課題四可編程控制器(PLC)與調(diào)試

1、實驗四、 可編程控制器（PLC）與調(diào)試一、實驗?zāi)康呐c要求1、了解可編程控制器基本原理和結(jié)構(gòu)，了解內(nèi)置式PLC實現(xiàn)原理。2、了解用C語言編寫PLC程序的方法，掌握數(shù)控系統(tǒng)PLC調(diào)試方法。二、實驗儀器設(shè)備1、HED-21S數(shù)控系統(tǒng)綜合實驗臺一套2、專用連接線一套3、萬用表一個三、基礎(chǔ)知識1、可編程控制器的原理可編程控制器（PLC，Programmable Logic Controller）是計算機技術(shù)與自動控制技術(shù)有機結(jié)合的一種通用工業(yè)控制器。在PLC出現(xiàn)之前，機床的順序控制是以機床當前運行狀態(tài)為依據(jù)，使機床按預(yù)先規(guī)定好的動作依次地工作，這種控制方式的實現(xiàn) ，是由傳統(tǒng)的繼電器邏輯電路（RLC，Re

2、lay Logic Circuit）完成的。這種電路是將繼電器、接觸器、開關(guān)、按鈕等機電分立元件用導(dǎo)線連接而成的控制回路，由于它存在體積大、耗電多、壽命短、可靠性差、動作遲緩、柔性差、不易擴展等許多缺點，逐漸被PLC組成的順序控制系統(tǒng)所代替。現(xiàn)在PLC已成為數(shù)控機床不可缺少的控制裝置。CNC和PLC協(xié)調(diào)配合共同完成數(shù)控機床的控制，其中CNC主要完成與數(shù)字運算和管理等有關(guān)的功能，如零件程序的編輯、插補運算、譯碼、位置伺服控制等。PLC主要完成與邏輯運算有關(guān)的一些動作，沒有軌跡上的具體要求；控制輔助裝置完成機床相應(yīng)的開關(guān)動作，如工件的裝夾、刀具的更換、冷卻液的開關(guān)等一些輔助動作；它還接受機床操作面

3、板的指令，一方面直接控制機床的動作，另一方面將一部分指令送往CNC用于加工過程的控制。2、可編程控制器的類型用于數(shù)控機床的PLC一般分為兩類：一類是CNC的生產(chǎn)廠家為實現(xiàn)數(shù)控機床的順序控制，而將CNC和PLC綜合起來設(shè)計，稱為內(nèi)裝型（或集成型）PLC。內(nèi)裝型PLC是CNC裝置的一部分；另一類是以獨立專業(yè)化的PLC生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品來實現(xiàn)順序控制系統(tǒng)，稱為獨立型（或外裝型）PLC。內(nèi)裝型PLC與CNC間的信息傳送在CNC內(nèi)部實現(xiàn)，PLC與機床（MT，Machine Tool）間信息傳送則通過CNC的輸入/輸出接口電路來實現(xiàn)。一般這種類型的PLC不能獨立工作，它只CNC向PLC功能的擴展，兩者是不能分

4、離的。在硬件上，內(nèi)裝型PLC可與CNC共用一個CPU，也可以單獨使用一個CPU。由于CNC功能和PLC功能在設(shè)計時就一同考慮，因而這種類型的系統(tǒng)在硬件和軟件整體結(jié)構(gòu)上合理、實用，性能價格比高，適用于類型變化不大的數(shù)控系統(tǒng)。由于PLC和CNC間沒有多余的連線，且PLC上的信息能通過CNC顯示器顯示，PLC的編程更為方便，而且故障診斷功能和系統(tǒng)的可靠性也有提高?！笆兰o星”HNC-21TF車床數(shù)控裝置采用內(nèi)裝型PLC，內(nèi)裝型PLC與CNC共用一個CPU。與CNC裝置相對獨立的獨立型PLC，可采用不同廠家的產(chǎn)品，這使用戶有選擇的余地，選擇自己熟悉的產(chǎn)品。而且功能易于擴展和變更，當用戶在向FMS、CIM

5、S發(fā)展時，不至于使原系統(tǒng)做很大的變動。獨立型PLC和CNC之間是通過輸入輸出接口連接的。3、可編程控制器的編程語言（1）梯形圖梯形邏輯圖簡稱梯形圖（Relay Ladder Logic-RLL）,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，它沿用了繼電器的觸點、線圈串并聯(lián)等術(shù)語和圖形符號，也增加了一些簡單的計算機符號，來完成時間上的順序控制操作。繼電器和觸點圖形符號就是編程語言的指令符號，如常開觸點 | | ，線圈 （ ） （或）。數(shù)字0、1、2、是對應(yīng)元件地址編號。圖1所示為簡單三相感應(yīng)電動機的啟動停止控制電路，其中SB1為常開觸點，SB2為常閉觸點，KM為繼電器線圈

