【文章內(nèi)容簡介】 理 – 數(shù)控軟件中一些子程序的實時性很強，決定了中斷成為整個系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分。 – CNC系統(tǒng)的中斷管理主要由硬件完成，系統(tǒng)的中斷結(jié)構(gòu)決定了軟件結(jié)構(gòu)。 ? 外部中斷 ? 內(nèi)部定時器中斷 ? 硬件故障中斷 ? 程序性中斷 CNC裝置軟件結(jié)構(gòu)特點 第 3章 計算機數(shù)控系統(tǒng) ?系統(tǒng)的中斷結(jié)構(gòu)決定了軟件結(jié)構(gòu)。 ?在常規(guī)的 CNC系統(tǒng)中一般采用兩種典型結(jié)構(gòu)： –中斷型結(jié)構(gòu) –前后臺型結(jié)構(gòu) 常規(guī) CNC裝置的軟件結(jié)構(gòu) 第 3章 計算機數(shù)控系統(tǒng) ? 中斷型軟件結(jié)構(gòu)的特點是除了初始化程序之外，整個系統(tǒng)軟件的各種功能模塊分別安排在不同級別的中斷服務(wù)程序中，整個軟件就是一個大的中斷系統(tǒng)。 ? 管理功能通過各級中斷服務(wù)程序之間的相互通訊來解決。 中斷型結(jié)構(gòu) 工程實例 35 第 3章 計算機數(shù)控系統(tǒng) ? 將 CNC系統(tǒng)整個控制軟件分為前臺程序和后臺程序，二者相互配合完成整個控制任務(wù) 。 – 前臺程序 是一個實時中斷服務(wù)程序，實現(xiàn)插補、位置控制及機床開關(guān)邏輯控制等實時功能； – 后臺程序 又稱背景程序，是一個循環(huán)運行程序，完成管理功能和數(shù)控加工程序的輸入和預(yù)處理（即譯碼、刀具補償和加減速處理等數(shù)據(jù)計算）任務(wù)。 前后臺型結(jié)構(gòu) 后 臺 程 序 初 始 化實 時 中 斷程 序?qū)?時 中 斷程 序知識點： 系統(tǒng)啟動，初始化完成后，進入后臺程序循環(huán)中，實時中斷程序不斷插入此循環(huán)過程，完成各項實時控制任務(wù)。 工程實例 36 ?AB公司7360CNC的軟件結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)初始化等待緊停復(fù)位背景程序M C U 總清方式選擇自動/ 單段手動鍵盤增量點動；連續(xù)點動；回參考點；設(shè)置零點；閱讀機復(fù)位；測試方式；C R T 顯示操作命令；M D I 段；執(zhí)行；數(shù)據(jù)輸入；C R T 顯示等待循環(huán)起動段執(zhí)行程序；讀程序到緩存區(qū)；譯碼；處理傳送；等待段完成狀態(tài)檢查M 02E O R M 30 倒帶 自動循環(huán)停處理1 0. 24 m s 中斷 閱讀機中斷 鍵盤中斷保護現(xiàn)場位置伺服面板掃描P A L 程序插補面板輸出恢復(fù)現(xiàn)場存入字符存入字符恢復(fù)現(xiàn)場恢復(fù)現(xiàn)場保護現(xiàn)場保護現(xiàn)場返回返回 返回第 3章 計算機數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控機床用可編程控制器 ? 加工過程中主軸起動、停止和換向，刀具的交換，工件夾緊或松開，冷卻液的開或關(guān)，潤滑系統(tǒng)的開關(guān)和運行，液壓系統(tǒng)的起或停等 輔助功能的控制遵循一定的邏輯關(guān)系、順序關(guān)系。 ? 可編程控制器 （ Programmable Logic Controller， PLC) 以順序控制為主，回路調(diào)節(jié)為輔，能夠完成邏輯、順序、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等功能，是功能強大的 順序控制裝置 。 知識點： 早期的數(shù)控機床大多采用繼電器邏輯線路實現(xiàn)，存在只能解決開關(guān)量的簡單邏輯運算、控制功能有限、修改控制邏輯重新布線較大等難以克服的缺點。當(dāng)前 只用于控制邏輯較為簡單的數(shù)控機床。 第 3章 計算機數(shù)控系統(tǒng) ? PLC發(fā)展于 20世紀 60年代，是一類以微處理器為基礎(chǔ)的通用型自動控制裝置。 ? 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的電器邏輯控制裝置均采用 PLC。 ? PLC技術(shù)發(fā)展迅速。 – 據(jù)不完全統(tǒng)計：美國、日本、德國等生產(chǎn) PLC的廠家已達150多家，產(chǎn)品有數(shù)百種。 