【正文】 數(shù)控機(jī)床 PLC控制 PLC的分類 、 組成及其工作方式； 常用的編程語言； 應(yīng)用 PLC時需要掌握的電氣基本知識； 數(shù)控機(jī)床 PLC系統(tǒng)設(shè)計及調(diào)試； 機(jī)床數(shù)控中 PLC控制應(yīng)用實例 。 主要內(nèi)容 可編程控制器是計算機(jī)技術(shù)與自動控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一種通用工業(yè)控制器 。 在此之前 ， 機(jī)床的順序控制是以機(jī)床當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)為依據(jù) ， 使機(jī)床按預(yù)先規(guī)定好的動作依次地工作 ， 這種控制方式的實現(xiàn) ， 是由傳統(tǒng)的繼電器邏輯電路 RLC（ Relay Logic Circuit） 完成的 。 RLC是將繼電器 、 接觸器 、 按鈕 、 開關(guān)等機(jī)電式控制器件用導(dǎo)線 、 端子等連接起來的電路 ， 以實現(xiàn)規(guī)定的順序控制功能 。 可編程控制器概述 （ 1） PLC是一種專用于工業(yè)順序控制的微機(jī)系統(tǒng) 。 為了適應(yīng)順序控制的要求 ， PLC省去了微機(jī)的一些數(shù)字運(yùn)算功能 ，而強(qiáng)化了邏輯運(yùn)算控制功能 ， 是一種介于繼電器控制和微機(jī)控制之間的自動控制裝置； （ 2） PLC是專為在惡劣的工業(yè)環(huán)境下使用而設(shè)計的 ， 所以具有很強(qiáng)的抗干擾能力 。 除輸入 /輸出部分采用光電隔離的措施外 ， 對電源 、 運(yùn)算器 、 控制器 、 存儲器等也設(shè)置了多種保護(hù)和屏蔽 。 PLC沒有繼電器那種機(jī)械觸點(diǎn) ， 因此 ， 不存在觸點(diǎn)的接觸不良 、 熔焊 、 磨損和線圈損壞等故障； 可編程控制器的特點(diǎn)與分類 ： ? 可編程控制器（ PLC）具有如下特點(diǎn)： ? （ 3）相對于 RLC， PLC采用軟件實現(xiàn)用戶控制邏輯，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，很容易裝入機(jī)床內(nèi)部或電氣箱內(nèi)，便于實現(xiàn)動作復(fù)雜的控制邏輯和數(shù)控機(jī)床的機(jī)電一體化； ? （ 4）目前大多數(shù)的 PLC，均采用梯形圖編程方式。梯形圖與繼電器邏輯控制電路圖十分相似，圖形符號形象直觀、工作原理易于理解和掌握、編程簡單、操作方便、改變程序靈活； ? （ 5） PLC可與編程器、個人計算機(jī)等聯(lián)接，可以很方便地實現(xiàn)程序的顯示、編輯、診斷、存儲和傳送等操作。 ? PLC的產(chǎn)品很多，型號規(guī)格也不統(tǒng)一，可以從結(jié)構(gòu)、原理、規(guī)模等方面分類。 ? 從數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的角度可編程控制器可分為兩類： ? 一類是 CNC的生產(chǎn)廠家專為數(shù)控機(jī)床順序控制而將數(shù)控裝置（ CNC）和 PLC綜合起來而設(shè)計制造的 “ 內(nèi)裝型 ”（ Buildin Type） PLC。 ? 另一類是專業(yè)的 PLC生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品，它們的輸入 /輸出信號接口技術(shù)規(guī)范，輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)、程序存儲容量以及運(yùn)算和控制功能均能滿足數(shù)控機(jī)床的控制要求，稱為 “ 獨(dú)立型 ” （ Sdandalone Type） PLC。 ? 可編程控制器的分類： 內(nèi)裝型 PLC從屬于 CNC裝置， PLC與 CNC裝置之間的信號傳送在 CNC裝置內(nèi)部即可實現(xiàn)。 PLC與數(shù)控機(jī)床之間則通過 CNC輸入 /輸出接口電路實現(xiàn)信號傳送： PLC ?（ 1）內(nèi)裝型 PLC實際是 CNC裝置帶有的 PLC功能。一般作為 CNC裝 ? 置的基本功能提供給用戶； ?（ 2）內(nèi)裝型 PLC的性能指標(biāo)是根據(jù)從屬的 CNC系統(tǒng)的規(guī)格、性能、 ? 適用機(jī)床的類型等確定的。其硬件和軟件部分是被作為 ? CNC系統(tǒng)的基本功能或附加功能與 CNC系統(tǒng)其他功能統(tǒng)一設(shè) ? 計、制造的。因此，系統(tǒng)的硬件和軟件整體結(jié)構(gòu)十分緊湊， ? 且 PLC所具有的功能針對性強(qiáng)，技術(shù)指標(biāo)合理、實用，尤 ? 