第4章-数控逻辑控制与通信

1第四章数控系统的逻辑控制与通信4.1数控系统的PLC原理4.2

PLC在数控机床上的应用4.3数控机床通信及接口4.4高速伺服总线及接口第一页，共八十一页。24.1数控系统的PLC原理4.2

PLC在数控机床上的应用4.3数控机床通信及接口4.4高速伺服总线及接口第二页，共八十一页。31968年，美国通用汽车制造公司（GM），为适应汽车型号的不断翻新，试图寻找一种新型的工业控制器，以尽可能减少重新设计和更换继电器控制系统的硬件及接线、减少时间，降低成本。因而设想把计算机的完备功能、灵活及通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种适合于工业环境的通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，使不熟悉计算机的人能方便地使用。1969年，美国数字设备公司（GEC）首先研制成功第一台可编程序控制器，并在通用汽车公司的自动装配线上试用成功，从而开创了工业控制的新局面。

4.1数控系统的PLC原理第三页，共八十一页。44.1.1PLC的结构组成和工作原理输入模块电源模块系统程序存储器CPU用户程序存储器外围接口模块输出模块X执行机构扩展模块编程器传感器一、结构组成一般由CPU、存储器、输入/输出接口模块、外围接口模块及编程器、扩展接口和扩展模块等可选部件几大部分组成，如下所示：4.1数控系统的PLC原理第四页，共八十一页。5整体式PLC扩展模块输入端子输出端子编程器人机界面4.1数控系统的PLC原理第五页，共八十一页。6模块式PLC4.1数控系统的PLC原理第六页，共八十一页。7二、PLC的编程语言3.3可编程控制器PLC简介不熟悉计算机的机械工程师Y1X2Y1Y1T1Y2T1K15X3X1梯形图（Ladder）~220VKM1PB2PB1KM1KM1KT1KM2KT1KA1电器原理图第七页，共八十一页。8指令语言执行顺序：

从上到下、从左到右LDX1ORY1ANIX2OUT Y1LDY1ANDX3OUTT1K15LDT1OUTY2Y1X2Y1Y1T1Y2T1K15X3X1梯形图（Ladder）4.1数控系统的PLC原理第八页，共八十一页。9三、PLC梯形图的设计原理输入映像寄存器输入接口电路输出映像寄存器输出状态锁存器控制程序输出接口电路关键：用串行执行的程序，来模拟并行电路，只能将连续变量离散处理，截取某一时刻的状态，作为输入的映像，按用户设计逻辑，计算该时刻输出的映像，在运算过程中，输入的映像保持不变，每个程序循环周期结束，在将输出映像输出到状态锁存器，再次读输入端子的状态到到输入映像寄存器，进行下个周期的运算。4.1数控系统的PLC原理第九页，共八十一页。10PLC控制程序的执行流程定时中断定时标志1返回开始初始化(禁止所有输出)定时标志=0？高速响应读输入到映像寄存器逻辑运算及控制输出到输出锁存器YN定时标志04.1数控系统的PLC原理第十页，共八十一页。11四、电器原理图和梯形图的差别~220VKM1PB2PB1KM1KM1KT1KM2KT1KA11.电器原理图是并行电路。没有先后之分，而梯形图的执行是有先后顺序的，次序不同，执行结果不同。2.梯形图设计中加入了很多计算机语言类的运算指令和功能指令，使设计更灵活、方便。3.梯形图设计中输入、输出和软元件（内部辅助继电器）可无限次作为运算条件使用。电器原理图4.1数控系统的PLC原理第十一页，共八十一页。124.1数控系统的PLC原理4.2

PLC在数控机床上的应用4.3数据通信及接口4.4高速伺服总线及接口第十二页，共八十一页。13

随着电子技术的发展，PLC已发展成为工控领域中应用非常广泛通用控制器。除了原来开关量的逻辑控制，其控制功能已扩展到数据运算（包括浮点运算）、模拟量回路控制、运动控制等。并可实现自动化网络控制。其正式名称为“可编程序控制器”（ProgramableController）,简称PC。为避免和个人计算机混淆，大多数人仍称其为“PLC”。数控系统的PLC有两种形式，一种是嵌入式PLC，一种是独立式PLC。数控系统中，很多模拟量的控制（如温度、压力等）都是通过PLC的模拟量控制模块来实现的。有些数控系统的热误差补偿，就是通过PLC来实现的。如西门子840D。

