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1、会计学1数控机床数控机床(sh kn j chun)与可编程序与可编程序控制器答案控制器答案第一页，共46页。本讲主要本讲主要(zhyo)内容内容n nPLC的基本结构的基本结构 n nPLC的工作原理的工作原理n n数数控控机机床床用用可可编编程程控控制制器器的的类类型型(lixng)及及特点特点n nPLC在数控机床上的配置方式在数控机床上的配置方式n n可编程控制器与外部的信息交换可编程控制器与外部的信息交换n n数控机床用可编程控制器的控制功能数控机床用可编程控制器的控制功能 第1页/共46页第二页，共46页。引言引言(ynyn)n n数控机床的控制除了对坐标轴的进给进行位置数控机床的
2、控制除了对坐标轴的进给进行位置(wi zhi)(wi zhi)伺服控制外，还需要对机床的主轴、伺服控制外，还需要对机床的主轴、刀具和各种开关信号进行控制。如主轴的正、反转，起动和停止，刀具交换，工件夹紧、刀具和各种开关信号进行控制。如主轴的正、反转，起动和停止，刀具交换，工件夹紧、松开，工作台交换以及切削液的开、关和润滑系统的启动等进行顺序控制。松开，工作台交换以及切削液的开、关和润滑系统的启动等进行顺序控制。n n顺序控制的信息主要是开关量信号，如控制开关、行程开关、压力开关和温度开关等输入顺序控制的信息主要是开关量信号，如控制开关、行程开关、压力开关和温度开关等输入元件输入的信号和继电器、
3、接触器、电磁阀等输出元件所需要的输出信号。在数控机床上元件输入的信号和继电器、接触器、电磁阀等输出元件所需要的输出信号。在数控机床上用可编程控制器完成这一控制任务。用可编程控制器完成这一控制任务。第2页/共46页第三页，共46页。一、一、PLC的基本的基本(jbn)结构结构第3页/共46页第四页，共46页。1PLC的硬件的硬件(yn jin)结构结构（1）n n可编程控制器实质上是一种工业控制用的专用计算机，PLC与微型计算机基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。n nCPU是PLC的核心部件，其上不仅有CPU集成芯片，而且(r qi)还有一定数量的内存储器RAM和系统程序存储器EP
4、ROM，用户程序存储器EPROM，输入输出（IO）模块及电源等组成，其各部分均采用总线结构。第4页/共46页第五页，共46页。可编程控制器结构可编程控制器结构(jigu)框图框图第5页/共46页第六页，共46页。1PLC的硬件的硬件(yn jin)结构结构（2）n n中中中中央央央央处处处处理理理理单单单单元元元元CPU CPU PLCPLC中中中中的的的的CPUCPU与与与与通通通通用用用用微微微微机机机机中中中中的的的的CPUCPU一一一一样，是样，是样，是样，是PLCPLC的核心部分。的核心部分。的核心部分。的核心部分。n nCPUCPU按按按按系系系系统统统统程程程程序序序序赋赋赋赋予
5、予予予的的的的功功功功能能能能，接接接接收收收收并并并并存存存存储储储储从从从从编编编编程程程程器器器器键键键键人人人人的的的的用用用用户户户户程程程程序序序序和和和和数数数数据据据据，用用用用扫扫扫扫描描描描方方方方式式式式查查查查询询询询现现现现场场场场输输输输入入入入装装装装置置置置的的的的各各各各种种种种信信信信号号号号状状状状态态态态或或或或数数数数据据据据，并并并并存存存存入入入入输输输输入入入入状状状状态态态态寄寄寄寄存存存存器器器器或或或或数数数数据据据据寄寄寄寄存存存存器器器器中中中中，在在在在诊诊诊诊断断断断了了了了电电电电源源源源、PLCPLC内内内内部部部部电电电电路路