其適用于單機(jī)數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用場合； ? 內(nèi)裝型 PLC具有如下特點(diǎn)： ? (3）在系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)上，內(nèi)裝型 PLC可與 CNC共用 CPU，也可以單獨(dú)使用一個 CPU；硬件控制電路可與 CNC裝置其它電路制作在同一塊印刷電路板上，也可以單獨(dú)制成一塊附加電路板，當(dāng) CNC裝置需要附加 PLC功能時，再將此附加電路板安裝到 CNC裝置上；內(nèi)裝型PLC一般不單獨(dú)配置輸入 /輸出接口電路，而是使用 CNC系統(tǒng)本身的輸入 /輸出電路； PLC所用電源由 CNC裝置提供，不需另備電源； ? （ 4）采用內(nèi)裝型 PLC結(jié)構(gòu)， CNC系統(tǒng)可以具有某些高級控制功能。如梯形圖編輯和傳送功能，在 CNC內(nèi)部直接處理大量信息等。 獨(dú)立型 PLC又稱外裝型或通用型 PLC。 對數(shù)控機(jī)床而言 ， 獨(dú)立型 PLC獨(dú)立于 CNC裝置 ， 具有完備的硬件結(jié)構(gòu)和軟件功能 ， 能夠獨(dú)立完成規(guī)定的控制任務(wù) 。 ? 2. 獨(dú)立型 PLC ? 獨(dú)立型 PLC具有如下特點(diǎn)： ? （ 1)獨(dú)立型 PLC具有如下基本的功能結(jié)構(gòu)： ? CPU及其控制電路； ? 系統(tǒng)程序存儲器； ? 用戶程序存儲器； ? 輸入 /輸出接口電路； ? 與編程機(jī)等外部設(shè)備通訊的接口和電源 （ 3）性價比不如內(nèi)裝型 PLC。 目前，提供獨(dú)立型 PLC廠商主要有：德國西門子、美國羅克韋爾、日本三菱等公司。 PLC實質(zhì)是一種專用計算機(jī) ， 它的組成形式基本上與微機(jī)相同 ， 主要包括： 微處理器 （ CPU） 、 存儲器 、 用戶輸入 /輸出部分 、 輸入 /輸出擴(kuò)展接口 、 外圍設(shè)備以及電源等 。對于內(nèi)裝型 PLC， CPU、 存儲器 、 外圍設(shè)備 、 電源等部分一般與 CNC裝置共用 。 ： （ 1） CPU 可編程控制器的組成及工作方式 (2） 存儲器 PLC一般配有系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器 ， 前者用作存儲監(jiān)控程序 、 模塊化應(yīng)用子程序和各種系統(tǒng)參數(shù)等 。 后者用作存放用戶程序 。 系統(tǒng)存儲器用戶通常不能直接存取 ， 因此 ， 存儲器的容量是指用戶存儲器的容量 。 （ 3） 用戶輸入 /輸出部分 （ 4） I/O擴(kuò)展模塊 （ 5） 外圍設(shè)備 PLC的基本工作方式是順序執(zhí)行用戶程序，每一時刻執(zhí)行一條指令，由于相對于外部電氣信號有足夠的執(zhí)行速度，從宏觀上看是實時響應(yīng)的。對用戶程序的執(zhí)行一般有循環(huán)掃描和定時掃描兩種，掃描過程分為三個階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段， 2. PLC的基本工作方式 （ 1） 輸入采樣階段 （ 2） 程序執(zhí)行階段 （ 3） 輸出刷新階段 輸入映像寄存器輸入端子輸入信號輸入采樣階段 程序執(zhí)行階段重復(fù)工作輸出端子輸出鎖存電路輸出信號輸出映像寄存器輸出刷新階段 PLC執(zhí)行完上述的三個階段稱為一個掃描周期 ， 掃描周期因 PLC的機(jī)型和程序中采用各類指令的組成比例而異 ， 一般執(zhí)行 1000條指令時間約為 1ms到 20ms之間 . PLC執(zhí)行完一個工作周期后，在第二個工作周期輸入采樣階段進(jìn)行輸入刷新，因而輸入寄存器的數(shù)據(jù)，由上一個刷新時間 PLC輸入端子的狀態(tài)決定。 1. 梯形邏輯圖 （ LAD） 梯形邏輯圖簡稱梯形圖 （ ladder diagram 簡寫為 LAD） ,它是從繼電器 接觸器控制系統(tǒng)的電氣原理圖演化而來的 ， 是一種圖形語言 ， 它沿用了常開觸點(diǎn) 、 常閉觸點(diǎn) 、 繼電器線圈 、 接觸器線圈 、 定時器和計數(shù)器等等術(shù)語和圖形符號 ， 也增加了一些簡單的計算機(jī)符號 ， 來完成時間上的順序控制操作 。 觸點(diǎn)和線圈等的圖形符號就是編程語言的指令符號 。 這種編程語言與電路圖相呼應(yīng) ， 簡單 、 形象 、 直觀 、 易編程 、容易掌握 ， 是目前應(yīng)用最廣泛的編程語言之一 。 常見的編程語言 （ STL） ? 指令語句表簡稱語句表（ statement list 簡寫為 STL），類似于計算機(jī)的匯編語言，它是用語句助記符來編程的。不同的機(jī)型有不同的語句助記符，但都要比匯編語言簡單得多，很容易掌握，也是目前用得最多的編程方法。 ? 命令語句主要使用邏輯語言建立 PLC 輸入和輸出的關(guān)系