數(shù)控機床用可編程控制器 第 3章 計算機數(shù)控系統(tǒng) ? 美、日、德三國的產(chǎn)品代表了 PLC產(chǎn)品的三大流派 。 – 美國和歐洲的 PLC技術(shù)是在相互隔離情況下獨立研究開發(fā)的，因此其 PLC產(chǎn)品有明顯的差異性。 – 日本的 PLC技術(shù)由美國引進，對美國 PLC產(chǎn)品有一定的繼承性。 ? 美國和歐洲以大中型 PLC而聞名，而日本則以小型 PLC著稱。 ? 為了適應(yīng)不同的需要， PLC正朝著以下兩個方向發(fā)展： – 低檔 PLC向小型、簡易、廉價方向發(fā)展，使之廣泛地取代繼電器控制； – 中、高檔 PLC向大型、高速、多功能方向發(fā)展，使之能取代工業(yè)控制微機的部分功能，實現(xiàn)大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的自動控制。 數(shù)控機床用可編程控制器 第 3章 計算機數(shù)控系統(tǒng) ? 美國有 100多家 PLC廠商。 – 著名的有 AB公司、通用電氣（ GE）公司、莫迪康（ MODICON）公司、德州儀器（ TI）公司、西屋公司等 。 數(shù)控機床用可編程控制器 AB公司 GE公司 第 3章 計算機數(shù)控系統(tǒng) ? 德國的西門子（ SIEMENS）公司、 AEG公司，法國的 TE公司是歐洲著名的 PLC制造商。 – 西門子在中、大型 PLC產(chǎn)品領(lǐng)域與美國的 AB公司齊名。 – 西門子 PLC主要產(chǎn)品是 S S7系列。 數(shù)控機床用可編程控制器 TE公司 S7400 第 3章 計算機數(shù)控系統(tǒng) ? 在世界小型 PLC市場上，日本產(chǎn)品約占有 70％的份額。 – 日本有許多 PLC制造商，如三菱、歐姆龍、松下、富士、日立、東芝等。 數(shù)控機床用可編程控制器 松下 fp1c14rac 歐姆龍 cp1 三菱 Fx1n系列 富士 SPB系列 日立 microEH系列 東芝 PLC 第 3章 計算機數(shù)控系統(tǒng) （ 1） PLC的軟硬件結(jié)構(gòu) ? 實質(zhì)上是一種工業(yè)控制用的專用計算機。 ? 基本功能結(jié)構(gòu)框圖如下： – 系統(tǒng)由 中央處理器 (CPU)、 存儲器 、 輸入 /輸出模塊 、 編程器 、電源 和 外部設(shè)備 等組成，各部分通過總線相連。 PLC的結(jié)構(gòu)、工作原理及編程系統(tǒng) 4第 3章 計算機數(shù)控系統(tǒng) （ 1） PLC的軟硬件結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)由以下部分組成，各部分通過總線相連。 ? 中央處理器： 系統(tǒng)的 核心 ? 通過輸入模塊將現(xiàn)場信息輸入，并按用戶程序規(guī)定的邏輯進行處理，然后將結(jié)果輸出去控制外部設(shè)備。 ? 存儲器 ： 用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和工作數(shù)據(jù) ? 輸入 /輸出模塊 ： PLC與外部設(shè)備之間的 橋梁 ? 編程器 ： 用來開發(fā)、調(diào)試、運行應(yīng)用程序的特殊 工具 ? 外部設(shè)備 ： 擴展 接口 和智能 I/O模塊 ? 電源 ： 將外部交流電轉(zhuǎn)換為 PLC內(nèi)部所需的直流 電源 ? 一般來講，電源單元有三路輸出，一路供給 CPU模塊使用，一路供給編程器接口使用，還有一路供給各種接口模板使用。 PLC的結(jié)構(gòu)、工作原理及編程系統(tǒng) S I M A T I C 綜 述S I M A T I C 控 制 器S I E M E N SS I M A T I CS FR U NS T O PQ 0 . 0Q 0 . 1Q 0 . 2Q 0 . 3Q 0 . 4Q 0 . 5I 0 . 0I 0 . 1I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 4I 0 . 5I 0 . 6I 0 . 7 S 7 2 0 0C P U 2 1 2S I M A T I C P GS I M A T I C P CP G 7 4 0S I E M E N S7 8 94 5 61 2 30.D E FA B C I N SD E LS H IF T H E L PE S CE N T E RA C KS I M A T I C O P 1 7S H I F TH E L PK