【正文】 或PLC與PC機之間的聯(lián)網(wǎng)通訊，使用PLC可以很方便的構(gòu)成“集中管理、分散控制”的分布式電氣控制系統(tǒng)，通過現(xiàn)場總線的PLC通訊網(wǎng)絡、可使工廠的各種資源共享，就更適合于工廠自動化的需要，為工廠自動化提供了技術(shù)保證。正是由于PLC電氣控制系統(tǒng)的種種優(yōu)點，可以大大提高單軸數(shù)控設(shè)備的工作穩(wěn)定性，為工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化帶來生機，同時，提高了PLC編程水平和時間能力，為今后在實際工作中熟練使用PLC進行工業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計打好基礎(chǔ)。 單軸數(shù)控運動系統(tǒng)的特點 高速、高精密化高速、精密是機床發(fā)展永恒的目標。隨著科學技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，機電產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快，對零件加工的精度和表面質(zhì)量的要求也愈來愈高。為滿足這個復雜多變市場的需求，當前機床正向高速切削、干切削和準干切削方向發(fā)展，加工精度也在不斷地提高。另一方面，電主軸和直線電機的成功應用，陶瓷滾珠軸承、高精度大導程空心內(nèi)冷和滾珠螺母強冷的低溫高速滾珠絲杠副及帶滾珠保持器的直線導軌副等機床功能部件的面市，也為機床向高速、精密發(fā)展創(chuàng)造了條件。數(shù)控車床采用電主軸，取消了皮帶、帶輪和齒輪等環(huán)節(jié)，大大減少了主傳動的轉(zhuǎn)動慣量，提高了主軸動態(tài)響應速度和工作精度，徹底解決了主軸高速運轉(zhuǎn)時皮帶和帶輪等傳動的振動和噪聲問題。采用電主軸結(jié)構(gòu)可使主軸轉(zhuǎn)速達到10000r/min以上。直線電機驅(qū)動速度高，加減速特性好，有優(yōu)越的響應特性和跟隨精度。用直線電機作伺服驅(qū)動，省去了滾珠絲杠這一中間傳動環(huán)節(jié)，消除了傳動間隙（包括反向間隙），運動慣量小，系統(tǒng)剛性好，在高速下能精密定位，從而極大地提高了伺服精度。直線滾動導軌副，由于其具有各向間隙為零和非常小的滾動摩擦，磨損小，發(fā)熱可忽略不計，有非常好的熱穩(wěn)定性，提高了全程的定位精度和重復定位精度。通過直線電機和直線滾動導軌副的應用，可使機床的快速移動速度由目前的10～20m/mim提高到60～80m/min，甚至高達120m/min。 高可靠性 數(shù)控機床的可靠性是數(shù)控機床產(chǎn)品質(zhì)量的一項關(guān)鍵性指標。數(shù)控機床能否發(fā)揮其高性能、高精度和高效率，并獲得良好的效益，關(guān)鍵取決于其可靠性的高低。 智能化、網(wǎng)絡化、柔性化和集成化21世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)。智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方面的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控等方面的內(nèi)容，以方便系統(tǒng)的診斷及維修等。網(wǎng)絡化數(shù)控裝備是近年來機床發(fā)展的一個熱點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式，如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。數(shù)控機床向柔性自動化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢是：從點（數(shù)控單機、加工中心和數(shù)控復合加工機床）、線（FMC、FMS、FTL、FML）向面（工段車間獨立制造島、FA）、體（CIMS、分布式網(wǎng)絡集成制造系統(tǒng)）的方向發(fā)展，另一方面向注重應用性和經(jīng)濟性方向發(fā)展。柔性自動化技術(shù)是制造業(yè)適應動態(tài)市場需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段，是各國制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢，是先進制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)。其重點是以提高系統(tǒng)的可靠性、實用化為前提，以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標，注重加強單元技術(shù)的開拓和完善。CNC單機向高精度、高速度和高柔性方向發(fā)展。