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1、一.引言数控机床的编程,主要是使用单片机编程控制 而 PLC 功能主要是控制刀库的,原因是一个数控系统出厂后,至于它与什么样的机床来配用都未知来的,完全决定在机床制造商的手上,就正如刀库,大多数机床的刀库都会有一定的差别,如果用单片机程序来控制的,那么就好难去更改了,而且单片机的程序也比较复习,所以系统制造商都会保留着 PLC 功能作为子程序来控制刀库的.它与单片机程序没太大的关系.可编程序控制器（英文全称 Programmable Logic Controller）简称 PLC，是现代工业控制的基础部件，是工厂自动化（ FA Factory Automation）的支柱之一。它是自动控制技术
2、与通讯技术三者有机结合的产品，即工业专用计算机。它既有计算机控制系统的可编程特点（控制功能由软件实现） ，又具有继电器控制系统的优良的抗电噪能力（适应工业控制的各种恶劣的工作环境） 。可编程序控制器还具有很强的连网能力和很高的可靠性，不仅可以单机使用，而且可以与计算机结合组成集散式控制系统。即可编程序控制器聚集了结构简单、编程简单、可靠性高、性能价格比高、抗干扰能力强、通用灵活、体积小等一系列优点，使其在工业生产过程的自动化控制领域得到了越来越广泛的应用。因此各中职学校的机电和电梯等专业都开设了“可编程序控制器”课程，而开设这门课的主要教学目的是让学生能够进行简单程序的设计编辑。如果程序过于简
3、单，学生就没兴趣设计，相反如果程序过于复杂，不容易设计，又会打击学生的积极性，所以一个好的设计课题对于提高学生对 PLC 的程序设计能力，至关重要。恰当的设计课题，能够迎合学生的好奇心，唤醒自信心，满足探索的要求。二.PLC 简介PLC 即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在 1987 年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的 PLC 标准草案中对 PLC 做了如下定义：PLC 英文全称 Programmable Logic Controller ,中文全称为
4、可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.“PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 ”三.数控机床中的
5、 PLC1、 PLC 在数控机床中的应用形式PLC 在数控机床中应用，通常有两种形式：一种称为内装式；一种称为独立式。内装式 PLC 也称集成式 PLC，采用这种方式的数控系统，在设计之初就将 NC 和 PLC 结合起来考虑，NC 和 PLC 之间的信号传递是在内部总线的基础上进行的，因而有较高的较高交换速度和较宽的信息通道。它们可以共用一个 CPU 也可以是单独的 CPU 这种结构从软硬件整体上考虑, PLC 和 NC 之间没有多余的导线连接, 增加了系统的可靠性, 而且 NC 和 PLC 之间易实现许多高级功能。PLC 中的信息也能通过CNC 的显示器显示, 这种方式对于系统的使用具有较大
6、的优势。高档次的数控系统一般都采用这种形式的 PLC。独立式 PLC 也称外装式 PLC，它独立于 NC 装置，具有独立完成控制功能的 PLC。在采用这种应用方式式，可根据用户自己的的特点，选用不同专业 PLC 厂商的产品，并且可以更为方便的对控制规模进行调整。2、PLC 与数控系统及数控机床间的信息交换相对于 PLC，机床和 NC 就是外部。PLC 与机床以及 NC 之间的信息交换，对于 PLC 的功能发挥，是非常重要的。PLC 与外部的信息交换，通常有四个部分：（1） 、机床侧至 PLC：机床侧的开关量信号通过 I/O 单元接口输入到 PLC 中，除极少数信号外，绝大多数信号的含义及所配置
7、的输入地址，均可由 PLC 程序编制者或者是程序使用者自行定义。数控机床生产厂家可以方便的根据机床的功能和配置，对 PLC 程序和地址分配进行修改。（2） 、PLC 至机床：PLC 的控制信号通过 PLC 的输出接口送到机床侧，所有输出信号的含义和输出地址也是由 PLC 程序编制者或者是使用者自行定义。（3） 、NC 至 PLC：CNC 至 PLC:CNC 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。如数控指令的 M、S、T 功能,通过 CNC
8、 译码后直接送入 PLC 相应的寄存器中。（4）：(4) PLC 至 CNC:PLC 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。3、PLC 在数控机床中的工作流程PLC 在数控机床中的工作流程，和通常的 PLC 工作流程基本上是一致的，分为以下几个步骤：（1） 、输入采样：输入采样，就是 PLC 以顺序扫描的方式读入所有输入端口的信号状态，并将此状态，读入到输入映象寄存器中。当然，在程序运行周期中这些信号状态是不会变化的，除非一个新的扫描周期的到来，并且原来端口信号状态已经改变，读到
9、输入映象寄存器的信号状态才会发生变化。（2） 、程序执行：程序执行阶段系统会对程序进行特定顺序的扫描，并且同时读入输入映像寄存区、输出映像寄存区的读取相关数据，在进行相关运算后，将运算结果存入输出映像寄存区供输出和下次运行使用。（3） 、出刷新阶段：在所指令执行完成后，输出映像寄存区的所有输出继电器的状态（接通/断开）在输出刷新阶段转存到输出锁存器中，通过特定方式输出，驱动外部负载。4、 PLC 在数控机床中的控制功能（1） 、操作面板的控制。操作面板分为系统操作面板和机床操作面板。系统操作面板的控制信号先是进入NC，然后由 NC 送到 PLC，控制数控机床的运行。机床操作面板控制信号，直接进
10、入 PLC，控制机床的运行。（2） 、机床外部开关输入信号。将机床侧的开关信号输入到送入 PLC，进行逻辑运算。这些开关信号，包括很多检测元件信号(如：行程开关、接近开关、模式选择开关等等)（3） 、输出信号控制：PLC 输出信号经外围控制电路中的继电器、接触器、电磁阀等输出给控制对象。（4） 、功能实现。系统送出 T 指令给 PLC，经过译码，在数据表内检索，找到 T 代码指定的刀号，并与主轴刀号进行比较。如果不符，发出换刀指令，刀具换刀，换刀完成后，系统发出完成信号。（5） 、M 功能实现。系统送出 M 指令给 PLC，经过译码，输出控制信号，控制主轴正反转和启动停止等等。M 指令完成，系统发出完成信号。四.结束语本文是在扬正勇老师悉心指导和亲切关怀下，并且在实习期间得到学校有关领导的帮助，经过不断的学习和修改完成的。 老师严谨的学风，渊博的学识，谦逊的为人，丰富的实践经验，高瞻远瞩、敏锐的科学眼光，将是我永远学习的楷模；老师乐观、正直、朴实的生活态度，令我深深敬佩。老师的谆谆教诲，将使我终生受益。在此，谨致以衷心的感谢和崇高的敬意。
