用C语言编写华中数控铣床PLC程序.doc

如何用C语言编写华中数控系统PLC程序一、铣床内置式PLC的结构华中数控铣削数控系统的PLC为内置式PLC，其逻辑结构如图1所示。图1 华中数控系统内置式PLC的逻辑结构其中：X寄存器为机床输出到PLC的开关信号，最大可有128组(或称字节，下同)；Y寄存器为PLC输出到机床的开关信号，最大可有128组；R寄存器为PLC内部中间寄存器，共有768组；G寄存器为PLC输出到计算机数控系统的开关信号，最大可有256组；F寄存器为计算机数控系统输出到PLC的开关信号，最大可有256组；P寄存器为PLC外部参数，可由机床用户设置(请运行参数子菜单中的PMC用户参数命令)，共有100组；B寄存器为断电保护信息，共有100组。X、Y寄存器会随不同的数控机床而有所不同，主要和实际的机床输入/输出开关信号(如限位开关、控制面板开关)有关。但X、Y寄存器一旦定义好，软件就不能更改其寄存器各位的定义；如果要更改，必须更改相应的硬件接口或接线端子。R寄存器是PLC内部的中间寄存器，可由PLC软件任意使用。G、F寄存器由数控系统与PLC事先约定好的，PLC硬件和软件都不能更改其寄存器各位(bit)的定义。P寄存器可由PLC程序与机床用户任意定义。二、铣床内置式PLC的软件结构及其运行原理和一般C语言程序都必须提供main()函数一样，用户编写内置式PLC的C语言程序必须提供如下系统函数定义及系统变量值：extern void init(void);/初始化PLCextern unsigned plc1_time;/函数plc1()的运行周期，单位：毫秒extern void plc1(void);/PLC程序入口1extern unsigned plc2_time;/函数plc2()的运行周期，单位：毫秒extern void plc2(void);/PLC程序入口2其中，1. 函数init()是用户PLC程序的初始化函数，系统将只在初始化时调用该函数一次。该函数一般设置系统MSBT功能的响应函数及系统复位的初始化工作；2. 变量plc1_time及plc2_time的值分别表示plc1()、plc2()函数被系统周期调用的周期时间，单位：毫秒。系统推荐值分别为16毫秒及32毫秒，即plc1_time=16, plc2_time=32；3. 函数plc1()及plc2()分别表示数控系统调用PLC程序的入口，其调用周期分别由变量plc1_time及plc2_time指定。系统初始化PLC时，将调用PLC提供的init()函数(该函数只被调用一次)。在系统初始化完成后，数控系统将周期性地运行如下过程：1. 从硬件端口及数控系统成批读入所有X、F、P寄存器的内容；2. 如果plc1_time所指定的周期时间已到，调用函数plc1()；3. 如果plc2_time所指定的周期时间已到，调用函数plc2()；4. 系统成批输出G、Y、B寄存器。因此，用户提供的plc1()函数及plc2()函数必须根据X及F寄存器的内容正确计算出G及Y寄存器的值。三、PLC程序的编写及其编译最简单的PLC程序只要包含系统必须的几个函数和变量定义即可编译运行(当然它什么事也不能做)。假设我们建立一个文本文件并命名为plc_null.cld，其文件内容为：/plc_null.cld:/PLC程序空框架，保证可以编译运行，但什么功能也不提供/版权所有2000，武汉华中数控系统有限公司，保留所有权利。/ email: / tel: +86-27-87545256,87542713fax: +86-27-87545256,87542713/最后更改日期: 2000.10.31/作者：阳道善email: yangHuazhongCNC.com/#include plc.h /PLC系统头文件void init()/初始化PLCvoid plc1(void) /PLC程序入口1plc1_time=16;void plc2(void); /PLC程序入口2plc2_time=32;如果您安装了MSDOS6.22及Borland C+3.1软件，在铣床数控系统的PLC目录下，输入如下命令：C:hcnc2000plcmakeplc plc_null系统会响应： 1 file(s) copiedMAKE Version 3.6 Copyright (c) 1992 Borland InternationalAvailable memory 64299008 bytes bcc +plc.CFG -S plc.cldBorland C+ Version 3.1 Copyright (c) 1992 Borland Internationalplc.cld: Available memory 4199568 TASM /MX /O plc.ASM,plc.OBJTurbo Assembler Version 3.1 Copyright (c) 1988, 1992 Borland InternationalAssembling file: plc.ASMError messages: NoneWarning messages: NonePasses: 1Remaining memory: 421k tlink /t/v/m/c/Lc:BC31LIB MAKE0000.$Turbo Link Version 5.1 Copyright (c) 1992 Borland InternationalWarning: Debug info switch ignored for COM files 1 file(s) copied并且又回到DOS提示符下：C:hcnc2000plc这时表示我们的第一个PLC程序编译成功。编译结果为文件plc_。然后，我们可以更改我们的铣床软件系统配置文件NCBIOS.CFG，并加上如下一行文本让系统启动时加载我们新近编写的PLC程序：device=c:hcnc2000plcplc_以上就是在华中数控系统平台上编写并编译C语言PLC程序的全过程，非常简单。下面，让我们多做一点工作。假设我们在用户按下操作面板的“循环起动”键时，点亮“+X点动”灯。(让我们再一次假定“循环起动”键的输入点为X0.0，“+X点动”灯的输出点位置为Y0.7。)