任务6数控系统PLC的工作原理与地址分配

《数控维修技术》任务六数控系统PLC的工作原理与地址分配《数控维修技术》知识目标1．了解数控机床PLC的功能和分类；2．掌握FANUC系统内置式PLC的工作原理；3．熟悉FANUC数控系统PLC的地址分配。技能目标掌握FANUC数控系统PLC的地址分配教学目标《数控维修技术》课程引入数控机床所受的控制分为两类：一类是最终实现对各坐标轴运动的“数字控制”，即控制机床各坐标轴的移动距离，各轴运行的插补、补偿等；另一类是“顺序控制”，即在数控机床运行过程中，以CNC内部和机床的各行程开关、传感器、按钮、继电器等开关量信号状态为条件，并按照预先规定的逻辑顺序对诸如主轴的启停、正反转，刀具的更换，工件的夹紧、松开，还有液压、冷却、润滑等进行的控制。在现代数控机床中，“数字控制”由CNC数控装置来完成，而“顺序控制”则由PLC来实现。《数控维修技术》一．数控机床PLC的功能（1）操作面板的控制机床操作面板的控制信号送入PLC，由PLC输出给数控系统。（2）机床开关量信号控制机床侧的开关量包括行程开关、接近开关、压力开关、温控开关等。这些开关量送往PLC，经过逻辑运算后输出给控制对象。（3）输出信号控制通过对电气柜中接触器、继电器的控制，完成机床侧的液压、气动电磁阀、刀库、机械手和回转工作台等装置的动作，以及冷却、润滑电动机和电磁制动器等控制。《数控维修技术》一．数控机床PLC的功能（4）伺服控制

主要控制主轴和进给伺服驱动单元的使能信号，以满足伺服驱动的条件，以驱动主轴、进给和刀库电动机等。（5）报警处理PLC接收机床电气柜、机床侧和伺服驱动单元的故障信号，设置报警标志区中的相应报警标志位，如有故障，数控系统显示报警号及报警文本。（6）磁盘驱动装置的控制通过控制软盘，实现加工程序、机床参数、各种补偿数据的传输。（7）转换控制如有些加工中心主轴的立/卧转化过程中的控制部件切换。《数控维修技术》二．数控机床PLC的分类内置型：它是ＣＮＣ装置的一个组成部分，两者共用一个ＣＰＵ或者有独立的ＣＰＵ；独立型：它是ＣＮＣ外部的一个专用设备。《数控维修技术》三．FANUC系统内置式PLC的工作原理PLC的工作过程基本上就是用户程序的执行过程，是在系统软件的控制下顺序扫描各输入点的状态，按用户逻辑解算控制逻辑，然后顺序向各输出点发出相应的控制信号。顺序扫描是PLC工作的基本方式。《数控维修技术》1．顺序程序的构成对于FANUC系统的PMC来说，其程序结构如下：第一级程序第二级程序第三级程序（视PMC的种类不同而定）子程序结束如图：《数控维修技术》2．顺序程序的执行过程在PMC执行扫描过程中第一级程序每8ms执行一次；第二级程序在向CNC的调试RAM中传送时，第二级程序根据程序的长短被自动分割成n等分，每8ms中扫描完第一级程序后，再依次扫描第二级程序，所以整个PMC的执行周期是n*8ms。因此如果第一级程序过长导致每8ms扫描的第二级程序过少的话，则相对于第二级PMC所分隔的数量n就多，整个扫描周期相应延长。子程序是位于第二级程序之后，其是否执行扫描受一二级程序的控制，所以对一些控制较复杂的PMC程序，建议用子程序来编写，以减少PMC的扫描周期。《数控维修技术》2．顺序程序的执行过程《数控维修技术》四．FANUC数控系统PLC的地址分配1.在编制PMC程序时所需的四种类型的地址《数控维修技术》《数控维修技术》X是来自机床侧的输入信号（如接近开关、极限开关、压力开关、操作按钮等输入信号元件。PMC接收从机床侧各装置反馈的输入信号，在控制程序中进行逻辑运算，作为机床动作的条件及对外围设备进行诊断的依据。Y是由PMC输出到机床侧的信号。在PMC控制程序中，根据自动控制的要求，输出信号控制机床侧的电磁阀、接触器、信号灯动作，满足机床运行的需要。I/Olink的地址是从Y0开始的。《数控维修技术》F是由控制伺服电机与主轴电机的系统部分侧输入到PMC信号，系统部分就是将伺服电机和主轴电机的状态，以及请求相关机床动作的信号（如移动中信号、位置检测信号、系统准备完成信号等），反馈到PMC中去进行逻辑运输，作为机床动作的条件及进行自诊断的依据，其地址从F0开始。G是由PMC侧输出到系统部分的信号，对系统部分进行控制和信息反馈（如轴互锁信号、M代码执行完毕信号等）其地址从G0开始。《数控维修技术》2.地址格式和信号类型地址由地址号和位号表示。

