19数控机床PLC基础知识.pptx

数控机床数控机床PLC基础知识基础知识一、概述一、概述 二、二、PLC组成组成三、三、PLC工作原理工作原理 五、本次课小结五、本次课小结四、四、PMC控制基础知识控制基础知识 数控机床数控机床PLC基础知识基础知识1、知识目标、知识目标1）了解PLC的组成及工作原理。2）掌握数控机床PMC控制基础知识。2、能力目标、能力目标1）能正确描述PMC控制的特点3、素质目标、素质目标1）专心听讲，认真思考。2）不玩手机，不打瞌睡，不咀嚼槟榔。3）积极互动，按时完成课堂作业。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识一、一、一、一、PLCPLC概述概述概述概述 可编程序控制器可编程序控制器PC（Programmable Controller）又称可编程）又称可编程序逻辑控制器序逻辑控制器PLC（Programmable Logic Cntroller），是在继电），是在继电器控制和计算机控制的基础上，逐步发展成以微处理器为核心，把器控制和计算机控制的基础上，逐步发展成以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制工业自动控制装置。装置。PLC的产生和发展原因：的产生和发展原因：继继电电器器控控制制柜柜的的缺缺点点：体体积积大大、耗耗电电多多、线线路路繁繁杂杂、控控制制逻辑不易更改；成本高、可靠性低、维修困难。逻辑不易更改；成本高、可靠性低、维修困难。现现代代社社会会的的要要求求：制制造造业业的的产产品品多多样样化化、高高质质量量、高高效效率率；对市场变化能快速反应。对市场变化能快速反应。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识可编程控制器出现以前，继电器控制在工业控制领域占主导可编程控制器出现以前，继电器控制在工业控制领域占主导地位；地位；1968年，为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变年，为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，美国最大的汽车制造厂家化的需要，美国最大的汽车制造厂家通用汽车公司通用汽车公司(GM)提出了研制可编程序控制器的基本设想，即提出了研制可编程序控制器的基本设想，即(1)能用于工业现场。能用于工业现场。(2)能改变其控制能改变其控制“逻辑逻辑”，而不需要变动组成它的元件和修，而不需要变动组成它的元件和修改内部接线。改内部接线。(3)出现故障时易于诊断和维修。出现故障时易于诊断和维修。1969 年，美国数字设备公司年，美国数字设备公司（DEC 公司公司）研制出了世界研制出了世界上第一台可编程控制器上第一台可编程控制器PDP14，并在美国通用汽车公司，并在美国通用汽车公司的自动装配线上试用成功，取得了满意的效果，可编程控的自动装配线上试用成功，取得了满意的效果，可编程控制器也由此诞生。制器也由此诞生。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识可编程控制器的发展可编程控制器的发展 1969年年 美国美国DEC数字设备公司研制出世界上第一台数字设备公司研制出世界上第一台PLC；1971年年 日本生产出微处理式日本生产出微处理式PLC；1973年年 欧洲开始生产；欧洲开始生产；1974年年 我国开始研制；我国开始研制；80年代年代 PLC技术开始成熟、进入应用阶段。技术开始成熟、进入应用阶段。PLC的七大生产厂家：（占有世界的七大生产厂家：（占有世界80%的市场）的市场）美国：美国：AB公司公司 GE公司公司 日本：日本：三菱公司三菱公司 OMRON（欧姆龙）（欧姆龙）德国：德国：SENMENS 法国：法国：TE公司、施耐德公司公司、施耐德公司 我国生产：引进与合资、组装（与美、日、德合作）。我国生产：引进与合资、组装（与美、日、德合作）。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识可编程控制器从诞生到现在，经历了四次换代：可编程控制器从诞生到现在，经历了四次换代：第一代第一代：1 位微处理器，位微处理器，逻辑控制逻辑控制功能功能第二代：第二代：8 位微处理器及存储器位微处理器及存储器，产品系列化，产品系列化 第三代：第三代：8 位微处理器及位片式微处理器处理速度提高，位微处理器及位片式微处理器处理速度提高，向向多功能多功能及联网通信发展及联网通信发展 第四代第四代:16 位、位、32 位微处理器及高性能位片式微处理器逻位微处理器及高性能位片式微处理器逻辑、运动、数据处理、联网功能的名副其实的多功能。辑、运动、数据处理、联网功能的名副其实的多功能。