PLC在数控机床中的应用Word格式文档下载.docx
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目前,可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长久的发展。
ﻫ 我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。
最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。
接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PＬC的应用。
目前,我国自己已可以生产中小型可编程控制器。
上海东屋电气有限公司生产的CＦ系列、杭州机床电器厂生产的DＫＫ及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。
此外,无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。
可以预期，随着我国现代化进程的深入,PLC在我国将有更广阔的应用天地。
1．ＰLC在数控机床中的应用ﻩ1
１．1
PLC和NＣ的关系ﻩ1
１.2
PＬC在数控机床中的应用１．2.1
PLC在数控机床中的应用形式ﻩ1
1.２.2
PＬC与数控系统及数控机床间的信息交换 ﻩ2
1.2.3
PLC在数控机床中的工作流程 2
１.3
PＬC的特点 ﻩ3
1.３．2功能强，适应面广 ３
1.3.３
编程简单，容易掌握 3
2.PCL的应用现状ﻩ5
结论ﻩ8
致谢语ﻩ９
参考文谢ﻩ10
1.PLC在数控机床中的应用
１.1
PLC和NC的关系
ＰＬC用于通用设备的自动控制,称为可编程控制器。
ＰＬC用于数控机床的外围辅助电气的控制，称为可编程序机床控制器。
因此,在很多数控系统中将其称之为ＰMＣ（programmａble
machinｅ
toｏl
controller）。
数控系统有两大部分,一是NC、二是ＰＬC，这两者在数控机床所起的作用范围是不相同的。
可以这样划分NC和ＰLC的作用范围：
1、实现刀具相对于工件各坐标轴几何运动规律的数字控制。
这个任务是由ＮC来完成；
2、机床辅助设备的控制是由PLC来完成。
它是在数控机床运行过程中，根据CNＣ内部标志以及机床的各控制开关、检测元件、运行部件的状态,按照程序设定的控制逻辑对诸如刀库运动、换刀机构、冷却液等的运行进行控制。
ﻫ 在数控机床中这两种控制任务,是密不可分的,它们按照上面的原则进行了分工,同时也按照一定的方式进行连接。
NC和PLC的接口方式一直遵循国际标准“IＳSO
43３6－1981（E）机床数字控制-数控装置和数控机床电气设备之间的接口规范”的规定，接口分为几种类型:
与驱动命令有关的连接电路；
数控装置与测量系统和测量传感器间的连接电路；
电源及保护电路;
通断信号及代码信号连接电路。
从接口分类的标准来看，第一类、第二类连接电路传送的是数控装置与伺服单元、伺服电机、位置检测以及数据检测装置之间控制信息。
第三类是由数控机床强电电路中的电源控制控制电路构成。
通常由电源变压器、控制变压器、各种断路器、保护开关、继电器、接触器等等构成。
为其他电机、电磁阀、电磁铁等执行元件供电。
这些相对于数控系统来讲，属于强电回路。
这些强电回路是不能够和控制系统的弱电回路，直接相连接的,只能够通过中间继电器等电子元器件转换成直流低压下工作的开关信号,才能够成为ＰLC或继电器逻辑控制电路的可接受的电信号。
反之，PＬC或继电器逻辑控制来的控制信号，也必须经过中间继电器或转换电路变成能连接到强电路的信号，再由强电回路驱动执行元件工作。
第四类信号是数控装置向外部传送的输入输出控制信号。
1.2
PLC在数控机床中的应用ﻫ１.2.１
PＬC在数控机床中的应用形式
PLC在数控机床中应用
通常有两种形式：
一种称为内装式;
一种称为独立式。
内装式ＰLC也称集成式ＰＬC，采用这种方式的数控系统,在设计之初就将ＮC和ＰLC结合起来考虑，NC和ＰLC之间的信号传递是在内部总线的基础上进行的，因而有较高的较高交换速度和较宽的信息通道。
它们可以共用一个CPＵ也可以是单独的CＰＵ这种结构从软硬件整体上考虑,
ＰＬC
和NC
之间没有多余的导线连接，
增加了系统的可靠性,
而且NC
和ＰＬC
之间易实现许多高级功能。
PLＣ
中的信息也能通过CＮC
的显示器显示，
这种方式对于系统的使用具有较大的优势。
高档次的数控系统一般都采用这种形式的PLC。
独立式ＰLC也称外装式ＰLC,它独立于NC装置，具有独立完成控制功能的PＬC。
在采用这种应用方式式，可根据用户自己的的特点，选用不同专业PＬＣ厂商的产品,并且可以更为方便的对控制规模进行调整
ﻫ1．２．2
PＬC与数控系统及数控机床间的信息交换ﻫ 相对于PLC,机床和NC就是外部。
PLＣ与机床以及NC之间的信息交换，对于PLC的功能发挥，是非常重要的。
PLC与外部的信息交换，通常有几个部分；
机床侧至PLC：
机床侧的开关量信号通过I/O单元接口输入到ＰLC中,除极少数信号外，绝大多数信号的含义及所配置的输入地址,均可由PＬＣ程序编制者或者是程序使用者自行定义。
数控机床生产厂家可以方便的根据机床的功能和配置，对PLC程序和地址分配进行修改;
PLC至机床：
PＬC的控制信号通过ＰLC的输出接口送到机床侧，所有输出信号的含义和输出地址也是由PLC程序编制者或者是使用者自行定义；
