第章数控机床用LC

第五章数控机床用可编程控制器第一节概述一、PLC的产生与发展可编程控制器（ProgrammableLogicController）简称PLC,它是一类以微处理器为基础的通用型自动控制装置。它一般以顺序控制为主，回路调节为辅，能够完成逻辑、顺序、计时、计数和算术运算等功能。即能控制开关量，也能控制模拟量。近年来PLC技术发展很快，每年都推出不少新产品。据不完全统计，美国、日本、德国等生产PLC的厂家已达150多家，产品有数百种。PLC的功能也在不断增长，主要表现在：1）控制规模不断扩大，单台PLC可控制成千乃至上万个点，多台PLC进行同位链接可控制数万个点。2）指令系统功能增强，能进行逻辑运算、计时、计数、算术运算、PID运算、数制转换、ASCⅡ码处理。高档PLC还能处理中断、调用子程序等。使得PLC能够实现逻辑控制、模拟量控制、数值控制和其他过程监控，以至在某些方面可以取代小型计算机控制。3）处理速度提高，每个点的平均处理时间从10μs左右提高到1μs以内。4）编程容量增大，从几K字节增大到几十K，甚至上百K字节。5）编程语言多样化，大多数使用梯形图语言和语句表语言，有的还可使用流程图语言或高级语言。6）增加通信与联网功能，多台PLC之间能互相通信，互相交换数据，PLC还可以与上位计算机通信，接受计算机的命令，并将执行结果告诉计算机。通信接口多采用RS-422／RS-232C等标准接口，以实现多级集散控制。目前，为了适应不同的需要，进一步扩大PLC在工业自动化领域的应用范围，PLC正朝着以下两个方向发展。其一是低档PLC向小型、简易、廉价方向发展，使之广泛地取代继电器控制；其二是中、高档PLC向大型、高速、多功能方向发展，使之能取代工业控制微机的部分功能，对大规模的复杂系统进行综合性的自动控制。在数控机床上采用PLC代替继电器控制，使数控机床结构更紧凑，功能更丰富，响应速度和可靠性大大提高。在数控机床、加工中心等自动化程度高的加工设备和生产制造系统中，PLC是不可缺少的控制装置。二、PLC的基本功能在数控机床出现以前，顺序控制技术在工业生产中已经得到广泛应用。许多机械设备的工作过程都需要遵循一定的步骤或顺序。顺序控制即是以机械设备的运行状态和时间为依据，使其按预先规定好的动作次序顺序地进行工作的一种控制方式。数控机床所用的顺序控制装置（或系统）主要有两种，一种是传统的“继电器逻辑电路”，简称RLC（RelayLogicCircuit）。另一种是“可编程序控制器”，即PLC。RLC是将继电器、接触器、按钮、开关等机电式控制器件用导线连接而成的以实现规定的顺序控制功能的电路。在实际应用中，RLC存在一些难以克服的缺点。如：只能解决开关量的简单逻辑运算，以及定时、计数等有限几种功能控制，难以实现复杂的逻辑运算、算术运算、数据处理，以及数控机床所需要的许多特殊控制功能，修改控制逻辑需要增减控制元器件和重新布线，安装和调整周期长，工作量大；继电器、接触器等器件体积较大，每个器件工作触点有限。当机床受控对象较多，或控制动作顺序较复杂时，需要采用大量的器件，因而整个RLC体积庞大，功耗高，可靠性差等。由于RLC存在上述缺点，因此只能用于一般的工业设备和数控车床、数控钻床、数控镗床等控制逻辑较为简单的数控机床。与RLC比较，PLC是一种工作原理完全不同的顺序控制装置。PLC具有如下基本功能：窃1）恋PL左C是脾由计论算机除简化邻而来穷的。宰为适悼应顺蚁序控肺制的站要求坦，P践LC税省去瘦了计壁算机匠的一盆些数虹字运差算功飘能，柱而强嘱化了驶逻辑符运算敏控制冬功能诉，是揪一种衣功能豪介于券继电烟器控迈制和倘计算厚机控灵制之踢间的谨自动秒控制疤装置搭。朗PL跌C具汽有与绞计算步机类栗似的类一些咏功能虏器件液和单伴元，己它们竿包括斗：C追PU貌、用朋于存吵储系厦统控诉制程山序和艘用户纳程序毅的存拒储器牢、与佛外部证设备跳进行馅数据睛通信况的接袍口及精工作午电源梁等。哄为与趋外部市机器抢和过寸程实暴现信战号传浙送，惊PL糖C还拣具有胀输入匠、输连出信伪号接挪口。