【正文】 等，其中采用 C語言較多。 ? 語句表編程簡單明了，語句少，其結(jié)構(gòu)類似于電路的串并聯(lián)方式，容易掌握。 ? 每條命令語句包括命令部分和數(shù)據(jù)部分。 ? 命令語句主要使用邏輯語言建立 PLC 輸入和輸出的關(guān)系，其中包括邏輯 AND、 OR、 NOT及定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、移位寄存器、算術(shù)運(yùn)算和 PID控制功能等。 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(jì)算機(jī)的匯編語言，它是用語句助記符來編程的。觸點(diǎn)和線圈等的圖形符號就是編程語言的指令符號。 PLC執(zhí)行完上述的三個(gè)階段稱為一個(gè)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(shí)間約為 1ms到 20ms之間 . PLC執(zhí)行完一個(gè)工作周期后，在第二個(gè)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(gè)刷新時(shí)間 PLC輸入端子的狀態(tài)決定。 然后進(jìn)行邏輯運(yùn)算 ， 最后將所有結(jié)果送入輸出寄存器 。 先從輸入寄存器讀入所有輸入端子的狀態(tài) 。 在程序執(zhí)行階段即使外部輸入信號的狀態(tài)變化 ， 輸入寄存器的狀態(tài)也不會(huì)改變 ， 而狀態(tài)的變化只能在下一個(gè)工作周期的輸入采樣階段才被讀入 。對用戶程序的執(zhí)行一般有循環(huán)掃描和定時(shí)掃描兩種，掃描過程分為三個(gè)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 PLC在輸入采樣階段以掃描方式順序讀入所有輸入端子的狀態(tài) ，并存入輸入寄存器 。其中，編程設(shè)備可以是內(nèi)置的，也可以是外置編程器或可安裝于微機(jī)上的編程軟件。 擴(kuò)展模塊不能單獨(dú)使用 ，只能與主機(jī)一起使用 。 用作PLC與外部輸入 /輸出設(shè)備進(jìn)行連接 。 存儲(chǔ)器程序在硬件上 ， 動(dòng)態(tài)裝載部分一般采用RAM， 程序存儲(chǔ)和備份部分則采用 UVEPROM（ 紫外光擦除 ） 、 CMOS RAM（ 后備電池 ） 或 FLASH芯片 /卡 /盤 （ 不需電池 ） 等 。 后者用作存放用戶程序 。 它接收并存儲(chǔ)用戶程序和數(shù)據(jù)；用掃描方式接受當(dāng)前各輸入裝置的狀態(tài)；診斷 PLC內(nèi)部電路工作狀態(tài)和編程中的語法錯(cuò)誤；在運(yùn)行中讀取用戶程序 、 解釋指令的內(nèi)容 ， 按指令規(guī)定的任務(wù) ， 產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號 。 對于內(nèi)裝型PLC， CPU、 存儲(chǔ)器 、 外圍設(shè)備 、 電源等部分一般與 CNC裝置共用 。 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 。 例如： ? 可采用通訊模塊與外部輸入 /輸出設(shè)備、編程設(shè)備、上位機(jī)、下位機(jī)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換； ? 采用 D/A模塊可以對外部伺服裝置直接進(jìn)行控制； ? 采用計(jì)數(shù)模塊可以對加工數(shù)量、刀具使用次數(shù)、旋轉(zhuǎn)工作臺的分度數(shù)等進(jìn)行檢測和控制； ? 采用定位模塊可以直接對諸如刀庫、轉(zhuǎn)臺、旋轉(zhuǎn)軸等機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件或裝置進(jìn)行控制。 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) 。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。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(jì)、制造的。 PLC與數(shù)控機(jī)床之間則通過 CNC輸入 /輸出接口電路實(shí)現(xiàn)信號傳送： PLC （ 1）內(nèi)裝型 PLC實(shí)際是 CNC裝置帶有的 PLC功能。 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(chǔ)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。 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 。 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(shí)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(shí)現(xiàn)動(dòng)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 。 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(dòng)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(jì)的 ， 所以具有很強(qiáng)的抗干擾能力 ?！? 數(shù)控機(jī)床的控制由數(shù)控裝置和可編程控制器協(xié)調(diào)配合共同完成： 數(shù)控裝置主要完成與數(shù)字運(yùn)算和管理等有關(guān)的功能，如零件程序的編輯、插補(bǔ)運(yùn)算、譯碼、位置伺服控制等； 可編程控制器（以下簡稱 PLC）主要完成與邏輯運(yùn)算有關(guān)的一些動(dòng)作，沒有實(shí)現(xiàn)軌跡運(yùn)動(dòng)上的具體要求。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等特定功能的用戶指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 由于個(gè)人電腦（ Personal Computer）也簡稱 PC，而且已被廣為使用，故可編程控制器，習(xí)慣上仍稱作 PLC。因?yàn)檫@種裝置當(dāng)時(shí)稱為“可編程邏輯控制器”（ Programmable Logic Controller），故簡稱 PLC。當(dāng)機(jī)床中的受控對象較多，或控制動(dòng)作順序較復(fù)雜時(shí)，需要采用大量的器件，使得整個(gè) RLC 體積龐大，功耗高，可靠性差等，因此，只能用于工 業(yè)設(shè)備和簡單的數(shù)控機(jī)床。 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(shí)現(xiàn)規(guī)定的順序控制功能 。 主要內(nèi)容 可編程控制器是計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一種通用工業(yè)控制器 。 