6、路路及及及及编编编编程程程程语语语语句句句句无无无无误误误误后后后后，PLCPLC进进进进入运行状态。入运行状态。入运行状态。入运行状态。n n在在在在PLCPLC进进进进入入入入运运运运行行行行状状状状态态态态后后后后，从从从从存存存存储储储储器器器器逐逐逐逐条条条条读读读读取取取取用用用用户户户户程程程程序序序序，完完完完成成成成用用用用户户户户程程程程序序序序中中中中规规规规定定定定的的的的逻逻逻逻辑辑辑辑运运运运算算算算或或或或算算算算术术术术运运运运算算算算等等等等任任任任务务务务。根根根根据据据据运运运运算算算算结结结结果果果果，更更更更新新新新有有有有标标标标志志志志位位位位的的
7、的的状状状状态态态态和和和和输输输输出出出出(shch)(shch)状状状状态态态态寄寄寄寄存存存存器器器器的的的的内内内内容容容容，再再再再由由由由输输输输出出出出(shch)(shch)状状状状态态态态寄寄寄寄存存存存器器器器的的的的位位位位状状状状态态态态或或或或数数数数据据据据寄寄寄寄存存存存器器器器的的的的有有有有关关关关内内内内容容容容，实实实实现现现现输输输输出出出出(shch)(shch)控控控控制制制制、制制制制表表表表打打打打印印印印、数数数数据通信等功能。据通信等功能。据通信等功能。据通信等功能。第6页/共46页第七页，共46页。1PLC的硬件的硬件(yn jin)结构结
8、构（3）n n存存存存储储储储器器器器 PLCPLC存存存存储储储储器器器器一一一一般般般般有有有有随随随随机机机机存存存存储储储储器器器器RAMRAM和和和和只只只只读读读读储储储储器器器器EPROMEPROM。RAMRAM中中中中一一一一般般般般存存存存放放放放用用用用户户户户程程程程序序序序，如如如如梯梯梯梯形形形形图图图图和和和和语语语语句句句句表表表表等等等等，为为为为了了了了防防防防止止止止掉掉掉掉电电电电后后后后RAMRAM中中中中的的的的内内内内容容容容丢丢丢丢失失失失，PLCPLC使使使使用用用用了了了了锂锂锂锂电电电电池池池池作作作作为为为为对对对对RAMRAM的的的的后后
9、后后备备备备供供供供电，能使电，能使电，能使电，能使RAMRAM中的程序保持好几年。中的程序保持好几年。中的程序保持好几年。中的程序保持好几年。n nPLCPLC所所所所 用用用用 的的的的 只只只只 读读读读 存存存存 储储储储 器器器器 为为为为 EPROMEPROM，内内内内 部部部部 存存存存 储储储储 有有有有 PLCPLC控控控控 制制制制(kngzh)(kngzh)的的的的系系系系统统统统程程程程序序序序，如如如如检检检检查查查查程程程程序序序序、键键键键盘盘盘盘输输输输入入入入处处处处理理理理程程程程序序序序、编编编编译译译译程程程程序序序序、信信信信息息息息传传传传递递递递程
10、程程程序序序序及及及及监监监监控控控控程程程程序序序序等等等等，由由由由厂厂厂厂家家家家固固固固化化化化到到到到EPROMEPROM中中中中。有有有有时时时时，用用用用户户户户程程程程序序序序也也也也可可可可固固固固化化化化到到到到EPROMEPROM中中中中，避避避避免免免免RAMRAM中中中中存存存存储储储储的的的的用用用用户户户户程序丢失。程序丢失。程序丢失。程序丢失。第7页/共46页第八页，共46页。1PLC的硬件的硬件(yn jin)结构结构（4）n n输输入入输输出出模模块块（IO模模块块）IO模模块块是是PLC与与现现场场IO装装置或其他外部设备的连接部件。置或其他外部设备的连接