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识1使用灵活、通用性强。使用灵活、通用性强。2.2.编程简单、易于掌握。编程简单、易于掌握。编程简单、易于掌握。编程简单、易于掌握。3 3可靠性高、能适应各种工业环境。可靠性高、能适应各种工业环境。可靠性高、能适应各种工业环境。可靠性高、能适应各种工业环境。4.4.接口简单、维护方便。接口简单、维护方便。接口简单、维护方便。接口简单、维护方便。PLC的特点的特点5.5.功能完善、性价比高。功能完善、性价比高。功能完善、性价比高。功能完善、性价比高。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识PLC的应用的应用 1.开关量的逻辑控制开关量的逻辑控制 可编程序控制器具有逻辑运算功能，它设置有可编程序控制器具有逻辑运算功能，它设置有“与与”、“或或“、“非非”等逻辑运算指令，能够描述继电器触点的串联、等逻辑运算指令，能够描述继电器触点的串联、并联、串并联、并串联等各种连接。因此它可以代替继电器进并联、串并联、并串联等各种连接。因此它可以代替继电器进行组合逻辑和顺序逻辑控制。广泛应用于印刷机、物体分拣机、行组合逻辑和顺序逻辑控制。广泛应用于印刷机、物体分拣机、组合机床、包装生产线等。组合机床、包装生产线等。2.A/D、D/A转换转换 大多数可编程序控制器还具有模大多数可编程序控制器还具有模/数（数（A/D）和数）和数/模（模（D/A）转换功能，能完成对模拟量的检测与控制。转换功能，能完成对模拟量的检测与控制。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识 3.闭环过程控制闭环过程控制 大多数大多数PLC都有都有PID模块，可实现对伺服电机的闭环控制。在模块，可实现对伺服电机的闭环控制。在冶金、化工等领域有广泛的应用。冶金、化工等领域有广泛的应用。4.数据处理功能数据处理功能 大多数可编程序控制器都具有数据处理功能，能进行数据并行大多数可编程序控制器都具有数据处理功能，能进行数据并行传送、比较运算；传送、比较运算；BCD码的加、减、乘、除等运算；还能进行字的码的加、减、乘、除等运算；还能进行字的按位按位“与与”、“或或”、“异或异或”、求反、逻辑移位、算术移位、数、求反、逻辑移位、算术移位、数据检索、比较、数制转换等操作。据检索、比较、数制转换等操作。Proportion Integration Differentiation数控机床数控机床PLC基础知识基础知识 6.定时控制定时控制 可编程序控制器具有定时控制功能。它为用户提供若干个定时可编程序控制器具有定时控制功能。它为用户提供若干个定时器并设置了定时指令。定时时间可由用户在编程时设定，并能在运器并设置了定时指令。定时时间可由用户在编程时设定，并能在运行中被读出与修改，定时时间的最小单位也可在一定的范围内进行行中被读出与修改，定时时间的最小单位也可在一定的范围内进行选择，因此，使用灵活，操作方便。选择，因此，使用灵活，操作方便。5.计数控制计数控制 可编程序控制器具有计数控制功能。它为用户提供若干个计数可编程序控制器具有计数控制功能。它为用户提供若干个计数器并设置了记数指令。计数值可由用户在编程时设定，并能在运行器并设置了记数指令。计数值可由用户在编程时设定，并能在运行中被读出与修改，有些可编程序控制器还设置了加计数、减计数两中被读出与修改，有些可编程序控制器还设置了加计数、减计数两种不同的记数方式。种不同的记数方式。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识 7.通信与联网通信与联网 有些可编程序控制器具有联网和通信功能，可以进行远程有些可编程序控制器具有联网和通信功能，可以进行远程I/O控制，多台可编程序控制器之间还可以进行同位链接，还可以与计控制，多台可编程序控制器之间还可以进行同位链接，还可以与计算机进行上位链接。由一台计算机和多台可编程序控制器可以组成算机进行上位链接。由一台计算机和多台可编程序控制器可以组成“集中管理、分散控制集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以完成较大规模的复的分布式控制网络，以完成较大规模的复杂控制。杂控制。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识PLC的分类的分类 1.按按I/O点数点数 小型：其小型：其小型：其小型：其I/OI/O点数少于点数少于点数少于点数少于256256点；（小于点；（小于点；（小于点；（小于6464点为超小型或微型）点为超小型或微型）点为超小型或微型）点为超小型或微型）中型：其中型：其中型：其中型：其I/OI/O点数在点数在点数在点数在25620482562048点之间；点之间；点之间；点之间；大型：其大型：其大型：其大型：其I/OI/O点数多于点数多于点数多于点数多于20482048点。