4.2PLC在数控机床上的应用第十三页，共八十一页。14指令位置显示位置电机指令位置运动控制K0、tanβ、P0位置反馈+-PLC温度采集西门子840D的热误差补偿模块结构框图4.2PLC在数控机床上的应用第十四页，共八十一页。15K0(T)：与坐标位置无关的变形量（如主轴的膨胀、偏斜），随主轴温度、刀具长度的变化而变化。通过梯形图程序，建立变形量与温度、刀具参数的关系，实现热误差补偿。ZYdy1dz1ZYdz2Dz2=(Pz-Pz0)*tanβ(T)与机床位置无关的热变形与机床位置相关的热变形4.2PLC在数控机床上的应用第十五页，共八十一页。16一、PLC在数控机床上配置方式PLC在机床侧代替传统的继电器逻辑系统，有m+n个输入输出点PLC在CNC控制柜中，有m个输入输出点，元器件数目少，易于维修，成本低。PLC在控制柜中，输入输出接口在机床一侧，中间用一个光缆通信。4.2PLC在数控机床上的应用第十六页，共八十一页。17

机床侧的开关量信号通过I／O单元接口输入至PLC中，除极少数信号外，绝大多数信号的含义及所占用PLC的地址均可由PLC程序设计者自行定义。二、PLC与外部的信息交换1、机床到PLC(MT→PLC)4.2PLC在数控机床上的应用第十七页，共八十一页。18

PLC控制机床的信号通过PLC的开关量输出接口送到机床侧，所有开关量输出信号的含义及所占用PLC的地址均可由PLC程序设计者自行定义。举例在SINUMERIK810数控系统中，机床侧某电磁阀的动作由PLC的输出信号来控制，设该信号用Q1．4来定义。该信号通过I／O模块和I／O端子板输出至中间继电器线圈，继电器的触点又使电磁阀的线圈得电，从而控制电磁阀的动作。同样，Q1．4信号可在PLCSTATUS状态下，通过观察QBl的第4位“0”或“1”来获知该输出信号是否有效。2、PLC到机床(PLC→MT)4.2PLC在数控机床上的应用第十八页，共八十一页。19CNC送至PLC的信息可由CNC直接送入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，不可改变和增删。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FY27．3寄存器中。3、CNC到PLC(CNC→PLC)4.2PLC在数控机床上的应用第十九页，共八十一页。20PLC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，PLC编程者只可使用，不可改变和增删。举例

SINUMERIK810数控系统中，Q108.5为PLC至CNC的进给使能信号。4、PLC到CNC(PLC→CNC)4.2PLC在数控机床上的应用第二十页，共八十一页。21主轴转速可以用S2位代码或S4位代码直接指定。例如某数控机床的主轴最高转速为4000r／min，最低转速为50r／min，若用S4位代码，CNC送出S4位代码至PLC，将进行二——十进制数转换，然后进行限位。当S代码大于4000时限制S为4000，当S代码小于50时，限制S为50，此数值送到D／A转换器，转换成50～4000r／min相对应的输出电压，作为转速指令控制主轴的转速；若用S2位代码指定主轴的转速，应首先制定S2位代码与主轴转速的对应表，CNC输出S2位代码进入PLC，经过一系列处理，很容易实现对主轴转速的控制。三、数控机床的PLC功能1、S功能处理4.2PLC在数控机床上的应用第二十一页，共八十一页。22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。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。2、T功能处理3、M功能处理M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、松开及换刀机械手的取刀、归刀等动作。4.2PLC在数控机床上的应用第二十二页，共八十一页。234.1数控系统的PLC原理4.2