11、部件。n n现现场场输输入入装装置置有有控控制制按按钮钮、转转换换开开关关、行行程程开开关关、接接近近开开关关、压压力力开开关关及及温温控控开开关关等等，这这些些信信号号经经接接口口电电路路接接入入PLC后后，还还要要经经过过抗抗强强电电干干扰扰(gnro)的的光光电电耦耦合合、消消抖抖动动电电路路、滤滤波波电电路路才才能能送送到到PLC输输入入数数据据寄存器。寄存器。第8页/共46页第九页，共46页。1PLC的硬件的硬件(yn jin)结构结构（5）n nPLC的的输输出出装装置置 有有继继电电器器、双双向向晶晶闸闸管管和和晶晶体体管管三三种种形形式式(xngsh)，因因此此，PLC提提供供
12、了了各各种种操操作作电电平平、驱驱动动能能力力以以及及不不同同功功能能的的IO模模块块供供用用户户选选用。用。n n模模拟拟量量输输入入输输出出模模块块和和智智能能接接口口模模块块。模模拟拟量量输输入入输输出出模模块块的的作作用用就就是是将将输输入入的的模模拟拟量量经经AD转转换换变变成成PLC能能处处理理的的数数字字量量，并并将将PLC处处理理后后的的数数字字量经量经DA转换变成模拟量输出。转换变成模拟量输出。第9页/共46页第十页，共46页。1PLC的硬件的硬件(yn jin)结构结构（6）n n编编编编程程程程器器器器 编编编编程程程程器器器器用用用用于于于于用用用用户户户户程程程程序序
13、序序的的的的编编编编制制制制、编编编编辑辑辑辑、调调调调试试试试和和和和监监监监视视视视，还还还还可可可可以通过其键盘调用和显示以通过其键盘调用和显示以通过其键盘调用和显示以通过其键盘调用和显示PLCPLCPLCPLC的一些内部状态和系统参数。的一些内部状态和系统参数。的一些内部状态和系统参数。的一些内部状态和系统参数。n n通过接口与通过接口与通过接口与通过接口与PLCPLCPLCPLC联系，完成人机对话连接联系，完成人机对话连接联系，完成人机对话连接联系，完成人机对话连接(linji)(linji)(linji)(linji)。n n简简简简易易易易型型型型编编编编程程程程器器器器只只只只
14、能能能能在在在在线线线线编编编编程程程程，它它它它通通通通过过过过一一一一个个个个专专专专用用用用接接接接口口口口与与与与PLCPLCPLCPLC连连连连接接接接(linji)(linji)(linji)(linji)。n n智智智智能能能能型型型型编编编编程程程程器器器器既既既既可可可可在在在在线线线线编编编编程程程程又又又又可可可可离离离离线线线线编编编编程程程程，还还还还可可可可与与与与微微微微型型型型计计计计算算算算机机机机接接接接口或与打印机接口，实现程序的存储、打印、通信等功能。口或与打印机接口，实现程序的存储、打印、通信等功能。口或与打印机接口，实现程序的存储、打印、通信等功能。
15、口或与打印机接口，实现程序的存储、打印、通信等功能。第10页/共46页第十一页，共46页。2PLC软件系统软件系统（1）n nPLC的软件系统包括系统程序和用户程序。n n系统程序 系统程序包括监控程序、编译程序及诊断程序等。监控程序又称为管理程序，主要用于管理整机；编译程序用来把程序语言翻译成机器(j q)语言；诊断程序用来诊断机器(j q)故障。系统程序由PLC生产厂家提供，并固化在EPROM中，用户不能直接存取，故也不需要用户干预。第11页/共46页第十二页，共46页。2PLC软件系软件系统统（2）n n用用用用户户户户程程程程序序序序 用用用用户户户户程程程程序序序序是是是是用用用用户
16、户户户根根根根据据据据现现现现场场场场控控控控制制制制的的的的需需需需要要要要，用用用用PLCPLC程程程程序序序序语语语语言言言言编编编编制制制制的的的的应应应应用用用用程程程程序序序序，用用用用以以以以实实实实现现现现各各各各种种种种控控控控制制制制要要要要求求求求。用用用用户户户户程程程程序序序序由由由由用用用用户户户户用用用用编编编编程程程程器器器器输输输输入入入入到到到到PLCPLC内内内内存存存存。小小小小型型型型PLCPLC的的的的用用用用户户户户程程程程序序序序比比比比较较较较简简简简单单单单，不不不不需需需需要要要要分分分分段段段段(fn(fn dun)dun)，可可可可按按