点。点。点。（超过（超过（超过（超过81928192点的为超大型）点的为超大型）点的为超大型）点的为超大型）2.按结构型式按结构型式 整体式整体式整体式整体式PLCPLC：将电源、：将电源、：将电源、：将电源、CPUCPU、I/OI/O接口等部件都集中装在一个接口等部件都集中装在一个接口等部件都集中装在一个接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。模块式模块式模块式模块式PLCPLC：将：将：将：将PLCPLC各组成部分分别作成若干个单独的模块，各组成部分分别作成若干个单独的模块，各组成部分分别作成若干个单独的模块，各组成部分分别作成若干个单独的模块，如如如如CPUCPU模块、模块、模块、模块、I/OI/O模块以及各种功能模块。模块以及各种功能模块。模块以及各种功能模块。模块以及各种功能模块。叠装式叠装式叠装式叠装式PLCPLC：将整体式和模块式的特点结合起来：将整体式和模块式的特点结合起来：将整体式和模块式的特点结合起来：将整体式和模块式的特点结合起来整体式整体式PLC模块式模块式PLC数控机床数控机床PLC基础知识基础知识3.按功能分按功能分低低档档PLC 具具有有逻逻辑辑运运算算、定定时时、计计数数、移移位位以以及及自自诊诊断断、监监控控等等基基本本功功能能，还还可可有有少少量量模模拟拟量量输输入入输输出出、算算术术运运算、数据传送和比较、通信等功能。算、数据传送和比较、通信等功能。中中档档PLC 具具有有低低档档PLC功功能能外外，增增加加模模拟拟量量输输入入/输输出出、算算术术运运算算、数数据据传传送送和和比比较较、数数制制转转换换、远远程程I/O、子子程程序、通信联网等功能。有些还增设中断、序、通信联网等功能。有些还增设中断、PID控制等功能。控制等功能。高高档档PLC 具具有有中中档档机机功功能能外外，增增加加带带符符号号算算术术运运算算、矩矩阵阵运运算算、位位逻逻辑辑运运算算、平平方方根根运运算算及及其其它它特特殊殊功功能能函函数数运运算算、制制表表及及表表格格传传送送等等。高高档档PLC机机具具有有更更强强的的通通信信联联网网功能。功能。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识4.按生产厂家分按生产厂家分 目目前前世世界界上上PLC产产品品按按地地域域分分成成三三大大块块：美美国国、欧欧洲洲和和日日本本。日日本本和和美美国国的的PLC产产品品较较相相似似。占占PLC市市场场80%以以上上的的生生产产公公司司有有：德德国国的的西西门门子子（SIEMENS）公公司司、法法国国的的施施耐耐德德（SCHNEIDER）自自动动化化公公司司、日日本本的的欧欧姆姆龙龙（OMRON）和三菱（）和三菱（MITSUBISH）公司。）公司。目目前前国国内内常常用用的的是是三三菱菱FX系系列列小小型型机机和和西西门门子子S7-300、S7-400中大型机等。中大型机等。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识PLC的发展趋势的发展趋势 1.大型化、高速度、大存储容量趋势大型化、高速度、大存储容量趋势2.微型化、多功能化趋势微型化、多功能化趋势3.标准化趋势标准化趋势4.模块智能化趋势模块智能化趋势5.网络化趋势网络化趋势数控机床数控机床PLC基础知识基础知识PLC的主要技术指标的主要技术指标1.工作速度工作速度2.控制规模（控制规模（I/O点数）点数）3.组成模块（组成模块（CPU模块、电源模块、模块、电源模块、I/O、内存等）、内存等）4.内存容量内存容量5.指令系统（基本逻辑指令、数据处理指令、数据运算指令、流指令系统（基本逻辑指令、数据处理指令、数据运算指令、流程控制指令、状态监控指令）程控制指令、状态监控指令）6.支持软件：支持软件：PLC能识别的只是机器语言。它能使用一些助记能识别的只是机器语言。它能使用一些助记符语言、梯形图语言、流程图语言，甚至高级语言，是因为有符语言、梯形图语言、流程图语言，甚至高级语言，是因为有与这些语言相对应的软件。与这些语言相对应的软件。7.可靠控制：为使可靠控制：为使PLC可靠工作，在硬件与软件两个方面可靠工作，在硬件与软件两个方面PLC厂厂家都采取了很多措施，对一些特殊要求的家都采取了很多措施，对一些特殊要求的PLC，还有相应的特，还有相应的特殊措施，如热备、冗余等等。殊措施，如热备、冗余等等。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识PLC与继电器控制系统的比较与继电器控制系统的比较1.