数控技术第5章可编程控制器.ppt

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1、第五章数控机床用可编程控制器§5.1PLC概述一、PLC的产生发展传统的机床动作顺序控制采用继电器逻辑电路（RLC)，缺点：功能有限，调整困难，体积大，工作触点有限。功耗大，可靠性差。可编程序控制器ＰＬＣ是２０世纪６０年代发展起来的一种新型自动化控制装置。用于替代传统的继电器控制装置，只有逻辑运算、定时、计数以及顺序控制等功能，而且只能进行开关量控制。随着技术的进步，ＰＬＣ与先进的微机控制技术相结合而发展成为一种崭新的工业控制器，功能已远远超出逻辑控制的范畴。国际电工委员会（ＩＥＣ）对ＰＬＣ所

2、作定义如下：“可编程控制器是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各各种类型的机械设备和生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”数控机床控制包括数字控制和动作顺序控制。前者即刀具轨迹控制，由CNC完成。动作顺序控制部分由PLC完成。PLC接受数控部分送来的S/M/T，以及机械顺序动

3、作信息，并译码，转换成控制信号，使执行环节作相应的开关动作。PLC克服了传统继电器的缺点，已成为数控机床的基本控制单元。二、PLC的构成PLC实际上是一个小型工控计算机，由硬件和软件构成。1、硬件2、软件（1）系统软件：已固化在EPROM中，由生产厂家提供；包括监控程序、编译程序及诊断程序。（2）用户程序：用PLC语言编制的应用程序。数控机床的应用程序也已由厂家固化到EPROM中。三、PLC的种类PLC按照输入/输出的点数、程序存储容量的大小，分为小型、中型和大型。一般的数控机床PLC都是小型的

4、，FMS/FMC/MC的PLC可能是中型或大型的（单元控制器）。一、类型1、内装型PLC专为数控机床设计。从属于ＣＮＣ装置，ＰＬＣ与ＮＣ侧的信号传送在ＣＮＣ装置内部即可实现。ＰＬＣ与ＭＴ则通过ＣＮＣ输入／输出接口电路实现信号传送。§5.2数控机床用PLC内装型PLC内装型ＰＬＣ实际上是ＣＮＣ装置带有的ＰＬＣ功能，一般是作为一种基本的功能提供给用户。内装型ＰＬＣ的性能指标（如：输入／输出点数、程序最大步数、每步执行时间、程序扫描时间、功能指令数目等）是根据所从属的ＣＮＣ系统的规格、性能、适用机床的

5、类型等确定的，其硬件和软件部分是被作为ＣＮＣ系统的基本功能或附加功能与ＣＮＣ系统一起统一设计制造的。因此系统硬件和软件整体结构十分紧凑，ＰＬＣ所具有的功能针对性强，技术指标较合理、实用，较适用于单台数控机床及加工中心等场合。内装型ＰＬＣ可与ＣＮＣ共用ＣＰＵ，也可单独使用一个ＣＰＵ；内装型ＰＬＣ一般单独制成一块附加板，插装到ＣＮＣ主板插座上，不单独配备I／Ｏ接口，而使用ＣＮＣ系统本身的１／Ｏ接口；ＰＬＣ控制部分及部分I／Ｏ电路所用电源（一般是输人口电源，而输出口电源是另配的）由ＣＮＣ装置提采用内装

6、型ＰＬＣ结构，ＣＮＣ系统可以具有某些高级控制功能，如梯形图编辑和传送功能。内装型PLC的数控系统：FANUCＦＳ０（ＰＭＣ-Ｌ／Ｍ），ＦＳ－０Ｍａｔｅ（ＰＭＣ-Ｌ／Ｍ），ＦＳ-３（ＰＣ-Ｄ），ＦＳ-６（ＰＣ-Ａ，ＰＣ-Ｂ），ＦＳ-１０／１１（ＰＭＣ-Ｉ），ＦＳ-１５（ＰＭＣ-Ｎ）；ＳＩＥＭＥＮＳ公司的ＳＩＮＵＭＥＲＩＫ８１０／８２０；Ａ－Ｂ公司的８２００，８４００，８５００等。优点：结构紧凑。2、独立型ＰＬＣ又称通用型ＰＩＣ。独立于ＣＮＣ装置，具有完备的硬件和软件功能，能够独立完成规定控制任务。

7、独立型ＰＬＣ具有以下特点：独立型ＰＬＣ的基本功能结构与通用型ＰＬＣ完全相同。数控机床应用的独立型ＰＬＣ，一般采用中型或大型ＰＬＣ，I／０点数一般在２００点以上，多采用积木式模块化结构，功能易于扩展和变换。独立型ＰＬＣ的输入／输出点数可以通过输入／输出模块的增减灵活配置。独立型ＰＬＣ的数控系统：SIMENS公司SIMATICS5,S7系列，日本立石公司OMROMSYSMAC系列，FANUC公司的ＰＭＣ系列，三菱公司FX系列等。二、M/S/T功能的实现1、M功能根据不同的M代码，PLC控制主轴正反转

8、或停止、主轴齿轮箱的变速、冷却液的开关，卡盘的夹紧与松开，自动换刀装置机械手取刀、归刀。2、S功能CNC将S代码送入PLC，经电平转换、译码、数据转换、限位控制和D/A转换，最后送给主轴电动机伺服系统。3、T功能CNC将T代码送入PLC，经PLC译码，检索，找到新刀号地址，与现刀号比较，发出相应的指令。三、PLC的工作方式PLC执行用户程序的过程是一种循环扫描过程：1、输入采样：将输入端器件的信号状态读入到寄存器。2、程序执行：按顺序执行。执行结果存放到专用寄存器。3、输出刷新：将寄存器结果输出