PLC在数控机床上的应用4.3数控机床通信及接口4.4高速伺服总线及接口第二十三页，共八十一页。244.3数控机床通信及接口4.3.1机床I/O接口功能：用来接收机床操作面板上的开关、按钮信号及机床的各种限位开关信号；且用来把机床工作状态指示灯信号送到机床操作面板，把控制机床动作的信号送到接触器、电磁阀等执行元件。要求：1）进行必要电隔离，防止干扰信号串入，防止高压串入对CNC装置的损坏；

2）进行电平转换和功率放大。第二十四页，共八十一页。251.输入接口电路设计

输入接口形式：

a)隔离型、非隔离型

b)直流、交流

直流隔离型：源型、漏型漏型无触点开关源型无触点开关单向光耦双向光耦高速光耦4.3数控机床通信及接口第二十五页，共八十一页。26输入接口电路漏型输入接口典型电路VccVccVcc4.3数控机床通信及接口第二十六页，共八十一页。27输入接口电路源型输入接口典型电路VccVccVcc4.3数控机床通信及接口第二十七页，共八十一页。28CPLD/FPGA总线输入缓冲电路DAWRRDCPU译码电路OE选通控制74244QI0[0..7]I1[0..7]I2[0..7]总线4.3数控机床通信及接口第二十八页，共八十一页。29触点输入电路的防抖与滤波闭合稳定开关闭合前沿抖动后沿抖动

机械开关又成为有触点开关,在开关的闭合和断开过程中，由于机械弹簧的作用，普遍存在抖动现象。

“去抖”方法：

1.硬件滤波：滤波时间常数固定，软件简单。

2.软件滤波：滤波时间常数可设，应用灵活，程序复杂。

3.定周期扫描：一种最简单的软件滤波。4.3数控机床通信及接口第二十九页，共八十一页。30光耦的响应延时适当减小光耦回路中的电流，可减小tOFF总电流保持不变，保证抗干扰性。4.3数控机床通信及接口第三十页，共八十一页。31高速光耦可用于数字式位置反馈接口电路4.3数控机床通信及接口第三十一页，共八十一页。32外部开关的选择

开关形式：常开、常闭设计思路：当外部线路故障时，系统的安全性限位开关、急停、停止、安全保护开关等应选择常闭开关。虽然这些开关非常重要，但仍属于低速信号，尽量不要让它们占用系统的中断资源!!!

启动按钮等通常选择常开开关4.3数控机床通信及接口第三十二页，共八十一页。332输出接口电路设计类型：

1继电器输出控制电流一般<2A；直流30V、交流220V；有触点类型，响应延时约10ms,触点寿命约100万次（与电流有关）

2晶体管输出用于直流控制回路，有源型和漏型之分；相应速度快，一般<1ms；有发热现象，允许电流不大，一般<0.5A3固态继电器（SSR）输出

有直流、交流之分；无触点；相应速度较快；有漏电流；

4.3数控机床通信及接口第三十三页，共八十一页。34输出锁存电路CPLD/FPGA74374Swr0Swr1Q0[0..7]Q1[0..7]DQclkDQclk译码电路DAWRRDCPU总线4.3数控机床通信及接口第三十四页，共八十一页。35a)光耦输出驱动与隔离尽量避免5V大电流直接驱动，尽量采样光耦隔离。Vcc+24V0V负载锁存器特点：响应速度快，抗干扰性好，简单，便宜。