控制方式控制方式 继电器的控制是采用硬件接线实现的，是利用继电器机械触点继电器的控制是采用硬件接线实现的，是利用继电器机械触点的串联或并联及延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，它只的串联或并联及延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，它只能完成既定的逻辑控制。能完成既定的逻辑控制。PLC采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可，这种通过改变程序来改变控制改变控制逻辑，只需改变程序即可，这种通过改变程序来改变控制逻辑的方式称为软接线。逻辑的方式称为软接线。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识2.控制速度控制速度 继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制，工作频继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。PLC由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。微秒级，严格同步，无抖动。3.延时控制延时控制 继电器控制系统靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，继电器控制系统靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。PLC用半导体集成电路做定时器，时钟脉冲由晶体振荡器用半导体集成电路做定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，调整时间方便，不受环境影响。产生，精度高，调整时间方便，不受环境影响。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识4.控制的优缺点控制的优缺点 继电器接触器控制系统使用电器多，体积大且故障率大。继电器接触器控制系统使用电器多，体积大且故障率大。PLC控制系统结构紧凑，使用电器少，体积小，功耗低。控制系统结构紧凑，使用电器少，体积小，功耗低。与工业计算机比较与工业计算机比较工业控制机控制要求开发人员具有较高的计算机专业知识和工业控制机控制要求开发人员具有较高的计算机专业知识和微机软件编程的能力。微机软件编程的能力。PLC采用了工厂技术人员熟悉的梯形图语言编程，易学易懂，采用了工厂技术人员熟悉的梯形图语言编程，易学易懂，便于推广应用。便于推广应用。PLC是专为工业现场应用而设计的，具有更高的可靠性。是专为工业现场应用而设计的，具有更高的可靠性。在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求较高的环境中，在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求较高的环境中，工业控制机则更能发挥其专长。工业控制机则更能发挥其专长。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识外部设备外部设备现场用户输出设备现场用户输出设备微处理器（微处理器（CPU）运算器运算器控制器控制器输输出出部部件件输输入入部部件件系系统统存存储储器器用用户户存存储储器器I/O扩扩展展接接口口通通讯讯及及编编程程接接口口编程设备编程设备计算机计算机打印机等打印机等传感器传感器按钮、开关按钮、开关现场信号现场信号电磁阀电磁阀中间继电器中间继电器执行器执行器现场用户输入设备现场用户输入设备扩展设备扩展设备扩展单元扩展单元通讯模块通讯模块功能模块功能模块电源变换器电源变换器110V/220V市电市电PLC基本单元基本单元PLC系统结构示意图系统结构示意图二、二、PLC组成组成PLC的硬件系统的硬件系统数控机床数控机床PLC基础知识基础知识1.CPU 与一般计算机的与一般计算机的CPU不同，它包含有不同，它包含有RAM或或ROM1）CPU：CPU是是PLC的核心部件。它的性能（位数和主频）的核心部件。它的性能（位数和主频）决定了决定了PLC的运算速度和信息处理量的大小。的运算速度和信息处理量的大小。2）存储器：存放系统程序、用户程序和数据。）存储器：存放系统程序、用户程序和数据。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识2.输入输入/输出接口输出接口 是是CPU连接工业现场设备的桥梁。分数字连接工业现场设备的桥梁。分数字I/O接口和模接口和模拟拟I/O接口。接口。