销PL饿C有王了这辆些功神能器颈件和若单元枣，即锅可用炮于完现成各艇种指剂定的尸控制壤任务筛。P政LC症系统合的基陡本功梯能结烈构框鲜图如区图5袖-1摇所示脖。支图5托-1窜岭PL终C系热统的首基本颜功能兄结构临豪宾2）艳具有瞒面向剧用户伸的指取令和蜻专用迟于存独储用堵户程烟序的凤存储通器。趋用户弯控制征逻辑场用软尸件实浙现。挎适用懒于控旷制对语象动所作复填杂，线控制啦逻辑播需要待灵活刺变更椒的场趋合。燕丹档3）辨用户降程序充多采伞用图依形符艺号和买逻辑尊顺序汁关系幼与继嘴电器挤电路石十分嫂近似斗的带“怨梯形现图畜”域编辑院。梯兽形图闭形象胀直观伍，工街作原性理易登于理炉解和蚂掌握男。绳谜驰4）螺PL括C可肥与专瓶用编损程机依、编权程器复、个贱人计逗算机符等设滤备联抗接，深可以义很方况便地俱实现蝶程序漫的显皆示、诸编辑亮、诊撞断、闪存储炮和传偏送等洽操作炊。技思汗5）贺PL砖C没慰有继凭电器怎那种堤接触立不良唉、触繁点熔穗焊、壮磨损圈和线柱圈烧炮断等律故障甜。运稠行中吊无振伍动、卵无噪昨音，艳且具颤有较伴强的迷抗干黎扰能刷力，帖可以深在环桐境较睬差（血如：递粉尘纳、高膜温、场潮湿液等）美的条猪件下膨稳定誓、可陶靠地胶工作额。尘顿稠6）辫PL漂C结缘构紧刻凑、倦体积切小、唐容易框装入街机床疾内部阶或电巧气箱蹄内，促便于严实现园数控耗机床甲的机凉电一劝体化辅。嘉另戚PL盘C的旁开发篮利用榴，为裁数控东机床俱提供保了一概种新盐型的尝顺序泄控制封装置计，并唤很快捆在实国际应胸用中斜显示针了强题大的瑞生命萝力。昆现在诚PL绘C已悬成为景数控盗机床弱的一龄种基纸本的南控制准装置绍。与阶RL黎C比集较，夺采用鄙PL谢C的缝数控引机床赵结构驰更紧占凑，期功能碧更丰街富，侮工作残更可傅靠。壳对于宣车削杯中心乒、加窝工中漆心、廊FM缠C、聪FM厘S等河机械蜻运动门复杂桑，自咬动化扯程度膝高的刷加工左设备释和生挤产制趟造系暑统，忧PL千C则浊是不灾可缺则少的临控制浮装置伶。红三、夫PL绸C的赏基本撒结构筐PL会C实利质上芝是一公种工往业控皇制用硬的专胸用计亦算机辰，P锐LC尿系统割与微氏型计收算机欣结构顾基本朋相同歪，也逃是由屿硬件辱系统震和软弄件系惊统两编大部悦分组走成。街倦淡1.块通肆用型恶PL毯C的绞硬件掀结构萍通用岂型P虽LC抢的硬张件基餐本结类构如广图5挨-2满所示释，它板是一隶种通副用的且可编匙程控削制器伍，主降要由损中央谢处理叛单元鞠CP拳U、可存储午器、信输入奇/氏输出配（I南/役O）箩模块友及电语源组烫成。粒图5再-2谎椅通用魔型P裂LC凶的硬施件基常本结吗构梢主机湖内各温部分似之间填均通庸过总前线连傍接。水总线夕分为架电源挺总线翅、控钱制总隔线、耻地址台总线回和数逗据总景线。亩各部族件的判作用挨如下手：翠（社1）眯中央掩处理辽单元塞CP龄U亚P锡LC涂的C绿PU州与通瞒用微协机的炭CP探U一少样，提是P则LC摔的核炒心部拦分，休它按纹PL腿C中眉系统闭程序往赋予蝴的功框能，倦接收著并存辣储从车编程肝器键鉴入的悟用户提程序凑和数锁据；纠用扫牢描方胶式查素询现肉场输炊入装塌置的济各种江信号顺状态统或数谨据，描并存意入输叔入过义程状场态寄假存器缸或数宰据寄久存器躺中；诞诊断狱电源坟及P模LC逗内部锐电路袍工作恳状态灯和编虑程过陶程中港的语短法错宿误等或；在闷PL少C进金入运址行状农态后卖，从质存储令器逐窗条读圆取用阀户程愧序，歉经过突命令裤解释图后，浅按指疾令规稳定的介任务劈产生编相应污的控棉制信去号，象去启炸闭有照关的悟控制淡电路沙；分衫时、宇分渠横道地调去执泰行数携据的扔存取烧、传愈送、面组合响、比节较和闪变换侄等动跪作，享完成好用户以程序乱中规询定的式逻辑花运算谱或算完术运飘算等晒任务丽；根忘据运窗算结材果，遍更新恐有关截标志跃位的煎状态笨和输苹出状添态寄慎存器倦的内猴容，随再由年输出瞧状态伶寄存喉器的棚位状开态或肯数据载寄存骑器的做有关更内容悔实现攀输出青控制誉、制冶表打波印、战数据胃通信酱等功沾能。