17、按按顺顺顺顺序序序序编编编编制制制制；大大大大中中中中型型型型PLCPLC的的的的用用用用户户户户程程程程序序序序很很很很长长长长，也也也也比比比比较较较较复复复复杂杂杂杂，为为为为使使使使用用用用户户户户程程程程序序序序编编编编制制制制简简简简单单单单清清清清晰晰晰晰，可可可可按按按按功功功功能能能能结结结结构构构构或或或或使使使使用用用用目目目目的的的的将将将将用用用用户户户户程程程程序序序序划划划划分分分分成成成成各各各各个个个个程程程程序序序序模模模模块块块块，每每每每个个个个模模模模块块块块用用用用来来来来解解解解决决决决一一一一个个个个确确确确定定定定的的的的技技技技术术术术功功功
18、功能能能能，这这这这样样样样使使使使程程程程序序序序编编编编制制制制变变变变得得得得容容容容易易易易理理理理解解解解，同同同同时时时时能能能能很很很很方方方方便便便便地地地地对程序进行调试和修改。对程序进行调试和修改。对程序进行调试和修改。对程序进行调试和修改。第12页/共46页第十三页，共46页。二、二、PLC的工的工作作(gngzu)原理原理第13页/共46页第十四页，共46页。1基本基本(jbn)思想思想n n用用户户程程序序通通过过编编程程器器输输入入(shr)(shr)到到用用户户存存储储器器，CPUCPU对对用用户户程程序序循循环环扫扫描描并并顺顺序序执执行行，这这是是PLCPLC
19、的的基基本本工工作作原理。原理。n n扫扫描描与与顺顺序序执执行行 只只要要PLCPLC接接通通电电源源，CPUCPU就就对对用用户户存存储储器器的的程程序序进进行行扫扫描描，即即从从第第一一条条用用户户程程序序开开始始顺顺序序执执行行，直直到到用用户户程程序序最最后后一一条条，形形成成一一个个扫扫描描周周期期，周周而而复始。复始。n n用用梯梯形形图图形形象象地地说说就就是是从从上上至至下下，从从左左至至右右，逐逐行行扫扫描描执行梯形图所描述的逻辑功能。执行梯形图所描述的逻辑功能。n n目前在目前在PLCPLC中，执行每条指令的平均时间可达中，执行每条指令的平均时间可达ss级。级。第14页/
20、共46页第十五页，共46页。扫描扫描(somio)工作过程工作过程（1）n nCPU的的一一个个周周期期 CPU进进行行输输入入点点状状态态采采集集、用用户户程程序序逻逻辑辑运运算算、相相应应输输出出状状态态的的更更新新和和IO执行。执行。n n当当有有编编程程器器接接入入PLC时时，CPU还还要要对对编编程程器器的的在在线线输输入入信信号号进进行行响响应应(xingyng)，并并更新显示。更新显示。n nCPU还还要要对对自自身身的的硬硬件件进进行行快快速速自自检检，并并对对监监视视扫扫描描用用的的定定时时器器进进行行复复位位。完完成成自自检后，检后，CPU又从首地址重新开始扫描运行。又从首
21、地址重新开始扫描运行。第15页/共46页第十六页，共46页。PLC执行程序的一个执行程序的一个(y)扫描扫描周期周期第16页/共46页第十七页，共46页。扫描扫描(somio)工作过程工作过程（2）n n输输入入采采样样 在在输输入入采采样样阶阶段段，PLC以以扫扫描描方方式式将将所所有有输输入入端端的的输输入入信信号号状状态态（ONOFF状状态态）读读入入到到输输入入映映像像寄寄存存器器中中寄寄存存起来，称为对输入信号的采样。起来，称为对输入信号的采样。n n在在程程序序执执行行期期间间，即即使使输输入入状状态态变变化化，输输入入映映像像寄寄存存器器的的内内容容也也不不会会改改变变。输输入入