数字数字I/O接口：接口：CPU模块与外部开关量信号之间的接口，模块与外部开关量信号之间的接口，它完成诸如电平转换、电气隔离、串它完成诸如电平转换、电气隔离、串/并型数据转换以及对并型数据转换以及对外提供一定的驱动能力等工作。外提供一定的驱动能力等工作。模拟模拟I/O接口：其输入部分主要完成阻抗匹配、信号放大、接口：其输入部分主要完成阻抗匹配、信号放大、信号滤波、信号滤波、I/V变换、变换、V/F变换或者变换或者A/D变换等工作，以便变换等工作，以便将来自受控对象的仿真量转换成将来自受控对象的仿真量转换成PLC能够处理的数字量，能够处理的数字量，其输出部分主要实现阻抗匹配、功率放大、波形校正等功其输出部分主要实现阻抗匹配、功率放大、波形校正等功能。能。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识3.电源电源 PLC中的电源一般有三类：中的电源一般有三类：+5V、15V直流电源：供直流电源：供PLC中中TTL芯片和集成运放使用。芯片和集成运放使用。供输出接口使用的高压大电流的功率电源。供输出接口使用的高压大电流的功率电源。锂电池及其充电电源。锂电池及其充电电源。4.编程器编程器编程器是编程器是PLC重要的外部设备，是人机对话的窗口，它可重要的外部设备，是人机对话的窗口，它可将用户程序输入将用户程序输入PLC的存储器内，还可用于检查程序、修的存储器内，还可用于检查程序、修改程序，编程器还用于监视改程序，编程器还用于监视PLC的工作状态。的工作状态。5.扩展接口：扩展接口：是用于扩展是用于扩展I/O单元或特殊功能单元。单元或特殊功能单元。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识PLC的软件系统的软件系统 PLC除了硬件系统外，还需要软件系统的支持，它们相辅除了硬件系统外，还需要软件系统的支持，它们相辅相成，缺一不可，共同构成相成，缺一不可，共同构成PLC。PLC的软件系统由系统程序的软件系统由系统程序(又称系统软件又称系统软件)和用户程序和用户程序(又称应用软件又称应用软件)两大部分组成。两大部分组成。（1）系统监控程序）系统监控程序 由生产厂家编制，固化在由生产厂家编制，固化在PROM或或EPROM中，安装在中，安装在PLC上，随产品提供给用户。用于管理、协调上，随产品提供给用户。用于管理、协调PLC各部分工作，方各部分工作，方便用户使用的通用程序。便用户使用的通用程序。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识1）系统配置登记及初始化）系统配置登记及初始化2）系统自诊断）系统自诊断 3）命令识别与处理）命令识别与处理 4）用户程序编译）用户程序编译 5）模块化子程序及调用管理）模块化子程序及调用管理（2）用户程序）用户程序 用户程序是根据生产过程控制的要求由用户使用制造用户程序是根据生产过程控制的要求由用户使用制造企业提供的编程语言自行编制的应用程序。用户程序包括企业提供的编程语言自行编制的应用程序。用户程序包括开关量逻辑控制程序、模拟量运算程序、闭环控制程序和开关量逻辑控制程序、模拟量运算程序、闭环控制程序和操作站系统应用程序等。操作站系统应用程序等。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识1）用户数据结构）用户数据结构 第一类为第一类为bit数据，属于逻辑量，其值为数据，属于逻辑量，其值为“0”或或“1”。第二类为字数据，其数制、位长有多种形式。通常采用第二类为字数据，其数制、位长有多种形式。通常采用BCD码形式。码形式。FX2N系列和系列和A系列中为系列中为4位位BCD、双字节为、双字节为8位位BCD码。码。第三类为字与第三类为字与bit的混合，即同一元件既有的混合，即同一元件既有bit元件，又有元件，又有字元件。例如字元件。例如T（定时器）和（定时器）和C（计数器），它们的触点（计数器），它们的触点为为bit，设定值寄存器和当前值寄存器则为字。，设定值寄存器和当前值寄存器则为字。2）元件）元件 用户使用的每一个输入、输出端子及内部的存贮单元都称用户使用的每一个输入、输出端子及内部的存贮单元都称为元件，每个元件有其固定的地址。元件的数量由监控程为元件，每个元件有其固定的地址。元件的数量由监控程序规定，它的多少决定序规定，它的多少决定PLC整个系统的规模及数据处理能整个系统的规模及数据处理能力。力。（3）用户环境用户环境数控机床数控机床PLC基础知识基础知识PLC是专为工业控制设计的专用计算机，就电路作用而言，可看作是是专为工业控制设计的专用计算机，就电路作用而言，可看作是由一般继电器、定时器、计数器等元件组成由一般继电器、定时器、计数器等元件组成.PLC的内部等效电路的内部等效电路(4)PLC的内部等效电路的内部等效电路数控机床数控机床PLC基础知识基础知识1)输入部分：等效输入继电器。