PLC在數控機床上的應用

一般數控機床標配有主軸，司服軸，PLC軸也即是輔助軸。而與之相應的控制係統是CNC，PLC，變頻器，伺服和電機。所以講到PLC在數控機床上的應用就不得不聯係到CNC，變頻器，伺服和電機。他們是一個係統工程，一個有機的整體。

　　一.隨著工業控制的需要及技術的發展傳統的PLC(可編程可編程邏輯控制器)正在發生質的變化，有將PLC與CNC合二為一的PAC(programmableautomutoncotrollor)的方向發展。使PLC不僅具有邏輯運算，算術運算，定時，計數及順序控制，還可以提供數據傳送，矩陣處理，PID調節、SSAII碼操作、遠程I/O、運動控制、網絡通信等功能，還可以使用語言(C語言、BASIC語言)編寫子程序嵌入PLC程序中運行。實質上是一種控制計算機。通過PLC提供的宏參數和CNC係統參數可在PLC和零件加工程序之間傳遞信息，???以完成某些特定功能。即PLC已經滲透到零件加工程序的編輯中去。

　　單獨的PLC已經可以完成全部的CNC功能，這已經成為現實。但就目前而言，PLC主要還是在數控係統配置機床上時起一個“接口”作用，包括MST功能，診斷功能等，這種功能正在不斷擴大。

　　PLC在數控係統的實現目前也有好幾種方案：

　　方案一：通用PLC帶數控功能

　　這對於需要邏輯控制又需要相對簡單的位置控制的用戶來說是一個很好的選擇，無論是成本和開發都有很多優勢，不過通用型的PLC大多沒有聯動和插補指令(部分產品有)，並且不支持G代碼，無法與CAD軟件進行接口。

　　方案二：的數控係統

　　這種係統有很多使用PLC的平臺加DSP加FPGA實現，的這種係統可以與CAD軟件無縫聯接，從CAD導出來的G代碼在經過編緝或者不需要編緝下載到控制器內就可以做出對應的動作出來。該種係統對於多軸聯動控制和插補G代碼均有很強的支撐能力，同時一般帶有顯示，可以在運行時同步在顯示屏上顯示運動的軌跡。

　　方案三：IPC+數控板卡

　　這是國內數控廠商的主要形態，有靈活性高的優點，但很多係統不支持標準的G代碼，而是要用戶使用C、C++語言或者VC去編寫對應的控制程序，由板卡廠商提供函數庫。當然目前大多數情況下是由數控廠商代用戶完成這一部分的編程。

　　這種開發方式的優點是顯而易見的，廠商的開發成本低，靈活度高，但是需要廠商提供相當多的技術支持，如果客戶數量大後很難有足夠的支持能力，所以這類廠商大多都在開發通用的數控平臺，並仍然使用IPC平臺在上面開發通用型的數控係統。

　　在中、數控機床中，PLC是CNC裝置的重要組成部分。其作用是：接收來看零件加工程序的開關功能信息(輔助功能M、主軸轉速功能S、刀具功能T)、機床操作面板上的開關量信號及機床側的開關量信號，進行邏輯處理，完成輸出控制功能，實現各功能及操作方式的聯鎖。

　　PLC有兩種類型，即內裝型和獨立型。

　　PLC除了在CNC中使用外，還廣泛用於治金、機械、石油化工、能源交通乃至娛樂等各行業。

　　1.PLC的應用類型

　　(1)順序控制和開關邏輯控制類型。這是基本控制方式，已取代了傳統的繼電器邏輯控制，用於單機、多機群控和生產自動線。它首先對輸入的開關量或模擬量進行採樣，然後按用戶編制的順序控制程序進行運算，再通過輸出電路去驅動執行機構實現順序控制。

　　(2)一個具有PID(比例、微分、積分)控制能力的PLC可用於過程控制，把變量保持在設定值上。

　　(3)組合數字控制類型。在機械加工中，將具有數據處理功能的PLC和CNC組成一體，實現數字控制。

　　(4)組成多級控制係統類型。在分層分布式控制的全自動化係統，如PMC、FMS、CIMS中，基層由中小型PLC和CNC等控制設備組成，中層由大型PLC進行單元控制與監督，上層由上位計算機做總體管理。PLC之間、PLC與上級計算機之間採用快速光纖數字通信。為適應多任務、多微處理器並進處理，實現實時控制，協調梯形圖和BASIC程序之間的相互關係，以及位、字處理和I/O中斷處理，還增設有聯機文件管理和對執行出錯的恢復等功能。

　　(5)控制機器人的類型。選用PLC可對具有3-6個自由度的機器人進行控制。

　　2.PLC在位置控制中的應用。PLC制造廠商提供驅動步進電動機或伺服電動機的單軸或多軸位置控制模塊。用戶只需通過PLC向位置控制模塊設置參數及發出某種命令，位置控制模塊即可根據來自現場的監測信號和PLC的命令來調整控制輸出，移動一軸或數軸到達目標位置，實現準確定位。當每個軸移動時，位置控制模塊能使其保持適當的速度和加速度，確保運動平滑。