22、状状态态的的变变化化只只能能在在下下一一个个工工作作(gngzu)周周期期的的输入采样阶段才被重新读入。输入采样阶段才被重新读入。第17页/共46页第十八页，共46页。扫描工作扫描工作(gngzu)过程过程（3）n n程程序序执执行行阶阶段段 在在程程序序执执行行阶阶段段，PLC对对程程序序按按顺顺序序进进行行扫扫描描。如如程程序序用用梯梯形形图图表表示示，则总是按先上后下、先左后右的顺序扫描。则总是按先上后下、先左后右的顺序扫描。n n每每扫扫描描到到一一条条指指令令时时，所所需需要要的的输输入入状状态态或或其其他他元元素素的的状状态态分分别别从从输输入入映映像像寄寄存存器器或或输输出出映映
23、像像寄寄存存器器中中读读入入，然然后后(rnhu)进进行行相相应应的的逻逻辑辑或或算算术术运运算算，运运算算结结果果再再存存入专用寄存器。入专用寄存器。n n若若执执行行程程序序输输出出指指令令时时，则则将将相相应应的的运运算算结结果存入输出映像寄存器。果存入输出映像寄存器。第18页/共46页第十九页，共46页。扫描工作扫描工作(gngzu)过程过程（4）n n输输出出刷刷新新阶阶段段 在在所所有有指指令令执执行行完完毕毕(wnb)后后，输输出出映映像像寄寄存存器器中中的的状状态态就就是是欲欲输输出出的的状状态态。在在输输出出刷刷新新阶阶段段，将将映映像像寄寄存存器器中中的的状状态态转转存存到
24、到输输出出锁锁存存电电路路，再再经经输输出出端端子子输输出出信信号号去去驱驱动动用用户户输输出出设设备备，这就是这就是PLC的实际输出。的实际输出。第19页/共46页第二十页，共46页。三、数控机床三、数控机床(sh(sh kn j chun)kn j chun)用用可编程控制器可编程控制器的类型及特点的类型及特点 第20页/共46页第二十一页，共46页。1概述概述(i sh)n n数控机床中所用的PLC可分为两类：一类是专为实现数控机床顺序控制而设计制造的内装型PLC，另一类是那些输入输出技术规范，输入输出点数、程序存储容量(cn ch rn lin)以及运算和控制功能等均能满足数控机床控制
25、要求的独立型PLC。第21页/共46页第二十二页，共46页。内装型内装型PLC（）（）n n内装型PLC从属于CNC装置，PLC与NC之间信号传送在CNC装置内部(nib)就可完成，而PLC与机床侧的信息传送则要通过输入输出接口来完成。第22页/共46页第二十三页，共46页。内装型内装型PLC（）（）内装型PLC特点（1）：是作为CNC装置带有的PLC功能，一般是作为一种可选功能提供给用户。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(zhxng)时间、程序扫描周期、功能指令数目等）是根据所从属的CNC系统的规格、性能、适用机床的类型等确定的，其硬件和软件部分是被作为CNC系
26、统的基本功能或附加功能与CNC系统一起统一设计制造的。第23页/共46页第二十四页，共46页。内装型内装型PLC（3）内装型PLC特点（2）：在系统结构上，内装型PLC既可以与CNC共用一个CPU，也可以单独使用一个CPU，此时的PLC对外有单独配置的输入输出电路，而不使用CNC装置的输入输出电路。扩大了CNC内部直接处理的通信窗口功能(gngnng)，可以使用梯形图的编辑和传送等高级控制功能(gngnng)，且造价便宜，提高了CNC的性能价格比。第24页/共46页第二十五页，共46页。具有具有(jyu)内装型内装型PLC的的CNC系统系统第25页/共46页第二十六页，共46页。2独立型独立型