输入部分：等效输入继电器。2)逻辑控制部分：由用户程序实现的逻辑关系。构成逻辑电路逻辑控制部分：由用户程序实现的逻辑关系。构成逻辑电路的元件是等效编程元件。的元件是等效编程元件。3)输出部分：等效输出继电器。输出部分：等效输出继电器。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识三、三、PLC工作原理工作原理PLC的工作方式的工作方式u所谓扫描，就是所谓扫描，就是CPU依次对各种规定的操作项目进行访问和依次对各种规定的操作项目进行访问和处理。处理。uPLC采用循环扫描方式。如下页图所示。工作过程如下：采用循环扫描方式。如下页图所示。工作过程如下：1）自诊断）自诊断2）与外设通信）与外设通信3）输入采样）输入采样4）程序执行）程序执行 5）输出刷新处理）输出刷新处理 数控机床数控机床PLC基础知识基础知识uPLC PLC 采用采用“顺序扫描、不断循环顺序扫描、不断循环”的方式进行的方式进行工作。其工作过程分为工作。其工作过程分为输入采样输入采样、程序执行程序执行和和输出刷新输出刷新 三个阶段，并进行周期循环。三个阶段，并进行周期循环。PLC的工作过程示意图的工作过程示意图数控机床数控机床PLC基础知识基础知识PLC的扫描周期的扫描周期每扫描一个循环所用的时间称为扫描周期。每扫描一个循环所用的时间称为扫描周期。它的长短与用户程序的长度、它的长短与用户程序的长度、I/O点数及点数及CPU的处理通的处理通信过程等因素都有关系。信过程等因素都有关系。PLC的的I/O滞后时间滞后时间输入输入/输出滞后时间又称系统响应时间，是指输出滞后时间又称系统响应时间，是指PLC输入信输入信号发生变化的时刻至它控制的有关外部输出信号发生变号发生变化的时刻至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔，它由输入电路滤波时间、输化的时刻之间的时间间隔，它由输入电路滤波时间、输出电路的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间三出电路的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间三部分组成。部分组成。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识 采用循环扫描的方式，由于扫描周期的时间很短，采用循环扫描的方式，由于扫描周期的时间很短，只要变量只要变量满足条件的时间大于扫描周期，该变量满足条件就能被满足条件的时间大于扫描周期，该变量满足条件就能被PLC的程的程序执行。序执行。产品检测传送带如图示，用产品检测传送带如图示，用PLC来检测产品数量。为确保不漏来检测产品数量。为确保不漏检，对检，对PLC扫描周期有何要求？扫描周期有何要求？产品通过检测点的时间间隔为：产品通过检测点的时间间隔为：T=0.025m/(50m/60s)=30ms,所以，所以，PLC的扫描周期必须小于的扫描周期必须小于30ms数控机床数控机床PLC基础知识基础知识 uPLC用于数控机床通常称之为可编程序机床控制器PMC（Programmable Machine Controller）。CNC完成插补运算、译码、位置伺服控制等。PMC完成工件的装夹、刀具的更换、冷却液的开关等一些辅助动作；它还接受机床操作面板的指令，一方面直接控制机床的动作，另一方面将一部分指令送往CNC用于加工过程的控制。v数控机床的控制，由CNC和PMC协调配合共同完成。JCNC主要完成哪些功能？JPMC主要完成哪些功能？四、四、PMC控制基础知识控制基础知识 数控机床数控机床PLC基础知识基础知识pPMC控制的机床辅助功能主要涉及到M、S、T指令：1、M指令功能控制主轴的正反转及停止、有级调速主轴齿轮箱的变速、冷却液的开关、卡盘的松紧及换刀等。2、S指令功能主轴转速的控制3、T功能刀具功能数控机床数控机床PLC基础知识基础知识v用于数控机床的PLC一般分为两类：内装型PLC和独立型PLC。p内装型（或集成型）PLCCNC的生产厂家为实现数控机床的顺序控制，而将CNC和PLC综合起来设计，称为内装型（或集成型）PLC。内装型PLC是CNC装置的一部分。1.内装型PLC与CNC间的信息传送在CNC内部实现。2.PLC与机床之间信息传送则通过CNC的输入/输出接口电路来实现。3.一般不能独立工作。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识具有内装型具有内装型PLCPLC的的CNCCNC系统系统数控机床数控机床PLC基础知识基础知识p独立型（或外装型）以独立专业化的PLC生产厂家的产品来实现顺序控制系统，称为独立型（或外装型）PLC。1.与CNC装置相对独立的,可以单独拿出来使用。2.