CＮC至PＬＣ:
CNC送至PLＣ的信息可由ＣNC
直接送入PＬC的寄存器中,所有CＮC送至PLＣ的信号含义和地址（开关量地址或寄存器地址）
均由CNC
厂家确定,ＰLC编程者只可使用不可改变和增删。
如数控指令的Ｍ、S、T
等功能,通过CNＣ译码后直接送入PＬC相应的寄存器中；
PLC至CNC：
ＰLＣ
送至CNC
的信息也由开关量信号或寄存器完成，所有PLＣ送至CNC的信号地址与含义由CＮC
厂家确定,ＰＬC
编程者只可使用,不可改变和增删。
ﻫ1．2．3
PＬＣ在数控机床中的工作流程ﻫ ＰLC在数控机床中的工作流程,通常的PLＣ工作流程基本上是一致的,分为以下几个步骤:
输入采样：
输入采样,就是ＰLＣ以顺序扫描的方式读入所有输入端口的信号状态,并将此状态，读出输入到映象寄存器中。
当然，在程序运行周期中这些信号状态是不会变化的,除非一个新的扫描周期的到来，并且原来端口信号状态已经改变，输入到映象寄存器的信号状态才会发生变化;
程序执行：
程序执行阶段系统会对程序进行特定顺序的扫描，并且同时读出输入映像寄存区、输出映像寄存区的读取相关数据，在进行相关运算后,将运算结果存入输出映像寄存区供输出和下次运行使用；
出刷新阶段:
在所指令执行完成后,输出映像寄存区的所有输出继电器的状态（接通/断开）在输出刷新阶段转存到输出锁存器中，通过特定方式输出，驱动外部负载。
ﻫ
1.3
PＬＣ的特点
ＰLC是应社会生产而产生的,从一开始发展到现在一直是向可靠性高，抗干扰能力强、配套齐全,功能完善,适用性强易学易用,深受工程技术人员欢迎、系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造、体积小，重量轻，能耗低、对环境条件无要求、价格低廉等社会生产方面的要求发展。
工业生产对控制设备的可靠性要求：
平均故障间隔时间长;
故障修复时间（平均修复时间）短任何电子设备产生的故障，通常为两种：
一、偶发性故障。
由于外界恶劣环境如电磁干扰、超高温、超低温、过电压、欠电压、振动等引起的故障。
这类故障,只要不引起系统部件的损坏,一旦环境条件恢复正常，系统也随之恢复正常。
但对ＰLC而言,受外界影响后,内部存储的信息可能被破坏。
二、永久性故障。
由于元器件不可恢复的破坏而引起的故障。
1.3.1
通用性强,控制程序可变,使用方便ﻫ PＬC品种齐全的各种硬件装置,可以组成能满足各种要求的控制系统,用户不必自己再设计和制作硬件装置。
用户在硬件确定以后,在生产工艺流程改变或生产设备更新的情况下，不必改变PＬＣ的硬设备,只需改编程序就可以满足要求。
因此，ＰLC除应用于单机控制外,在工厂自动化中也被大量采用。
1．3．2功能强,适应面广
现代ＰLC不仅有逻辑运算、计时、计数、顺序控制等功能，还具有数字和模拟量的输入输出、功率驱动、通信、人机对话、自检、记录显示等功能。
既可控制一台生产机械、一条生产线，又可控制一个生产过程。
1.3.3
编程简单，容易掌握
目前，大多数PLC仍采用继电控制形式的“梯形图编程方式”。
既继承了传统控制线路的清晰直观，又考虑到大多数工厂企业电气技术人员的读图习惯及编程水平,所以非常容易接受和掌握。
梯形图语言的编程元件的符号和表达方式与继电器控制电路原理图相当接近。
通过阅读PＬC的用户手册或短期培训,电气技术人员和技术工很快就能学会用梯形图编制控制程序。
同时还提供了功能图、语句表等编程语言。
ﻫＰLC在执行梯形图程序时，用解释程序将它翻译成汇编语言然后执行（ＰLC内部增加了解释程序）。
与直接执行汇编语言编写的用户程序相比,执行梯形图程序的时间要长一些,但对于大多数机电控制设备来说，是微不足道的,完全可以满足控制要求。
ＰLＣ发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。
可以用于各种规模的工业控制场合。
近年来ＰLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNＣ等各种工业控制中。
加上ＰＬC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用ＰLC组成各种控制系统变得非常容易。
2.ＰCL的应用现状
PLＣ在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势是其它工控产品难以比拟的。
随着PLC技术的发展，它在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。
在机床的实际设计和生产过程中，为了提高数控机床加工的精度，对其定位控制装置的选择就显得尤为重要。
整机控制系统具有程序设计思路清晰、硬件电路简单实用、可靠性高、抗干扰能力强，具有良好的性能价格比等显著优点，其软硬件的设计思路可供矿企业的相关数控床设计改造借鉴。
数控机床是一种高精度、高效率的自动化设备,提高数控机床的可靠性就显得尤为重要。
可靠度是评价可靠性的主要定量指标之一，其定义为:
产品在规定条件下和规定时间内,完成规定功能的概率。
对数控机床来说,这里的功能主要指数控机床的使用功能,例如数控机床的各种机能,伺服性能等。
数控机床的功能部件对机床的功能扩展和性能的提升起着极为重要的作用,因此，它不同于一般配套件和附件的选用,不仅须与数控机床的整体结构谐和协调,融入整机系
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