仍以上草这些淹都是睬在C催PU店的控芬制下艘完成箱的。董PL看C常且用的加CP宫U主强要采捉用通帜用微功处理银器、壮单片吵机或迎双极良型位拖片式棍微处顿理器牢。示售馒（2纤）存疏储器卡存储邪器（肿简称劈内存廊），僵用来浴存储红数据微或程妙序。沿它包富括随独机存忌取存贤储器锈（R恰AM糖）和间只读翼存储黎器（抽RO渠M）告。览PL型C配丢有系友统程撑序存肤储器对和用年户程顾序存玉储器列，分奥别用县以存伍储系龟统程附序和缸用户订程序忽。系驶统程魂序存粘储器茂用来林存储懂监控卷程序券、模垮块化搅应用企功能用子程粗序和愧各种镜系统冈参数舌等，灯一般消使用姓EP愈RO原M；耳用户假程序土存储平器用弦作存呢放用唱户编番制的域梯形虾图等科程序吧，一锁般使盒用R须AM原，若丧程序捷不经侨常修饭改，略也可疗写入现到E打PR坏OM里中；峰存储碗器的瓜容量霞以字糊节为既单位竞。系否统程捡序存围储器蝇的内陪容不涝能由葬用户预直接吸存取方。因峡此一件般在醋产品田样本晋中所滩列的困存储朵器型候号和衡容量浊，均尊是指辆用户毅程序稳存储惜器。盖南墨（3鸡）输斧入嫌/纳输出刻（I狮/糊O）梁模块何距溜I积/惰O模缓块是落CP垒U与尊现场出I垫/沟O设餐备或弯其他失外部桑设备述之间辟的连布接部错件。权PL乖C提兽供了箱各种离操作驰电平浴和输挥出驱不动能蹲力的咱I壁/第O模值块供梳用户肌选用崭。I董/绒O模饼块要律求具宏有抗引干扰沙性能廊，并牧与外嫌界绝增缘因弓此，逐多数姨都采卵用光碍电隔都离回舅路、瞎消抖蜂动回积路、忽多级郊滤波败等措判施。骗I躲/废O模衣块可浪以制锡成各砍种标汁准模肚块，解根据产输入慢、输南出点子数来势增减俯和组哲合。屯I恩/习O模减块还路配有矮各种罩发光伙二极例管来保指示件各种岛运行燃状态展。结悲键（4摊）电岔源产PL由C配少有开垮关式消稳压挠电源息的电份源模著块，客用来援对P脸LC辆的内证部电顽路供班电。浓（5始）编旁程器庙编程建器用奋作用姓户程途序的归编制徐、编碗辑、旨调试州和监沿视，传还可底以通贞过其盏键盘陶去调骄用和犹显示坊PL姿C的出一些葡内部发状态军和系专统参蓬数。记它经中过接以口与不CP垂U联铸系，谁完成背人机伙对话委。垦编程冬器分疯简易疏型和刚智能斥型两股种。支简易侦型编倾程器骂只能结在线我编程刑，它书通过撕一个贸专用兼接口伏与P盈LC用连接络。智丑能型稿编程蓬器即漫可在减线编健程又门可离采线编菠程，强还以较远离李PL牙C插泳到现讽场控塌制站闭的相府应接狡口进可行编夫程。帽智能楼型编雷程器佳有许墨多不骆同的蜻应用宵程序恒软件吩包，晓功能改齐全莲，适脉应的圈编程雪语言茎和方卸法也漠较多犯。寨缠亩2.谦P炎LC丈软件扔系统李螺亿PL轧C的凯软件冈系统雕是指摧PL转C所邮使用事的各洽种程励序的题集合镜。它树包括渐系统粱程序川和用织户程花序。赴（1亡）系厨统程疲序膛少犁系统桂程序漆包括货监控戒程序爷、编胆译程伞序及棍诊断喝程序漂等。甩监控戏程序惠又称哪为管伟理程习序，却主要抚用于写管理凑全机咳。编单译程鞋序用拼来把棚程序要语言爆翻译瓶成机索器语啦言。弊诊断含程序堤用来仁诊断懂机器付故障脊。系惊统程狂序由叙PL债C生摆产厂终家提欠供，摔并固愚化在耻EP陡RO释M中触，用托户不见能直求接存幅取，谋故也孩不需不要用亡户干镇预。冰（2附）用宗户程圣序职贸奶用户凭程序瞧是用邮户根广据现歇场控觉制的丹需要搏，用潜PL师C的缘程序冬语言程编制绑的应惜用程村序，蚊用以窝实现蓄各种状控制技要求尿。用篇户程轮序由杜用户纯用编假程器山键入纽到P酱LC闭内存爬。小宅型P昏LC匠的用虫户程扁序比荣较简校单，盈不需霉要分塞段，移而是摩顺序兵编制江的。蚊大中坛型P禾LC庙的用狱户程蛮序很功长，虚也比鬼较复狭杂，厌为使紫用户残程序要编制犯简单大清晰蛋，可推按功议能结议构或弟使用怖目的喜将用慌户程翁序划召分成谁各个魄程序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