功能易于扩展和变更。3.独立型PLC和CNC之间是通过输入输出接口连接的。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识独立型独立型PLCPLC的的CNCCNC系统系统数控机床数控机床PLC基础知识基础知识数控机床PMC的信息传递CNC、PLC和MT之间的信息传递：X X：由机床向：由机床向PMCPMC的输入信号（的输入信号（MTMTPMCPMC）Y Y：由：由PMCPMC向机床的输出信号向机床的输出信号(PMC(PMCMT)MT)F F：由：由NCNC向向PMCPMC的输入信号的输入信号(NC(NCPMC)PMC)G G：由：由PMCPMC向向NCNC的输出信号的输出信号(PMC(PMCNC)NC)数控机床数控机床PLC基础知识基础知识PLCPLC地址通常由三部分组成：地址通常由三部分组成：1 1、地址类型；、地址类型；2 2、地址号；、地址号；3 3、位号；、位号；数控机床数控机床PLC基础知识基础知识1 1、MTMT至至PLCPLC机床侧传递给PLC的信息主要是机床操作面板上各种开关、按钮等信息，包括机床启动与停止、工作方式选择、倍率选择、主轴的正反转和停止、切削液的开与关、卡盘的与松开、各坐标轴的点动控制、换刀指令、超行程限位、主轴伺服保护监控信号、进给系统运行准备信号等开关量信号。这些信号所占用PLC的输入单元地址均可由机床生产厂家的PLC程序设计者自行定义。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识2 2、PLCPLC至至MTMTPLC至机床的信号是控制机床的执行元件，如电磁阀、继电器、接触器以及确保机床各运动部件状态的信号和故障指示等。这些信号所占用PLC的输出单元地址均可由机床生产厂家的PLC程序设计者自行定义。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识3 3、CNCCNC至至PLCPLCCNC至机床的信息主要是M、S、T、F等功能代码。S功能是指用几位代码指定主轴转速，在PLC中通过转换输出主轴转速控制指令；T功能是通过PLC管理刀库，进行自动刀具交换；M功能是辅助功能，根据不同的M代码，可控制主轴的正、反转和停止，主轴齿轮箱的换档变速，切削液的开、关，卡盘的夹紧、松开及换刀机械手的取刀、归刀等动作；F功能是通过PLC控制伺服系统完成坐标轴进给率的输出。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识4 4、PLCPLC至至CNCCNCPLC送至CNC的信息主要是M、S、T、F功能应答信号及各坐标轴的基准点信号，机床运动部件的状态和故障等信息。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。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识PMCPMC顺序程序的执行顺序程序的执行1、顺序程序的构成PMC的工作是按梯形图上编写的顺序动作的。PMC的工作原理和PLC是一样的，实际上是一种扫描的工作原理，顺序程序从程序的开头执行到结束，执行完后，再从头开始，反复循环。顺序程序一般由两部分组成。第一级程序和第二级程序。第一级程序处理窄脉冲信号（对时间反应速度快的），第二级程序是顺序程序的主体部分。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识第一级程序仅处理短脉冲信号，如急停、各轴超程、返回参考点减速、外部减速、跳步、到达测量位置和进给暂停信号。第二级程序是PLC程序的主体，被分割成几部分。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识第一级程序每隔第一级程序每隔8ms8ms执行一次，第二级程序被分隔。执行一次，第二级程序被分隔。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识子程序子程序结束子程序必须在第二级程序后指定。数控机床数控机床PLC基础知识基础知识FANUCFANUC系统系统PMCPMC的分类的分类:PMCL/M：用于：用于FANUCOC/OD系统系统PMCSA1：用于：用于FANUCO i系统系统/O i Mate系统系统PMCSA3：用于：用于FANUCO i A系统系统PMCSB7：用于：用于FANUC16i/18i/21i及及O i B/O i C系统系统PMCRB5/RB6：用于：用于FANUC16/18系统系统数控机床数控机床PLC基础知识基础知识五、本次课小结五、本次课小结 本次课主要讲授了PLC的出现及组成、工作原理，数控机床PMC的由来、功能、分类、信息传递及顺序程序的执行方式。