27、PLC（1）n n独独立立型型PLCPLC又又称称通通用用型型PLCPLC。独独立立型型PLCPLC独独立立于于CNCCNC装装置置，具具有有完完备备的的硬硬件件和和软软件件，能能独独立立完成规定控制完成规定控制(kngzh)(kngzh)任务的装置。任务的装置。n n数数控控机机床床用用独独立立型型PLCPLC，一一般般采采用用模模块块化化结结构构，装装在在插插板板式式笼笼箱箱内内，它它的的CPUCPU系系统统程程序序、用用户程序、输入输出电路、通信等均设计成独立的模块。户程序、输入输出电路、通信等均设计成独立的模块。n n独独立立型型PLCPLC主主要要用用于于FMSFMS、CIMSCIM
28、S形形式式中中的的CNCCNC机机床床，具具有有较较强强的的数数据据处处理理、通通信信和和诊诊断断功功能，成为能，成为CNCCNC与上级计算机联网的重要设备。与上级计算机联网的重要设备。第26页/共46页第二十七页，共46页。独立型独立型PLC的的CNC系统系统(xtng)第27页/共46页第二十八页，共46页。2独立型独立型PLC（2）独立型PLC具有以下特点（）：独立型PLC本身是一个完整的计算机系统，其具有CPU、EPROM、RAM、I/O接口以及编程器等外部设备通信接口、电源等。独立型PLC的I/O模块(m kui)种类齐全，其输入输出点数可通过增减I/O模块(m kui)灵活配置。第
29、28页/共46页第二十九页，共46页。2独立型独立型PLC（3）独立型独立型PLCPLC具有以下特点（）：具有以下特点（）：与与内内装装型型PLCPLC比比较较，独独立立型型PLCPLC功功能能更更强强，但但一一般般要要配配置置单单独独的的编编程程设设备备。独独立立型型PLCPLC与与数数控控系系统统之之间间的的信信息息交交换换可可通通过过I/OI/O接接口口对接方式，也可采用通信方式。对接方式，也可采用通信方式。I/OI/O接接口口对对接接方方式式就就是是将将数数控控系系统统的的输输入入输输出出点点通通过过连连线线与与PLCPLC的的输输入入输输出出点点连连接接起起来来，适适应应(shyng
30、)(shyng)于于数数控控系系统统与与各各种种PLCPLC的的信信息息交交换换。但但由由于于每每一一点点的的信信息息传传递递需需要要一一根根信信号号线线，所所以以这这种种方式连线多，信息交换量小。方式连线多，信息交换量小。采采用用通通信信的的方方式式可可克克服服上上述述I/OI/O对对接接的的缺缺点点。但但采采用用这这种种方方式式的的数数控控系系统统与与PLCPLC必必须须采采用用同同一一通通信信协协议议。采采用用通通信信方方式式时时，数数控控系统与系统与PLCPLC的连线少，信息交换量大而且非常方便。的连线少，信息交换量大而且非常方便。第29页/共46页第三十页，共46页。四、四、PLC在
31、数控机床在数控机床(sh kn j chun)上上的配置方式的配置方式第30页/共46页第三十一页，共46页。PLC在数控机床上配置在数控机床上配置(pizh)方方式图例（式图例（1）第31页/共46页第三十二页，共46页。PLC在数控机床上配置在数控机床上配置(pizh)方方式图例（式图例（2）第32页/共46页第三十三页，共46页。PLC在数控机床在数控机床(sh kn j chun)上上的配置方式（的配置方式（1）n n第第一一种种 PLC安安装装在在机机床床侧侧，用用于于完完成成传传统统继继电电器器的的逻逻辑辑控控制制，PLC与与数数控控系系统统之之间间通通过过IO点点连连线线对对接接