可用于驱动小功率负载

如：指示灯、伺服电机的控制信号、小型继电器等。4.3数控机床通信及接口第三十五页，共八十一页。36b)继电器输出驱动电路3.4.1机床I/O接口

特点：有触点类型，隔离性能好，触点允许电流较大，交直流都适用。

可用于驱动较大功率负载，如：接触器、电磁阀、灯泡等。Vcc+24V0V锁存器~220VVcc+24V0V锁存器第三十六页，共八十一页。37c)SSR输出电路

固态继电器内部有光耦隔离，通过输入信号电流控制输出，电流范围一般为：0.5-20mA(因厂家而异)。In+In-OutOutVccSSR有直流和交流2种型式，交流型有过零型和调相型之分过零型交流SSR控制波形调相型交流SSR控制波形4.3数控机床通信及接口第三十七页，共八十一页。38SSR输出的特点：无触点输出，没有火花，寿命长。有一定的漏电流。直流SSR的响应延时较小，交流关断延时较大。且延时时间不确定。耐压要求较高，超过允许电压会导致SSR损坏。在驱动感性负载时，要注意增加RC吸收回路，减小感应电压，保护SSR。In+In-Out~Out~Vcc4.3数控机床通信及接口第三十八页，共八十一页。39串行通信：将数据按顺序分解为一位（或几位，一般不大于4位）的序列，按顺序传送。优点：传送线路简单，成本低，传送距离长缺点：传送速度比并行通信低，通信协议复杂。随着现代电子技术的发展，传送速度越来越快，应用越来越广泛。如RS232C、RS422、RS485、USB、1394、Profibus、SERCOS、各种网络等。1.串行通讯的一般概念4.3.2串行数据通信及接口4.3数控机床通信及接口并行通信:

数据的各位同时传送。优点：传送速度快缺点：数据线多，成本较高，且由于并行数据传输线的耦合和共模干扰，传输距离短。主要应用于数据传送量很大的场合，如打印机，液晶屏等。随着现代电子技术的发展，并行通信的应用在逐渐减少。第三十九页，共八十一页。40AB单工通信AB双工通信半双工通信AB主站从站1从站2从站N…多机通信点-点通信4.3数控机床通信及接口第四十页，共八十一页。41传输介质双绞线光纤同轴电缆4.3数控机床通信及接口第四十一页，共八十一页。42平衡和非平衡线路非平衡线路（单端收发器）平衡线路（差分收发器）4.3数控机床通信及接口第四十二页，共八十一页。43异步串行通信在异步通信中，没有统一的时钟信号，各设备使用自己的时钟信号,各设备时钟必须在频率上保证一致（误差允许范围很小），每个传送字节必须用其始位来同步时钟，用1~2个停止位来表示传送字节的结束。由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位等4部分组成的串行数据称为字符帧（CharacterFrame）也叫数据帧。

异步通信的优点是不需要传送同步时钟，字符帧长度不受限制，故设备简单。缺点是字符帧中因包含起始位和停止位而降低了有效数据的传输速率。D0PD1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3…起始位空闲位停止位

异步串行通信的字符帧格式4.3数控机床通信及接口第四十三页，共八十一页。44起始位检测

异步通信中，每秒钟传送二进制数码的位数为波特率(BaudRate),单位为bps。异步串行通信的收发设备，必须使用相同的波特率。异步通信设备，都具有自己的波特率时钟发生器，其时钟频率一般为波特率的16倍，在检测到起始时位跳变时，接收方同步其接收时钟，然后，间隔24个时钟，检测第一个数据位，以后每间隔16个时钟检测一位，直到停止位，1帧数据结束。用起始位同步接受时钟，消除了时钟误差的累积，降低了对收发时钟频率的一致性要求，一般，时钟误差<3%即可。

发送时钟接收时钟数据读取第1个数据位读取第2个数据位4.3数控机床通信及接口第四十四页，共八十一页。45同步通信

在通信的设备中,采用相同的时钟信号,这个时钟信号可以由单独的硬件线路来实现，如：I2C、SPI、LVDS、EnDat等。

同步时钟还可以采样复用方式，通过发送特定的同步位或字符来统一双方时钟，进而达到收发的同步。有三种同步串行链路层协议:面向字符的同步协议、面向位的同步协议、面向字节计数的同步协议。00111101clkdata3.4.2串行数据通信及接口起始符地址域8/16位控制域8/16位CRC16位结束符数据域K*8/16位面向位的同步协议传输帧格式若数据域中出现连续5个1时，自动插入一个0第四十五页，共八十一页。46数据通信Data写信人邮局运输部门收信人邮局甲地乙地4.3数控机床通信及接口第四十六页，共八十一页。47应用层OSI=OpenSystemInterconnedcionreferencemodel表示层会话层传输层网络层链路层物理层H7datadata应用层协议表示层协议会话层协议传输层协议网络层协议链路层协议物理层协议dataH7H7H6H6H5dataH7H6H5H4dataH7H6H5H4H3dataH7H6H5H4H3H2T2dataH7H6H5H4H3H2T2报文(M)报文(M)报文(M)报文(M)分组(P)帧(F)位流3.4.2串行数据通信及接口2OSI参考模型第四十七页，共八十一页。48