6、，其工作原理為：當常開觸點SB1閉合時，SB2常閉觸點不動為閉合，因此繼電器線圈KM通電，使得常開觸點KM閉合；當常開觸點SB1斷開后，繼電器線圈KM仍然繼續(xù)保持通電，只有當SB2常閉觸點斷開，繼電器線圈KM才斷電，形成了一個繼電器線圈通電自鎖電路。用梯形圖的形式來描述三相感應(yīng)電動機啟動停止控制電路如圖2所示，該圖用OMRON的C20普及型可編程控制器的梯形圖，其中0001和0002為輸入繼電器的編號，0500為輸出繼電器的編號。不同的廠家生產(chǎn)的PLC或同一廠家生產(chǎn)的PLC的型號不同，其繼電器的編號也不同。使用時可查閱使用說明書。通過梯形圖對三相電動機啟停電路的編程，可以看到這種編程語言簡單、

7、形象、直觀、容易掌握，是目前應(yīng)用最廣泛的編程語言之一。SB1SB2KMKM 圖1三相感應(yīng)電動機啟動停止控制原理圖0001000205000500 圖2 三相感應(yīng)電動機啟動停止控制梯形圖用梯形圖編程也有它一定的要求，下面簡單介紹其編程原則：1）梯形圖按自上而下，從左到右排列。2）繼電器線圈只能引用一次，而作為它的常開常閉觸點可引用多次。3）輸入輸出繼電器和內(nèi)部繼電器的驅(qū)動方式不同。 4）計時器、計數(shù)器使用前要賦值。5）力求編程簡單，結(jié)構(gòu)簡化。6）不存在幾條并列支路同時運行的情況。（2）指令語句表（指令編碼表）指令語句表類似于計算機的匯編語言，它是由語句助記符來編程的。不同的機型有不同的語句助記符

8、，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。指令語句表是由若干個指令組成的程序，一般每一條指令又是由操作碼和操作數(shù)組成。操作碼是用助記符表示的，它表明CPU要完成的某種操作：如邏輯運算中的“與”、“或”、“非”；算術(shù)運算中的+、-、×、÷；時間或條件控制中的計時、計數(shù)、移位、轉(zhuǎn)移等功能。操作數(shù)是指助記符對哪個繼電器進行操作，操作數(shù)實際上就是某個繼電器的編號。如圖1的指令語句表為：地址 指令 數(shù)據(jù)0200 LD 00010201 OR 05000202 AND-NOT 00020203 OUT 0500其中LD用于靠近母線或分支母線的繼電器指令，用于常

9、開點，OR是指常開觸點0500和輸入繼電器0001是并聯(lián)關(guān)系，AND-NOT是指輸入觸點為常閉觸點與前兩個常開觸點0001、0500是串聯(lián)關(guān)系，OUT用于驅(qū)動輸出線圈0500。從程序中就可以看到，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。（3）C語言C語言簡潔、緊湊，使用方便、靈活，可移植性好，可用于任何通用微機中，表達和運算能力強，可以實現(xiàn)梯形圖法和指令編程法難以實現(xiàn)的復(fù)雜邏輯控制功能，但它沒有梯形圖法形象，比指令編程法復(fù)雜，使用者需具有一定的C語言編程的基本知識，因此較難掌握。（4）邏輯功能這種方式基本上引用了半導(dǎo)體邏輯電路的邏輯方塊圖來表示。（5）邏輯方程式（布爾代數(shù)

10、式）該方法利用布爾代數(shù)，將繼電器電氣控制原理圖中各觸點、開關(guān)、繼電器之間的邏輯關(guān)系直接進行編程，用“與”、“或”、“非”等邏輯關(guān)系表達式寫出。編程直接，不需要將繼電器電氣控制原理圖轉(zhuǎn)化為梯形圖，而直接根據(jù)電氣控制原理圖寫出邏輯方程式。圖1可寫成下面邏輯方程式： 0500=0002·（0001+0500）后兩種編程方式不常用，有它的局限性，因此大部分編程方式都采用梯形圖法、指令編程法和C語言。目前常用的PLC很多，不同廠家的PLC各種指標和性能不同，其編程方法和繼電器編號也不同，當具體操作時，可查閱有關(guān)產(chǎn)品說明書。4、華中數(shù)控內(nèi)置式PLC基本原理華中數(shù)控PLC采用C語言編程，具有靈活、

11、高效、使用方便等特點。圖 3 華中世紀星內(nèi)置式PLC（1）華中數(shù)控內(nèi)置式PLC的結(jié)構(gòu)及相關(guān)寄存器的訪問華中數(shù)控銑削數(shù)控系統(tǒng)的PLC為內(nèi)置式PLC，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖3所示。其中：X寄存器為機床輸出到PLC的開關(guān)信號，最大可有128組(或稱字節(jié)，下同)；Y寄存器為PLC輸出到機床的開關(guān)信號，最大可有128組；R寄存器為PLC內(nèi)部中間寄存器，共有768組；G寄存器為PLC輸出到計算機數(shù)控系統(tǒng)的開關(guān)信號，最大可有256組；F寄存器為計算機數(shù)控系統(tǒng)輸出到PLC的開關(guān)信號，最大可有256組；P寄存器為PLC外部參數(shù)，可由機床用戶設(shè)置(運行參數(shù)子菜單中的PMC用戶參數(shù)命令即可設(shè)置)，共有100組；B寄存器為斷