數(shù)控機床及其構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)能方便地與CAD、CAM、CAPP及MTS等聯(lián)結(jié)，向信息集成方向發(fā)展。網(wǎng)絡系統(tǒng)向開放、集成和智能化方向發(fā)展。第二章 可編程控制器（PLC）與步進電機 可編程控制器起源20世紀是人類科學技術(shù)迅猛發(fā)展的一個世紀，電氣控制技術(shù)也由繼電器控制過渡到計算機控制系統(tǒng)。各種工業(yè)用計算機控制產(chǎn)品的出現(xiàn)，對提高機械設(shè)備的自動控制性能起到了關(guān)鍵的作用。進入21世紀，各種自動控制產(chǎn)品的出現(xiàn)正向著控制可靠，操作簡單，通用強，價格低的方向發(fā)展，使自動控制的實現(xiàn)越來越容易。自動控制裝置的研究，是為了最大限度在滿足人們及機械設(shè)備的要求。曾一度在控制領(lǐng)域占主導位置的繼電器控制系統(tǒng)，存在著控制能力弱，可靠性低的缺點，并且設(shè)備的固定接線控制裝置不利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代。20世紀60年代末期，在技術(shù)改革浪潮產(chǎn)沖擊下，使汽車結(jié)構(gòu)及外形為斷改進，品種不斷增加，需要經(jīng)常變更生產(chǎn)工藝。這就希望在控制成本的前提下，盡可能縮短產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期，以滿足生產(chǎn)的需求，使企業(yè)在激烈的市場競爭中取勝。 可編程控制器的主要特點(1) 可靠性高，抗干擾能力強。由于采用大規(guī)模集成電路和微處理器，使系統(tǒng)器件數(shù)大大減少，并且在硬件的設(shè)計和制造的過程中采取了一系列隔離和抗干擾措施，使它能適應惡劣的工作環(huán)境，具有很高的可靠性。(2) 編程簡單，使用方便。目前大多數(shù)PLC均采用梯形圖編程言，沿用了繼電接觸控制的一些圖形符號，直觀清晰，易于掌握。(3) 通用性好，具有在線修改能力。PLC硬件采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以靈活地組態(tài)以適應不同的控制對象，控制規(guī)模和控制功能的要求。且可通過修改軟件，來實現(xiàn)在線修改的能力，因此其功能易于擴展，具有廣泛的工業(yè)通用性。(4) 縮短設(shè)計、施工、投產(chǎn)的周期，維護容量。目前PLC產(chǎn)品朝著系列化、標準化方向發(fā)展，只需根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，選用相應的模塊進行組合設(shè)計，同時用軟件編程代替了繼電控制的硬連線，大大減輕了接線工作，同時PLC還具有故障檢測和顯示功能，使故障處理時間縮短。(5) 體積小，易于實現(xiàn)機電一體化。
PLC體積小，重量輕，便十安裝。的結(jié)構(gòu)緊湊，它與被控制對象的硬件連接方式簡單、接線少，便于維護。
可編程控制器的語言特點和形式 語言特點 圖形式指令結(jié)構(gòu): 程序由圖形方式表達，指令由不同的圖形符號組成，易于理解和記憶。系統(tǒng)的軟件開發(fā)者已把工業(yè)控制中所需的獨立運算功能編制成象征性圖形，用戶根據(jù)自己的需要把這些圖形進行組合，并填入適當?shù)膮?shù)。在邏輯運算部分，幾乎所有的廠家都采用類似于繼電器控制電路的梯形圖，很容易接受。如西門子公司還采用控制系統(tǒng)流程圖來表示，它沿用二進制邏輯元件圖形符號來表達控制關(guān)系，很直觀易懂。較復雜的算術(shù)運算、定時計數(shù)等，一般也參照梯形圖或邏輯元件圖給于表示，雖然象征性不如邏輯運算部分，也受用戶歡迎。 : 圖形符相當于操作碼，規(guī)定了運算功能，操作數(shù)由用戶填人，如:K400, T120等。PLC中的變量和常數(shù)以及其取值范圍有明確規(guī)定，由產(chǎn)品型號決定，可查閱產(chǎn)品目錄手冊。 : PLC的程序結(jié)構(gòu)通常很簡單，典型的為塊式結(jié)構(gòu)，不同塊完成不同的功能，使程序的調(diào)試者對整個程序的控制功能和控制順序有清晰的概念。 : 使用匯編語言和高級語言編寫程序，要完成編輯、編譯和連接三個過程，而使用編程語言，只需要編輯一個過程，其余由系統(tǒng)軟件自動完成,不要求用戶有高深的軟件設(shè)計能力。 : 無論是匯編程序，還是高級語言程序調(diào)試，都是令編輯人員頭疼的事，而PLC的程序調(diào)試提供了完備的條件，使用編程器，利用PLC和編程器上的按鍵、顯示和內(nèi)部編輯、調(diào)試、監(jiān)控等，并在軟件支持下，診斷和調(diào)試操作都很簡單。 總之，PLC的編程語言是面向用戶的，對使用者不要求具備高深的知識、不需要長時間的專門訓練。 編程語言的形式 PLC最常用的兩種編