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1、摘 要数控机床是指可以通过计算机编程，进行自动控制的机床。将程式指令输入数控系统之内存后，经由电脑编译计算，透过位移控制系统，将资讯传至驱动器以驱动马达之过程，来切削加工所设计之零件。电脑与数控机床之间利用并列讯号线接续，再利用数控机床的软件来控制加工。数控机床软件则用来产生G-Code(机能指令)， 将路径码送至数控机床控制器,，然后数控机床控制器送出命令来驱动主轴马达及滑台马达开始加工。所谓机能指令是由位址码及两个数字所组成，具有某种意义的动作或功能，可分为七大类，即G机能（准备机能），M机能（辅助机能），T机能（刀具机能），S机能（主轴转速机能），F机能（进给率机能），N机能（单节编号机
2、能）H/D机能（刀具补正机能）。程式参考点：程式参考点或称程式原点，它是工作上所有转折点座标值之基准点，此点必须在编写程式时加以选定，所以程式设计者选定时须选择一个方便的点，以利程式之写作。 关键词：可编程控制器数控机床PAC 可编程控制器的应用ABSTRACTCNC machine tools is one that can be programmed by computer to carry out automatic control of machine tools. Will enter the NC command program memory system, the calcula
3、tion by the computer compiler, through the displacement control system, the information transmitted to the drive motor to drive the process to the design of machining parts. Computer numerical control machine tool with parallel signal lines between the use of follow-up, re-use CNC machine tools to c
4、ontrol the processing software. NC machine tool software is used to generate G-Code to the path code to the CNC machine tool controller, and then. The so-called functional command and by the address code consisting of two figures with a sense of movement or function, can be divided into seven major
5、categories, namely, the function G, M T t, S, F, N H / D Program reference point: the reference point for the program or the program Origin, which is a turning point in the work of all the coordinates of reference point values, this point must be selected when programming, so the program designers t
6、o be selected to choose a convenient point to Lees writing program. Keywords: Programmable Logic Controller CNC machine tools PAC Application of Programmable Logic Controller目 录摘 要1ABSTRACT2目 录3绪 论51可编程控制器的工作原理和结构特点61.1可编程控制器的工作原理61.1.1 扫描工作方式61.1.2 程序执行过程62可编程控制器的编程初步82.1可编程控制器的逻辑本质82.2 PLC的应用设计步骤9
7、3.可编程控制器的操作113.1可编程控制器的配线113.1.1电源配线113.1.2 IO单元端子配线114.可编程控制器的通讯功能124.1串行通信的数据传送方式124.2异步串行通信接口145.可编程控制器在工业控制中的典型应用举例165.1三相异步电动机的丫减压启动控制165.1.1系统配置165.1.2程序设计166.可编程控制器在数控机床中的应用186.1数控机床的控制对象及接口信号187.可编程控制器的应用前景20结 论21致 谢22参考文献23可编程控制器在数控机床中的应用绪 论早期机床中有关顺序逻辑和开关信息的处理一般由厂家设计、制造和安装，并且大部分采用继电器逻辑来实现的。
8、但当机床的品种较多且逻辑较复杂时，使用的继电器数量很多，造成线路设计和调试都相当困难，可靠性也变差。大约在20世纪70年代以后，开始采用可编程逻辑代替继电器逻辑，将PLC逻辑控制应用到机床控制中。后来，随着计算机的发展和渗透，PLC技术也在不断发展，以其功能齐全、性能可靠、使用方便的特点，广泛使用在机床控制当中。由于PLC的响应速度快、可靠性高、易于编程和修改、成本低，很快就成为数控系统中的一个重要组成部分。PLC在数控系统中是介于数控装置与机床之间的中间环节，根据输入的离散信息，在内部进行逻辑运算，并完成输出控制功能。 目前，由于PLC的不断完善和发展，其功能被大大提高，在数控机床中的应用也