更改plc_null.cld文件的plc1()函数如下：void plc1(void) /PLC程序入口1plc1_time=16;if ( X0 & 0x01 )Y0 |= 0x80;elseY0 &= 0x80;重新输入命令makeplc plc_null，并将编译所得的文件plc_放入NCBIOS.CFG所指定的位置，重新起动铣床数控系统后，当我们按下“循环起动”键时，“+X点动”灯应该被点亮。更复杂的PLC程序，可参考您所在数控系统PLC目录下的*.CLD文件，其中应该有一个是您数控系统的PLC源程序(前提是您已定购数控系统的PLC源程序)。四、铣床内置式PLC的F、G、B寄存器的约定操作及接口函数说明前面已讲过，PLC的G及F寄存器是数控系统与PLC约定好的，用户不可随便更改其寄存器各位(bit)的含义。为方便用户编程及记忆，系统提供如下宏及函数供用户使用。(建议用户仔细阅读最后一节提供的系统函数C程序实现源代码，学会如何使用系统提供的宏及函数。)1. 对于各寄存器的访问，系统提供如下变量供用户灵活使用/以下外部变量声明都指向同一块内存，即PLC中间寄存器R，共有768个字节extern unsigned charR_uc;/以无符号字符型存取R寄存器extern charR_c;/以字符型存取R寄存器extern unsignedR_ui;/以无符号整型存取R寄存器extern intR_i;/以整型存取R寄存器extern unsigned longR_ul;/以无符号长整型存取R寄存器extern longR_l;/以长整型存取R寄存器extern unsigned charR;/以无符号字符型存取R寄存器/同理，和R寄存器一样，系统提供如下变量定义供用户灵活使用，其中：/ _uc表示以无符号字符型存取PLC寄存器/ _c代表以字符型存取PLC寄存器_ui代表以无符号整型存取PLC寄存器/_i代表以整型存取PLC寄存器_ul代表以无符号长整型存取PLC寄存器/_l代表以长整型存取PLC寄存器extern unsigned charX_uc, Y_uc, *F_uc, *G_uc, P_uc, B_uc;extern charX_c, Y_c, *F_c, *G_c, P_c, B_c;extern unsignedX_ui, Y_ui, *F_ui, *G_ui, P_ui, B_ui;extern intX_i, Y_i, *F_i, *G_i, P_i, B_i;extern unsigned longX_ul, Y_ul, *F_ul, *G_ul, P_ul, B_ul;extern longX_l, Y_l, *F_l, *G_l, P_l, B_l;extern unsigned charX, Y;extern unsigned*F, *G, P, B; 2. 对于F寄存器(请注意F、G均为地址指针)，系统提供如下宏定义，供用户使用：2.1 轴状态字#defineaxis_stat(x)(F_ui(x)*10)/轴状态字，共16位(bit)其中宏参数x表示轴号，其值可为0,1,2,15，即系统最大可有16个轴。其中各位的含义定义如下：#defineAX_SLSP0x0001/轴正极限到#defineAX_SLSN0x0002/轴负极限到#defineAX_HOME_LAMP0x0004/轴正在回零#defineAX_CMP_LAMP0x0008/轴正在进行间隙或螺距补偿#defineAX_HOME_FIN0x0010/回零结束#defineAX_FSTOP_LAMP0x0020/轴已精确定位停止#defineAX_HOME_GOING0x0040/轴正在回零#defineAX_MOVING_LAMP0x0080/轴正在移动#defineAX_UNLINK_LAMP0x0100/轴非连接状态指示#defineAX_FAIL_LAMP0x0200/失败指示灯#defineAX_ALARM0x0400/警报#defineAX_COORD_SETUP0x0800/轴已回零，坐标系已建立#defineAX_SV_ENBL0x1000/轴伺服使能允许#defineAX_READY0x2000/轴就绪#defineAX_ONLINE0x4000/轴联机#defineAX_EXIST0x8000/轴存在例：unsigned int u1=*axis_stat(i);/轴状态if (u1&AX_EXIST) =0) / 轴不存在2.2 轴移动的指令位置，单位：内部脉冲当量#defineaxis_pout(x)(F_l(x)*10+1)/轴的输出位置其中宏参数x表示轴号，其值可为0,1,2,15，即系统最大可有16个轴。例，取某轴当前位置的函数可用C语言表述如下：long get_axis_pos(int axis)long l;asm clil=*axis_pout(axis)+(*axis_pic_a(axis);asm stireturn l;2.3 轴当前的实际位置，单位：内部脉冲当量#defineaxis_pact(x)(F_l(x)*10+3)/轴的实际位置其中宏参数x表示轴号，其值可为0,1,2,15，即系统最大可有16个轴。2.4 轴当前移动速度，单位：脉冲当量/插补周期#defineaxis_speed(x)(F_i(x)*10+5)/轴移动速度其中宏参数x表示轴号，其值可为0,1,2,15，即系统最大可有16个轴。2.5 轴的负载电流，只对华中11型伺服有效，请参见HCNC2000常见问题解答#defineaxis_current(x)(F_i(x)*10+6)/轴的负载电流其中宏参数x表示轴号，其值可为0,1,2,15，即系统最大可有16个轴。2.6 轴的最大速度，可在参数中设置#defineaxis_vmax(x)(F_i(x)*10+7)/轴的最大速度其中宏参数x表示轴号，其值可为0,1,2,15，即系统最大可有16个轴。例，设置某一个轴步进的函数可用C语言表达如下：void set_axis_step(int axis,long displacement) long l,l1,v,v1; if(displacement=0) return; asm cli l=*axis_pic_a(axis)+displacement; l1=abs(l); v=l1/200*(*sys_iip_time(); v1=*axis_vmax(axis); if(vv1) v=v1; if(vv1) v=v1; if(v0) if(ll1) l=l1; else if(-ll1) l=-l; *axis_pic_a(axis)=l; asm sti se