　　位置運動的編程可用PLC語言完成，通過編程器輸入。用程序設定速度和加速度參數，控制係統可自動實現階梯式加減速。可多點定位，並有原點補償和間隙補償功能，提高定位精度。可進行手動操作，實現高速點動、低速點動或微動。

　　PLC的位置控制，特別適用於機床的點位直線伺服控制，常稱為輔助坐標運動控制

　　CNC、PLC、機床之間的信號處理過程

　　CNC裝置和機床之間的信號傳送處理兩個過程：

　　(一)、CNC裝置→機床：

　　CNC裝置?CNC裝置的RAM?PLC的RAM中。

　　PLC軟件對其RAM中的數據進行邏輯運算處理。

　　處理後的數據仍在PLC的RAM中，

　　對內裝型PLC，PLC將已處理好的數據通過CNC的輸出接口送至機床；

　　對獨立型PLC，其RAM中已處理好的數據通過PLC的輸出接口送至機床。

　　(二)、機床→CNC裝置

　　對於內裝型PLC，信號傳送處理如下：

　　從機床輸入開關量數據?CNC裝置的RAM?PLC的RAM。

　　PLC的軟件進行邏輯運算處理。

　　處理後的數據仍在PLC的RAM中，同時傳送到CNC裝置的RAM中。

　　CNC裝置軟件讀取RAM中數據。

　　對於獨立型PLC，輸入的步，數據通過PLC的輸入接口送到PLC的RAM中，然後進行上述的第2步，以下均相同

BENTLY NEVADA Power Supply S7200-R DC BA72550-01-01

SIEMENS M74005-A220

HONEYWELL TDC2000 51304754-100

HONEYWELL 620-0020

HONEYWELL 621-0022

HONEYWELL 620-0085 2048

ABB AX460/10001

SIEMENS 7ML1830-1GN

J-STM00

PENWALT EA94-102

Ringspann 4867.100.510.065h44 + 3673.100.821.000000

BENTLY NEVADA System Monitor 3300/01-01-00

ROSEMOUNT 0065C31J0175

BENTLY NEVADA Tachometer 3300/50

SIEMENS 6ES7 323-1BL00-0AA0

ABB HIEE200130R1

ZENER MSC-3R7 VSD 3R00716

72972-53-02-05-02-01-01-15

YAMATAKE HONEYWELL J-HCX00

HONEYWELL 51390102-100 4DP7APXPM233

HONEYWELL TDC2000 82408449-001

BENTLY NEVADA 3300/46-05-02-01-00

BENTLY NEVADA 3300/46-XX-03-01-00

ABB 1VCF750090R802

Digital Proface GP270-LG21-24VP

MANN INDUSTRIES DFI4-20mA4-20mA12-50VDC

MOORE INDUSTRIES SPA/HLPRG/4PRG/U

PARTLOW MIC2000

SECOAL 1_Z1530-3

SIEMENS M74006-A8210

SPRECHER+SCHUH CA6-85 + CT6

SIEMENS 3RV1342-4FC10

SIEMENS 6ES5581-0RA12

SIEMENS M74005-A710

SIEMENS M74001-A221

SIEMENS 6ES5 464-8MA21

BENTLY NEVADA 3300/20-13-02-02-00-00

MODICON AS-B872-100

SIEMENS 6ES5521-8MA22

FIBER OPTIONS 502R / S702VR-RST

HONEYWELL 30731721-003

ABB HIEE300698R1

SIEMENS M74005-A120

SIEMENS S5 6ES5 385-8MB11

SIEMENS 6ES7 157-0AA82-0XA0

ROSEMOUNT 1151 GP6 E22 M1 I8

CMG SLA71B-4 B3

MANN INDUSTRIES UTX/SCI/12-50VDC/V2

CLIPSAL 4RC425SI30

SIEMENS 6DD1661-0AB1

CARLO GAVAZZI DPB01CM48W4

MOELLER NZM7-125N + DA-DZM7

SIEMENS M74007-A8111

HONEYWELL 51301169-100 4DP7APXMD111

HONEYWELL 30731817-006

HONEYWELL TDC2000 30731817-005

YAMATAKE HONEYWELL TDC2000 82408452-001

PEPPERL+FUCHS KFD2-SR2-Ex2.W

Siemens 6AV1242-0AB10

SIEMENS 6ES5 721-0BF00

SIEMENS M74003-A410

CISCO WS-C2960G-24TC-LV04

OMNITRON SYSTEMS TECHNOLOGY OST 4360

FOSSIL POWER SYSTEMS S862-205X

SIEMENS S5 6ES5943-7UA22

PHOENIX CONTACT 2866750

VM600 IOC4T 200-560-000-019

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