数控机床应用技术3

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1、3.1PLC概述3.2PLC的基本应用知识3.3数控机床PLC系统的设计及调试3.4数控机床PLC应用实例3.1PLC概述3.1.1PLC的特点与分类3.1.2PLC的组成及工作方式3.1.4梯形图和语句表3.1.3常见的编程语言3.1.1PLC的特点与分类PLC的特点(1)PLC是一种专用于工业顺序控制的微机系统。(2)PLC是专为在恶劣的工业环境下使用而设计的，所以具有很强的抗干扰能力。(3)结构紧凑、体积小，很容易装入机床内部或电气箱内，便于实现动作复杂的控制逻辑和数控机床的机电一体化。(4)采用梯形图编程方式。(5)PLC可与编程器、个人计算机等连接，可以很方便地实现程序的显示、编

2、辑、诊断、存储和传送等操作。3.1.1PLC的特点与分类PLC的分类PLC的产品很多，型号规格也不统一，可以从结构、原理、规模等方面分类。从数控机床应用的角度分，可编程控制器可分为两类：一类是CNC的生产厂家将数控装置(CNC)和PLC综合起来而设计的“内装型”(Build—inType)PLC；另一类是专业的PLC生产厂家的产品，它们的输入／输出信号接口技术规范、输入／输出点数、程序存储容量以及运算和控制功能均能满足数控机床的控制要求，称为“独立型”(Sand—aloneType)PLC。内装型PLC独立型PLC内装型PLC内装型PLC从属于CNC装置，PLC与CNC装置之间的信号传送在

3、CNC装置内部即可实现。PLC与数控机床之间则通过CNC输入／输出接口电路实现信号传送。特点：(1)内装型PLC实际上是CNC装置带有的PLC功能。(2)内装型PLC系统适用于单机数控设备的应用场合。(3)内装型PLC可与CNC共用CPU，也可以单独使用一个CPU。(4)采用内装型PLC结构，CNC系统可以具有某些高级控制功能。世界著名的CNC系统厂家在其生产的CNC产品中，大多开发了内装型PLC功能。系统框图内装型PLC的CNC系统框图独立型PLC又称外装型或通用型PLC。对数控机床而言，独立型PLC独立于CNC装置，具有完备的硬件结构和软件功能，能够独立完成规定的控制任务。采用独立型P

4、LC的数控系统框图。特点：(1)独立型PLC具有CPU及其控制电路，系统程序存储器、用户程序存储器、输入／输出接口电路、与编程器等外部设备通信的接口和电源等基本功能结构。(2)独立型PLC一般采用积木式模块结构或插板式结构，各功能电路多做成独立的模块或印刷电路插板，具有安装方便、功能易于扩展和变更的优点。(3)性能／价格比不如内装型PLC。独立型PLC系统框图独立型PLC的CNC系统框图3.1.2PLC的组成及工作方式PLC的组成微处理器(CPU)、存储器、用户输人／输出部分、输入／输出扩展接口、外围设备以及电源等。对于内装型PLC，CPU、存储器、外围设备、电源等部分一般与CNC装置共用

5、。各组成部分的功能(1)CPU与通用微机CPU一样，它是PLC的核心。(2)PLC有系统存储器和用户存储器，前者用作存储监控程序、模块化应用子程序和各种系统参数等。后者用作存放用户程序。(3)用户输入／输出部分包括输入／输出接口，输入／输出控制电路及隔离电路等，用作PLC与外部输入／输出设备进行连接。(4)当主机默认的I／O点数不够时，可选配I／O扩展模块，但不能单独使用。(5)外围设备根据PLC的型号与厂家的不同，可配置编程设备、程序写入器、用户程序卡、磁带机、打印机、A／D、D／A、高速计数器、RS232／485通信接口、光纤通信接口等。3.1.2PLC的组成及工作方式PLC的工作方式

6、PLC的基本工作方式是顺序执行用户程序，每一时钟周期执行一条指令。对用户程序的执行一般有循环扫描和定时扫描两种，扫描过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。扫描过程(1)输入采样阶段。PLC在输入采样阶段以扫描方式顺序读人所有输入端子的状态，存人输人寄存器，接着转入程序执行阶段。(2)程序执行阶段。PLC在程序执行阶段中顺序对每条指令进行扫描。先从输人寄存器读人所有输入端子的状态。若程序中规定要读人某输出状态，则也在此时读入。然后进行逻辑运算，最后将结果送人输出寄存器。(3)输出刷新阶段。所有指令执行完毕后，将输出寄存器中所有的输出状态送到输出电路，成为PLC的实际输

7、出。PLC执行完上述的三个阶段称为一个扫描周期。3.1.3常见的编程语言常见的编程语言梯形逻辑图(LAD)指令语句表(STL)计算机的通用语言3.1.4梯形图和语句表梯形图(1)梯形图的结构是采用“触点”、“线圈”(或称继电器线圈)、“功能图”等图形符号表达输出与输入的逻辑关系。(2)梯形图是沿从上到下、从左到右，一个梯级一个梯级地顺序进行工作，当执行至顺序程序结束时，又返回开头重复执行。(3)高级顺序和低级顺序。应把需