无论是何种数控系统，机床控制面板都是必不可少的组成部件，是操作人员与数控系 统进行人机交互的工具。PMAC内置PLC的输入/输出点是由软件来控制的，需用指针变 量指向某一个输入/输出点的地址，便可在运动程序和PLC程序中通过指针变量来对输入/ 输出点进行控制[59]。同时该PLC具有强大的逻辑判断功能能力，可编制较复杂的逻辑关 系[59]。因为数控机床控制面板中有大量的按键，而且都是开关量，需要对这些开关量信号 进行实时处理，为了节省PMAC运动控制器的I/O点而采用行（列）扫描法对按键进行识 别。

 矩阵键盘工作原理

矩阵键盘又叫行列式键盘，用带10 口的线组成行列结构，按键设置在行列的交点上[6()]。 例如用5x6的行列式结构可以构成30个键的键盘。这样，当按键数量平方增长时，I/O 口 只是线性增长，这样就可以节省I/O 口[6()]。矩阵键盘的原理图如图4-11所示：

工作原理说明：

首先，判断整个键盘上是否有键按下[61]。方法是：将列的输出全为0,然后将行的状 态读入进来，如果行读入的状态全是1,则表示无键按下，不全是1则表示有键按下[61]。 其次，如果有键按下则逐列扫描。方法是：逐次将列线的输入置为低电平0,检查对应的 行线的状态有无变化；如果行线的状态全是1,则表示按键不在此列；如果不全是1,则 表示按键肯定在此列，且是与输入为0电平的行线相交的那个按键。最后，根据确定的按 键值进入按键处理程序[61]。

 矩阵键盘硬件设计

与clipper的复用端口 J8连接的DTC-32 IN输入板，DTC-32 OUT输出板为用户分别

提供32个光电隔离的通用数字输入点，输出点。

当有外部变量输入时，将实际的字变量的值实时复制给映像字变量，这样PMAC卡能 实时通过映像字变量读到DTC-32 IN输入点的信号。当有变量输出时，将映像字变量的值 实时复制给实际的字变量，这样PMAC卡能实时通过映像字变量写到DTC-32 OUT输出点 的信号。在配置了 DTC-32 IN和DTC-32 OUT端子板的PMAC系统中，端口定义如表4-4 所示：

表4-4输入/输出端口地址定义

端口

映像地址

M变量

功能定义

AI23

Y:$0010F0, 0

M7824

X24

AI24

Y:$0010F0, 1

M7825

X25

AI25

Y:$0010F0, 2

M7826

X26

端口

映像地址

M变量

功能定义

AI26

Y:$0010F0, 3

M7827

X27

AI27

Y:$0010F0, 4

M7828

X28

AI28

Y:$0010F0, 5

M7829

X29

AI29

Y:$0010F0, 6

M7830

X30

ABO

Y:$0010F0, 7

M7831

X31

BOOO

Y:$0010F1, 0

M7924

Y24

BOOl

Y:$0010F1, 1

M7925

Y25

BO02

Y:$0010F1, 2

M7926

Y26

BO03

Y:$0010F1, 0

M7927

Y27

BO04

Y:$0010F0, 4

M7928

Y28

BO05

Y:$0010F0, 5

M7929

Y29

BO06

Y:$0010F0, 6

M7930

Y30

BO07

Y:$0010F0, 7

M7931

Y31

为了 PMAC系统实时刷新端口状态，需要编写一个PLC程序，程序如下:

m7840->tws: 1;输入

m7842->d: $10f0;输入

m7841->tws: 6;输出

m7843->d: $10fl;输出

open plc2 clear

CMDnm7842=m7840n;输入

CMDnm7841=m7843n;输出

Close

enable pic 2

 矩阵键盘软件设计

根据矩阵键盘的工作原理，用一个M变量指向DTC-32 IN的八位寄存器地址，一次 读取八个输入点的值，然后根据这八个点的值，去判断该执行哪条指令；用一个M变量指 向DTC-32 OUT的八位寄存器地址，依次输出低电平，判断哪个按键按下。M1000和M1001 分别指向M7824-M7831和M7924-M7931的地址，M的地址是连续的。

机床控制面板上每个按钮的功能各不相同，现在以常见按钮功能进行介绍，并给出其 关键程序代码。手动方式时，按下X+按钮，X轴电机便向X正方向运动，当抬起X+按钮， X轴停止运动[62];按下快速按钮，可控制手动运动为手动快速进给。快速按钮是带自锁的 键，多次按下时，会在开关状态中切换，键上的指示灯灭时，表示手动快速开关关闭，键 上的指示灯亮时，表示手动快速开关打开。当手动快速开关打开时，手动进给变为手动快 速进给，实际进给速度与快速倍率有关，快速倍率分为4档，可通过按XI, X25, X50, X100，四个键进行选择。其关键程序见附录二。

波段旋钮是机床控制面板必不可少的器件，主轴修调和进给率及进给修调都需用到波 段旋钮。当旋转主轴波段开关到需要倍率刻度时，主轴转速将按设定值乘以对应倍率百分 数执行旋转动作[63]。当旋转进给轴波段开关旋到需要倍率刻度时，各进给轴将按设定值乘 以对应倍率百分数执行进给动作。其关键程序见附录二。

4.4本章小结

利用PMAC提供的PmacTuningPro软件对加工中心伺服控制系统进行PID参数整定调 节，提高了位置控制精度和伺服跟踪精度；以FANUC数控系统G83代码为例，阐述了对 如何根据机床动作要求编写复合循环G代码的原理；以PMAC提供的矩阵转换功能编写工 件坐标系、局部坐标系、极坐标系、旋转坐标系、镜像功能和比例缩放功能等相关复合G 代码；最后通过编写相应的PLC程序实时监测设备运行状态，实现CNC加工中心斗笠式刀库自 动换刀控制和手动换刀控制，编写数控控制面板的矩阵键盘程序。

本文采摘自“基于PMAC的加工中心开放式数控系统研究”，因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示，有需要者可以在网络中查找相关文章！

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