32、交交换换信信息息，PLC通通过过IO点点再再控控制制机机床床的的逻逻辑辑动动作作。在在这这种种配配置置中中，PLC可可选选用用任任意意一一种种型型号号的的产产品品，可可选选择择余余地地大大。此此时时(c sh)PLC需需N+M根根连连线，因此连线复杂。线，因此连线复杂。第33页/共46页第三十四页，共46页。PLC在数控机床上的配置在数控机床上的配置(pizh)方式（方式（2）n n第第二二种种 采采用用(ciyng)(ciyng)内内装装PLCPLC。此此时时PLCPLC仅仅有有M M根根输输入入输输出出连连线线控控制制机机床床，而而PLCPLC与与数数控控系系统统之之间间的的信信息息交交换
33、换在在数数控控系系统统内内部部完完成成，因因此此连连线线少少，易于维修，成本也较低。易于维修，成本也较低。第34页/共46页第三十五页，共46页。PLC在数控机床上的配置在数控机床上的配置(pizh)方式（方式（3）n n第第第第三三三三种种种种 独独独独立立立立型型型型PLCPLC安安安安装装装装在在在在靠靠靠靠近近近近CNCCNC处处处处（或或或或使使使使用用用用内内内内置置置置PLCPLC），但但但但将将将将PLCPLC的的的的I IOO模模模模块块块块(m(m kui)kui)安安安安装装装装在在在在机机机机床床床床侧侧侧侧，PLCPLC与与与与I IOO模模模模块块块块(m(m ku
34、i)kui)之之之之间间间间使使使使用用用用远远远远程程程程I IOO通通通通信信信信线线线线连连连连接接接接（通通通通常常常常PLCPLC均均均均有有有有远远远远程程程程I/OI/O模模模模块块块块(m(m kui)kui)）。这这这这种种种种配配配配置置置置特特特特别别别别适适适适用用用用于于于于重重重重型型型型、大大大大型型型型机机机机床床床床，可可可可使使使使用用用用多多多多个个个个远远远远程程程程I IOO模模模模块块块块(m(m kui)kui)，各各各各远远远远程程程程I IOO模模模模块块块块(m(m kui)kui)安安安安装装装装在在在在靠靠靠靠近近近近各各各各自自自自的的
35、的的控控控控制制制制对对对对象象象象处处处处，从从从从而而而而减减减减少少少少和和和和缩缩缩缩短短短短了了了了连连连连线线线线，简简简简化化化化了了了了强强强强电电电电结构，提高了系统的可靠性。结构，提高了系统的可靠性。结构，提高了系统的可靠性。结构，提高了系统的可靠性。第35页/共46页第三十六页，共46页。PLC在数控机床上的配置在数控机床上的配置(pizh)方式（方式（4）n n第四种 使用(shyng)独立型PLC，但PLC与数控系统之间通过通信线连接，简化了连线，通信信息量也大大增加。第36页/共46页第三十七页，共46页。五、可编程控制器与外部五、可编程控制器与外部(wib)的信息
36、交换的信息交换第37页/共46页第三十八页，共46页。2PLC至机床至机床(jchung)（PLCMT）n n PLCPLC控控制制机机床床的的信信号号通通过过PLCPLC的的开开关关量量输输出出接接口口送送到到机机床床侧侧，所所有有开开关关量量输输出出信信号号的的含含义义及及所占用所占用(zhn yn(zhn yn)PLC)PLC的地址均可由的地址均可由PLCPLC程序设计者自行定义。程序设计者自行定义。n n举举例例 在在SINUMERIK SINUMERIK 810810数数控控系系统统中中，机机床床侧侧某某电电磁磁阀阀的的动动作作由由PLCPLC的的输输出出信信号号来来控控制制，设设该