传输层数据链路层网络层物理层会话层表示层应用层应用层（高层）高层的功能为处理用户接口、数据格式及应用访问。主要由操作系统实现数据流层（低层）定义了数据如何在网络传输介质之间传送，及数据如何通过网线和网络设备传输到期望的终端4.3数控机床通信及接口第四十八页，共八十一页。493.4.2串行数据通信及接口应用层物理层

数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层物理层

数据链路层网络层传输层会话层表示层发送进程接收进程物理层

数据链路层网络层主机A主机B路由器路由器物理层

数据链路层网络层通信子网物理介质物理介质物理通信网络通信子系统第四十九页，共八十一页。505432154321计算机

1AP2AP1计算机

2应用程序数据应用层首部H5101比特流110101110101注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次应用程序数据H5应用程序数据H4H5应用程序数据H3H4H5应用程序数据H4传输层首部H3网络层首部H2链路层首部T2链路层尾部计算机1向计算机2发送数据4.3数控机床通信及接口第五十页，共八十一页。515432154321计算机

1AP2AP1计算机

2101比特流110101110101计算机2的物理层收到比特流后交给数据链路层H2T2H3H4H5应用程序数据计算机1向计算机2发送数据4.3数控机床通信及接口第五十一页，共八十一页。52H3H4H5应用程序数据5432154321计算机

1AP2AP1计算机

2数据链路层剥去帧首部和帧尾部后把帧的数据部分交给网络层H2T2H3H4H5应用程序数据计算机1向计算机2发送数据4.3数控机床通信及接口第五十二页，共八十一页。53H4H5应用程序数据H3H4H5应用程序数据5432154321计算机

1AP2AP1计算机

2网络层剥去分组首部后把分组的数据部分交给运输层计算机1向计算机2发送数据4.3数控机床通信及接口第五十三页，共八十一页。54H5应用程序数据H4H5应用程序数据5432154321计算机

1AP2AP1计算机

2运输层剥去报文首部后把报文的数据部分交给应用层计算机1向计算机2发送数据4.3数控机床通信及接口第五十四页，共八十一页。55应用程序数据H5应用程序数据5432154321计算机

1AP2AP1计算机

2应用层剥去应用层PDU首部后把应用程序数据交给应用进程计算机1向计算机2发送数据4.3数控机床通信及接口第五十五页，共八十一页。565432154321计算机

1AP2AP1计算机

2我收到了

AP1

发来的应用程序数据！计算机1向计算机2发送数据4.3数控机床通信及接口第五十六页，共八十一页。57应用层OSI参考模型传输层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层网络接口层互联网络层网络协议层网络访问层TCP/IP体系结构telnetDNSSMTPothersTCPUDPIPICMPARPIARPEthernetTokenRingPDNSNMPTFTPTCP/IP体系结构4.3数控机床通信及接口第五十七页，共八十一页。58以太网数据帧格式前导码 7字节帧起始定界符 1字节 标明下一个字节为目的MAC字段目的MAC地址 6字节源MAC地址 6字节类型/长度 2字节数据 46~1500字节帧校验序列 4字节4.3数控机床通信及接口第五十八页，共八十一页。594.1数控系统的PLC原理4.2