9、不仅局限于中间环节。下面介绍有关PLC在数控机床控制领。 1可编程控制器的工作原理和结构特点11 可编程控制器的工作原理11. 1 扫描工作方式当PLC运行时，用户程序中有众多的操作需要去执行，但CPU是不能同时去执行多个操作的，它只能按分时操作原理每一时刻执行一个操作。由于CPU的运算处理速度很高，使得外部出现的结果看起来似乎是同时完成的。这种分时操作的过程称为CPU对程序的扫描。扫描是一种形象化的术语，用作描述CPU是如何完成分配给它的各种任务的方式。扫描从0000号存储地址所存放的第一条用户程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按存储地址号递增顺序逐条扫描用户程序，也就是顺序逐条执行用户
10、程序，直到程序结束。每扫描完一次程序就构成一个扫描周期，然后再从头开始扫描，并周而复始。顺序扫描的工作方式简单直观，它简化了程序的设计，并为PLC的可靠运行提供了非常有用的保证。一方面，扫描到的指令被执行后，其结果马上就可以被将要扫描到的指令所利用。另一方面，还可以通过CPU设置的定时器来监视每次扫描是否超过规定的时间，从而避免了由于CPU内部故障使程序执行进入死循环而造成故障的影响。112 程序执行过程PLC的工作过程就是程序执行过程。PLC投入运行后，便进入程序执行过程，它分为三个阶段进行，即输入采样(或输入处理)阶段，程序执行(或程序处理)阶段，输出刷新(或输出处理)阶段。1输入采样阶段
11、在输入采样阶段，PLC以扫描方式按顺序将所有输入端的输入信号状态(开或关、即ON或OFF、“1”或“0”)读入到输入映像寄存器中寄存起来，称为对输入信号的采样，或称输入刷新，然后转入程序执行阶段。在程序执行期间，即使输入状态变化，输入映像寄存器的内容也不会改变。输入状态的变化只能在下一个工作周期的输入采样阶段才被重新读人。2程序执行阶段在程序执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描。如果程序用梯形图表示，则总是按先上后下、先左后右的顺序进行扫描。每扫描到一条指令时，所需要的输入状态或其他元素的状态分别由输入映像寄存器和元素映像寄存器中读出，然后将执行结果写入到元素映像寄存器中。这就是说，对于每个元
12、素来说，元素映像寄存器中寄存的内容，会随程序执行的进程而变化。2可编程控制器的编程初步21 可编程控制器的逻辑本质可编程控制器是按照用户控制要求编写的程序来进行工作的。程序的编制就是指用一定的编程语言把一个控制任务描述出来。尽管国内外PLC生产厂家采用的编程语言不尽相同，但程序的表达方式基本有四种：梯形图、指令表、状态转移图(逻辑功能图)和高级语言。大部分PLC是使用梯形图和指令表编程的。梯形图是一种图形语言，它沿用了传统的继电器控制中的继电器触点、线圈、中并联等术语和图形符号，而且还加进了许多功能强、使用灵活的指令，并将微机的特点结合进去，使得编程容易掌握。梯形图比较形象、直观，对于熟悉继电
13、器控制系统的来说，也容易接受，PLC厂家都把梯形图作为第一用户编程语言。虽然不同型号的PLC，其梯形图、指令形式有些差异，使用的符号也不同，但编程的方法和原理是一致的。在经常使用的梯形图中，用大量的继电器触点、线圈、串并联等术语和图形符号来代表通常所使用的继电器或接触器的通断状态。而这种图形符号并不是所使用的实际电器元件，它仅是一位(bit)数据的“0”或“1”的状态。相当于继电器或接触器线圈的吸合与断开，当需要它的状态时只需读该bit数据的状态即可，所以在PLC中继电器的接点使用次数不受触点数目的限制。使用一次仅仅是读该数据一次，只要不改变它的状态，读多少次也是原来的数据，似乎继电器有无数个
14、接点一样，使用起来十分方便。 22 PLC的应用设计步骤在较复杂的逻辑控制系统，尤其是顺序控制的程序中，由于内部的联锁，互动关系极其复杂，其梯形图往往长达数百行，通常由熟练的电气工程师才能编制出这种程序。在许多的PLC中增加了步进顺序控制指令，同时辅之以大量状态元件，利用状态转移图进行程序设计。这种设计方法是利用PLC状态元件的条件转移功能来实现的。利用这种先进的编程方法，初学者很容易编出复杂的顺序控制程序，大大提高工作效率。在调试运行中也有许多方便。只要遵循编程规则，梯形图和状态转移图(简称状态图)可以混合使用。本书只介绍三菱公司FX2系列可编程控制器的使用和编程方法，读者可举一反三。一般P
15、LC的应用设计可遵循以下步骤进行：确定被控系统必须完成的动作及完成这些动作的顺序；分配输入输出设备，即确定哪些外围设备是送信号到PLC，哪些外围设备是接收来自PLC的信号的，并将PLC的输入、输出口与之对应进行分配；设计PLC的梯形图或状态图，梯形图或状态图必须体现按正确的顺序要完成的全部功能及其相互关系；将梯形图转换成PLC，程序或实现用计算机对PLC的梯形图直接编程；对程序进行调试(模拟或现场)；保存已完成的程序。在利用可编程控制器完成一个复杂的控制任务之前，首先要正确估计PLC所完成的控制任务，规划其输入端、输出端、内部继电器的用途，画出PLC外部接线图和内部继电器的使用分配表。然后进行各部分控制功能的梯形图或状态图的绘制，并将绘制好梯形图或状态图进行综合。在绘制好梯形图之后，将梯形图转换成助记符形式的程序，利用编程器将程序输入PLC，以便执行。现在大多数PLC有计算机编译软件，可进行计算机直接绘制梯形图并编译，省去人工将梯形图编译为PLC程序的不便，而且可在计算机上进行仿真运行和调试，并可通过通讯功能直接传人PLC。以三菱公司的FX系列和OMRON公司的C系列PLC为例，
