。 关键词 ： Ｐ Ｌ Ｃ ｏ ｐ ｅ ｍ数控 ； 机械 ； 控制器 ； 研究
数控一代机械产品在发展与规划 的过程 中， 需要利用数字控制技术， 还 要利 用性能优 良的装置， 当前社会， 机械产品的种类 以及功能越来越 多， 为 了提 高生产 的效率 ，相关技术人员还需要不断的完善机械控制器 的运行系 统。基于 Ｐ Ｌ Ｃ ｏ ｐ ｅ ｎ的数控机械控制器， 可 以实现系统灵活、 高效的运行， 下面 笔者对这一控制器的研究与开发进行简单介绍 ， 以供参考 。 １ Ｐ Ｌ Ｃ ｏ ｐ ｅ ｎ运动 控 制 规 范研 究 Ｐ Ｌ Ｃ ｏ ｐ ｅ ｎ运动规范在数控机械控制器中发挥着重要的作用 ， 其可以解决 控制 系 统 不 兼 容 的 问 题 ， 还 可 以优 化 控 制 方 案 ， 通过修改运动控 制编程， 实 现运 动控 制 编 程 的 标 准 化 发 展 ， 需 要做 好 编 程 语 言 的标 准 化 管 理 ， 在 运 动 控 制解 决方案中推行标准化编程语言， 可以提高控制 的精确性。在 Ｐ Ｌ Ｃ ｏ ｐ ｅ ｎ运 动控 制规范中 ， 需要做好 以下几项规范工作： 首先 ， 要对运动控制 功能块进 行规范化管理 ， 其次， 要对运动模块 的功能进行扩 展， 再次 ， 要对用户使用进 行规范指导， 最后 ， 还 要 对 协 同运 动 、 回 零 过 程 控 制 功 能块 以 及 液 压 部 分 扩 展 功 能块 进 行 优 化 。这 些 功 能块 在 优 化 时结 合 轴状 态 机 的 定 义 。 ２ Ｐ Ｌ Ｃ ｏ ｐ ｅ ｎ运 动控 制 库 的 实 现 ２ ， １运动控制功能块总体设计 Ｐ Ｌ Ｃ ｏ ｐ ｅ ｎ运动控制块的语言编程 主要是 Ｆ Ｂ Ｄ，这一功能块需要利用软 件模型， 还需要利用 内部运动控 制算法 。功能块的数量 比较多 ， 在研究的过 程中 ， 在对不同的功能块下进行定义时， 需要做好标识工作 ， 对输 入 以及输 出变量进行定义时 ， 要将运动控 制算法作为主要的参考 依据 ， 由于这部 门功 能是对用户隐蔽的， 所 以， 在开发的过程 中， 一定要结合用户 的需求 ， 做好变 量 的设 定 工 作 。 功 能块 对 轴 的 作 用机 理 如 图 １ 所 示 。轴 数据 变 量 Ａ ｘ ｉ ｓ ， 作 为 公 共 的数 据 电缆联系并贯穿于整个控制方案的始 终， 各个功能块根据 自身的控制功能 ， 完成对 单轴数据结构体 中控制信息和反馈信 息的处理 ，最后在 Ｔ ｗｉ ｎ Ｃ Ａ Ｔ的 任务调度下， 以及经过必要的数据变换， 完成对电机的控制 。多轴和轴组功 能块 的控制作用是在单轴功能块作用机理的基础上实施的 。
科 学 发 展
基于 Ｐ Ｌ Ｃ ｏ ｐ ｅ ｎ的数 控 机 械 控 制 器 研 究与 开 发
孙 建 华
（ 黑龙江工程学院）
摘
要： 本 文以“ 数控 一代’ 作 为研 究背 景， 对基于 Ｐ Ｌ Ｃ ｏ ｐ ｅ ｎ的数据机械控制器进行了研究与开 发， 在研 究的过程 中， 要对数控机械运动控 制系统进 行