PLC在数控机床上的应用4.3数控机床通信及接口4.4高速伺服总线及接口第五十九页，共八十一页。60

常用高速伺服总线4.4高速伺服总线及接口PROFIBUS/PROFINET西门子FSSB发那科SERCOS欧洲Metrolink安川EtherCAT德国倍福第六十页，共八十一页。611、PROFIBUS和PROFINETPROFIBUS是德国标准(DIN19245)和欧洲标准(EN50170)的现场总线标准，1999年成为国际标准（IEC61158-3）。以Siemens公司为主要支持，由PROFIBUS－DP、PROFIBUS－FMS、PROFIBUS－PA系列组成。DP用于分散外设间高速数据传输，适用于加工自动化领域。FMS适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等。PA用于过程自动化的总线类型，服从IEC1158－2标准。PROFIBUS支持主-从系统、纯主站系统、多主多从混合系统等几种传输方式。PROFIBUS的传输速率为9.6Kbit/s至12Mbit/s，最大传输距离在9.6Kbit/s下为1200m，在12Mbit/s小为200m，可采用中继器延长至10km，传输介质为双绞线或者光缆，最多可挂接127个站点。4.4高速伺服总线及接口第六十一页，共八十一页。62

PROFINET

PROFINET由PROFIBUS国际组织（PROFIBUSInternational，PI）推出，是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。作为一项战略性的技术创新，PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，其功能包括8个主要的模块，依次为实时通信、分布式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安装、IT标准和信息安全、故障安全和过程自动化。并且，作为跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如PROFIBUS）技术，保护现有投资。4.4高速伺服总线及接口第六十二页，共八十一页。63PROFINET的网络结构4.4高速伺服总线及接口第六十三页，共八十一页。64PROFINET的分时通信系统

相互独立的时域控制，满足实时通信和TCP/IP通信的不同要求。精确的控制周期和同步周期（抖动<1µs）4.4高速伺服总线及接口第六十四页，共八十一页。65PROFINET接口芯片4.4高速伺服总线及接口第六十五页，共八十一页。66SERCOS(serialrealtimecommunicationspecification,串行实时通信协议)是一种用于数字伺服和传动系统的现场总线接口和数据交换协议，能够实现工业控制计算机与数字伺服系统、传感器和可编程控制器I/O口之间的实时数据通讯。1995年，SERCOS接口协议被批准为IEC1491SYSTEM-Interface国际标准。在各种数控机械设备中获得了广泛的应用。2、SERCOS

SERCOSI光纤接口环型网络2/4Mbit/s1999SERCOSII光纤接口环型网络2/4/8/16Mbit/s2005SERCOSIII以太网接口环型/线型100Mbit/s

（光纤/双绞线）4.4高速伺服总线及接口第六十六页，共八十一页。67CNC-SERCOSDrive的连接4.4高速伺服总线及接口第六十七页，共八十一页。68SERCOS的报文序列MasterSyncTelegramMasterDataTelegramAxis(Drive)Telegram4.4高速伺服总线及接口第六十八页，共八十一页。69SERCOS-III的拓扑结构无硬件冗余有硬件冗余4.4高速伺服总线及接口第六十九页，共八十一页。70SlaveM-1RXTXRXTXSlave1RXTXRXTXSlaveNRXTXRXTXSlaveM+1RXTXRXTXJJJJ......MasterMAC1MAC2RXTXRXTXTXUnitTXRXUnitRX只需要两个以太网口，无需其他特殊硬件冗余功能:防止网络断线4.4高速伺服总线及接口第七十页，共八十一页。71双环SERCOS-III网络的报文传输时序4.4高速伺服总线及接口第七十一页，共八十一页。723.MECHATROLINKMECHATROLINK-III是安川电机于2007年开发基于Ethernet物理层的运动控制现场总线协议，其通讯速率高达100Mbps，能够实现各种控制用信息（位置、速度、力矩、IO等）实时通信。其主要支持厂商除安川外主要有PHOENIX、OMRON等公司。物理层标准以太网物理层（IEEE802.3u）传输速率100Mbps传输周期31.25us-64ms帧长度8/16/32/48/64字节（MIXED）可连接从站数最多62最长传输距离站间100m拓扑结构连接形式：级联、星型、点对点通讯方式周期通讯\事件驱动通讯MECHATROLINK-III规格参数4.4高速伺服总线及接口第七十二页，共八十一页。73MEHCATROLINK-III层次结构OSI模型第7层