37、该信信号号用用Q1Q14 4来来定定义义。该该信信号号通通过过I IOO模模块块和和I IOO端端子子板板输输出出至至中中间间继继电电器器线线圈圈，继继电电器器的的触触点点又又使使电电磁磁阀阀的的线线圈圈得得电电，从从而而控控制制电电磁磁阀阀的的动动作作。同同样样，Q1Q14 4信信号号可可在在PLC PLC STATUSSTATUS状态下，通过观察状态下，通过观察QBlQBl的第的第4 4位位“0”“0”或或“1”“1”来获知该输出信号是否有效。来获知该输出信号是否有效。第38页/共46页第三十九页，共46页。3CNC至至PLC（CNCPLC）n n CNC送至PLC的信息可由CNC直接送入
38、PLC的寄存器中，所有CNC送至PLC的信号含义和地址（开关量地址或寄存器地址）均由CNC厂 家 确 定，PLC编 程 者 只 可 使 用(shyng)，不可改变和增删。n n举例 数控指令的M、S、T功能，通过CNC译码后直接送入PLC相应的寄存器中。在SINUMERIK810数控系统中，M03指令经译码后，送入FY273寄存器中。第39页/共46页第四十页，共46页。4PLC至至CNC（PLCCNC）n nPLC送至CNC的信息也由开关量信号或寄存器完成，所有PLC送至CNC的信号地址与含义由CNC厂家确定(qudng)，PLC编程者只可使用，不可改变和增删。n n举例 SINUMERIK
39、 810数控系统中，Q108.5为PLC至CNC的进给使能信号。第40页/共46页第四十一页，共46页。六、数控机床六、数控机床(sh kn j chun)用可编用可编程控制器功能程控制器功能第41页/共46页第四十二页，共46页。1 1S S功能功能(gngnng)(gngnng)处理处理 n n主主轴轴转转速速可可以以用用S S 2 2位位代代码码或或S S 4 4位位代代码码直直接接指指定定。例例如如：某某数数控控机机床床的的主主轴轴最最高高转转速速为为4000r4000rminmin，最最低低转转速速为为50r50rminmin，若若用用S S 4 4位位代代码码，CNCCNC送送出出
40、S4S4位位代代码码至至PLCPLC，将将进进行行二二十十进进制制数数转转换换，然然后后进进行行限限位位，当当S S代代码码大大于于40004000时时限限制制S S为为40004000，当当S S代代码码小小于于5050时时，限限制制S S为为5050，此此数数值值送送到到D DA A转转换换器器，转转换换成成50504000r4000rminmin相相对对应应的的输输出出电电压压，作作为为转转速速指指令令(zhlng)(zhlng)控控制制主主轴轴的的转转速速；若若用用S2S2位位代代码码指指定定主主轴轴的的转转速速，应应首首先先制制定定S2S2位位代代码码与与主主轴轴转转速速的的对对应应
41、表表，CNCCNC输输出出S2S2位代码进入位代码进入PLCPLC，经过一系列处理，很容易实现对主轴转速的控制。，经过一系列处理，很容易实现对主轴转速的控制。第42页/共46页第四十三页，共46页。T功能功能(gngnng)处理处理 n n数控机床通过PLC可管理刀库，特别是对加工中心的自动换刀带来了很大的方便(fngbin)。处理的信息包括选刀方式，刀具累计使用的次数，刀具剩余寿命和刀具刃磨次数等。第43页/共46页第四十四页，共46页。M功能功能(gngnng)处理处理 n nM功能是辅助功能，根据不同的M代码，可控制主轴的正、反转和停止，主轴齿轮箱的换档变速，主轴准停，切削液的开、关，卡盘的夹紧(ji jn)、松开及换刀机械手的取刀、归刀等动作。第44页/共46页第四十五页，共46页。思考思考(sko)与练习：与练习：n n说明数控机床用可编程控制器的基本工作过程？如何理解“扫描工作方式”？n n数控机床用可编程控制器与外设间存在哪些信息交换？哪些信号通过PLC的“I口”，哪些信号通过PLC的“O口”？n n数控机床用可编程控制器主要实现(shxin)哪些功能？第45页/共46页第四十六页，共46页。