在地址号的开头必须指定一个字母，用来表示信号类型；在功能指令中指定以字节为单位的地址时，位号可以省略，如X127。《数控维修技术》地址号中的字母字母信号类型备注X来自机床侧的信号（MT→PMC）X0—X127（外装I/O模块）Y由PMC输出到机床侧的信号（PMC→MT）Y0—Y127（外装I/O模块）F来自NC侧的输入信号（NC→PMC）F0—F255G由PMC输出到NC的信号（PMC→NC）G0—G255R内部继电器R0—R999A信息显示请求信号A0—A24C计数器C0—C79K保持型继电器K0—K19T可变定时器T0—T79D数据表D0—D1859L标记号—P子程序—《数控维修技术》对上表中信号的说明X、Y、F、G前面已经做过说明；R是内部继电器，经常在程序中作辅助运算用，其地址从R0到R9117，共1118字节。R0到R999作为通用中间继电器，R9000后的地址作为PMC系统程序保留区域，不能作为继电器线圈使用。A是信息显示请求信号，共25个字节200个位，共计200个信息数。PMC通过从机床侧各检测装置反馈回来的信号和系统部分的状态信号，对机床所处的状态经过程序的逻辑运算后进行自诊断。若为异常，使A为1。当指定的A地址被置为1后，报警显示屏幕上便会出现相关的信息，帮助查找和排除故障。《数控维修技术》对上表中信号的说明C为计数器地址，共80个字节，用于设计计数值的地址，每4个字节组成一个计数器（其中2个字节作为保存预置值，另外2个字节作为保存当前值用），也就是说共有20个计数器（1到20）。K为保持型继电器，其中K0到K16为一般通用地址，K17到K19为PMC系统软件参数设定区域，由PMC使用。在数控系统运行过程中，若发生停电，输出继电器和内部继电器全部成为断开状态。当电源再次接通时，输出继电器和内部继电器都不可自动恢复到断电前的状态，所以停电保持用继电器就用于当需要保存停电前的状态、并在再次运行时再现该状态的情形。《数控维修技术》对上表中信号的说明T为定时器，共80个字节，用于存储设定时间，每2个字节组成一个定时器，共40个，定时器号从1到40。D为数据表地址，共1860个字节，在PMC程序中，某些时候需要读写大量的数字数据，D就是用来存储这些数据的非易失性存储器。《数控维修技术》对上表中信号的说明L标记地址，共有9999个标记数，用于指定标号跳转（JMPB、JMPC）功能指令中跳转目标标号。在PMC中相同的标号可以出现在不同的指令中，只要在主程序和子程序中是唯一的就可以。P为子程序号的标志，共有512个子程序数，用于指定条件调用子程序（CALL）和无条件调用子程序（CALLU）功能指令中调用的目标子程序号。在PMC程序中，目标子程序号是唯一的。《数控维修技术》3.关于地址的使用在PMC程序中，机床侧的输入信号（X）和系统部分的输入信号（F），是不能作为线圈输出的；对于输出线圈而言，输出地址不能重复定义，否则该