數(shù)控機(jī)床 PLC控制 可編程控制器 PLC是 20世紀(jì) 60年代發(fā)展起來的一種新型自動(dòng)化控制裝置 ， 已廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備 ， 而本書中僅僅討論 PLC在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用 。 ? PLC的分類 、 組成及其工作方式； ? 常用的編程語言； ? 應(yīng)用 PLC時(shí)需要掌握的電氣基本知識； ? 數(shù)控機(jī)床 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)及調(diào)試； ? 機(jī)床數(shù)控中 PLC控制應(yīng)用實(shí)例 。 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(dòng)作依次地工作 ， 這種控制方式的實(shí)現(xiàn) ， 是由傳統(tǒng)的繼電器邏輯電路 RLC（ Relay Logic Circuit） 完成的 。 可編程控制器概述 ? 只能解決開關(guān)量的簡單邏輯運(yùn)算 ， 定時(shí) 、 計(jì)數(shù)功能； ? 修改控制邏輯時(shí) ， 需要增減控制元器件和重新布線 ，安裝； ? 調(diào)試周期長 ， 工作量大； ? 繼電器、接觸器等器件體積較大，每個(gè)器件工觸點(diǎn)有限。 PLC存在一些難以克服的缺點(diǎn)： 1969年，美國 DEC 公司研制出世界上第一臺型號為“ PDP14”的可編程控制器，在通用汽車公司的自動(dòng)裝配線上使用，獲得了成功。 1980年，美國電氣制造協(xié)會(huì)（ NEMA）正式將這類裝置命名為“ Programmable Logic Controller”，簡稱 PC。1987年，國際電工委員會(huì)（ IEC）在頒布的可編程控制器國際標(biāo)準(zhǔn)草案中，對 PLC作了如下的規(guī)定： “可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下運(yùn)用而設(shè)計(jì)。可編程控制器及其輔助設(shè)備都應(yīng)按易于構(gòu)成一個(gè)工業(yè)控制系統(tǒng)，且它們所具有的全部功能易于應(yīng)用的原則設(shè)計(jì)。 （ 1） PLC是一種專用于工業(yè)順序控制的微機(jī)系統(tǒng) 。 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(chǔ)器等也設(shè)置了多種保護(hù)和屏蔽 。 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(gè)人計(jì)算機(jī)等聯(lián)接 ， 可以很方便地實(shí)現(xiàn)程序的顯示 、 編輯 、 診斷 、 存儲(chǔ)和傳送等操作 。 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(jì)制造的 “ 內(nèi)裝型 ” （ Buildin 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(shí)現(xiàn)。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。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(shí)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(gè) 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(shí)，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。 獨(dú)立型 PLC又稱外裝型或通用型 PLC。 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(chǔ)器； 用戶程序存儲(chǔ)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 （ 2)獨(dú)立型 PLC一般采用積木式模塊結(jié)構(gòu)或插板式結(jié)構(gòu)，各功能電路多做成獨(dú)立的模塊或印刷電路插板，具有安裝方便，功能易于擴(kuò)展和變更的優(yōu)點(diǎn)。 （ 3） 性價(jià)比不如內(nèi)裝型 PLC。 PLC實(shí)質(zhì)是一種專用計(jì)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(chǔ)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 。 ： （ 1） CPU 與通用微機(jī) CPU一樣 ， 它是主機(jī)的核心 。 可編程控制器的組成及工作方式 （ 2） PLC一般配有系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器 ， 前者用作存儲(chǔ)監(jiān)控程序 、 模塊化應(yīng)用子程序和各種系統(tǒng)參數(shù)等 。 系統(tǒng)存儲(chǔ)器用戶通常不能直接存取 ， 因此 ， 存儲(chǔ)器的容量是指用戶存儲(chǔ)器的容量 。 （ 3） 用戶輸入 /輸出部分 用戶輸入 /輸出部分包括輸入/輸出接口 ， 輸入 /輸出控制電路及隔離電路等 。 （ 4） I/O擴(kuò)展模塊 當(dāng)主機(jī)默認(rèn) I/O點(diǎn)數(shù)不夠時(shí) ， 可選配I/O擴(kuò)展模塊來擴(kuò)展 I/O點(diǎn)數(shù) 。 （ 5） 外圍設(shè)備 外圍設(shè)備根據(jù) PLC的型號與廠家的不同可配置編程設(shè)備，程序?qū)懭肫?，用戶程序卡，磁帶機(jī)，打印機(jī)， A/D， D/A卡，高速計(jì)數(shù)器， RS232/485通訊接口，光纖通訊接口等。 PLC的基本工作方式是順序執(zhí)行用戶程序，每一時(shí)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(shí)時(shí)響應(yīng)的。 接著轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段 。 （ 2） 程序執(zhí)行階段 PLC在程序執(zhí)行階段順序?qū)γ織l指令進(jìn)行掃描 。 若程序中規(guī)定要讀入某輸出狀態(tài) ， 則也在此時(shí)讀入 。 （ 3） 輸出刷新階段 所有指令執(zhí)行完畢后 ， 將輸出寄存器中所有的輸出狀態(tài)送到輸出電路 ， 成為 PLC的實(shí)際輸出 。 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(shí)器和計(jì)數(shù)器等等術(shù)語和圖形符號，也增加了一些簡單的計(jì)算機(jī)符號，來完成時(shí)間上的順序控制操作。 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。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。中小型 PLC一般用語句表編程。其命令部分要指定邏輯功能；其數(shù)據(jù)部分要指定功能存儲(chǔ)器的地址號或直接數(shù)值。 ? 計(jì)算機(jī)通用語言可以實(shí)現(xiàn)梯形圖法和指令語句表法難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜邏輯控制功能，但它沒有梯形圖法形象，