12、電保護信息，共有100組。X、Y寄存器會隨不同的數(shù)控機床而有所不同，主要和實際的機床輸入/輸出開關(guān)信號(如限位開關(guān)、控制面板開關(guān)等)有關(guān)。但X、Y寄存器一旦定義好，軟件就不能更改其寄存器各位的定義；如果要更改，必須更改相應(yīng)的硬件接口或接線端子。R寄存器是PLC內(nèi)部的中間寄存器，可由PLC軟件任意使用。G、F寄存器由數(shù)控系統(tǒng)與PLC事先約定好的，PLC硬件和軟件都不能更改其寄存器各位(bit)的定義。P寄存器可由PLC程序與機床用戶任意自行定義。對于各寄存器，系統(tǒng)提供了相關(guān)變量供用戶靈活使用。首先，介紹訪問中間繼電器R的變量定義。對于PLC來說，R寄存器是一塊內(nèi)存區(qū)域，系統(tǒng)定義如下指針對其進行訪

13、問：extern unsigned charR;/以無符號字符型存取R寄存器注：對于C語言，數(shù)組即相當于指向相應(yīng)存儲區(qū)的地址指針同時，為了方便對R寄存器內(nèi)存區(qū)域進行操作，系統(tǒng)定義了如下類型指針(無符號字符型、字符型、無符號整型、整型、無符號長整型、長整型)對該內(nèi)存區(qū)進行訪問。即這些地址指針在系統(tǒng)初始化時被初始化為指向同一地址。extern unsigned charR_uc;/以無符號字符型存取R寄存器extern charR_c;/以字符型存取R寄存器extern unsignedR_ui;/以無符號整型存取R寄存器extern intR_i;/以整型存取R寄存器extern unsigne

14、d longR_ul;/以無符號長整型存取R寄存器extern longR_l;/以長整型存取R寄存器同理，和R寄存器一樣，系統(tǒng)提供如下類似數(shù)組指針變量供用戶靈活操作各類寄存器：extern unsigned charX_uc, Y_uc, *F_uc, *G_uc, P_uc, B_uc;extern charX_c, Y_c, *F_c, *G_c, P_c, B_c;extern unsignedX_ui, Y_ui, *F_ui, *G_ui, P_ui, B_ui;extern intX_i, Y_i, *F_i, *G_i, P_i, B_i;extern unsigned lon

15、gX_ul, Y_ul, *F_ul, *G_ul, P_ul, B_ul;extern longX_l, Y_l, *F_l, *G_l, P_l, B_l;extern unsigned charX, Y;extern unsigned*F, *G, P, B; （2） 華中數(shù)控內(nèi)置式PLC的軟件結(jié)構(gòu)及其運行原理和一般C語言程序都必須提供main()函數(shù)一樣，用戶編寫內(nèi)置式PLC的C語言程序必須提供如下系統(tǒng)函數(shù)定義及系統(tǒng)變量值：extern void init(void);/初始化PLCextern unsigned plc1_time;/函數(shù)plc1()的運行周期，單位：毫秒extern

16、 void plc1(void);/PLC程序入口1extern unsigned plc2_time;/函數(shù)plc2()的運行周期，單位：毫秒extern void plc2(void);/PLC程序入口2其中：1) 函數(shù)init()是用戶PLC程序的初始化函數(shù)，系統(tǒng)將只在初始化時調(diào)用該函數(shù)一次。該函數(shù)一般設(shè)置系統(tǒng)M、S、B、T等輔助功能的響應(yīng)函數(shù)及系統(tǒng)復(fù)位的初始化工作；2) 變量plc1_time及plc2_time的值分別表示plc1()、plc2()函數(shù)被系統(tǒng)周期調(diào)用的周期時間，單位：毫秒。系統(tǒng)推薦值分別為16毫秒及32毫秒，即plc1_time=16, plc2_time=32；3)

17、 函數(shù)plc1()及plc2()分別表示數(shù)控系統(tǒng)調(diào)用PLC程序的入口，其調(diào)用周期分別由變量plc1_time及plc2_time指定。系統(tǒng)初始化PLC時，將調(diào)用PLC提供的init()函數(shù)(該函數(shù)只被調(diào)用一次)。在系統(tǒng)初始化完成后，數(shù)控系統(tǒng)將周期性地運行如下過程：1）從硬件端口及數(shù)控系統(tǒng)成批讀入所有X、F、P寄存器的內(nèi)容；2）如果plc1_time所指定的周期時間已到，調(diào)用函數(shù)plc1()；3）如果plc2_time所指定的周期時間已到，調(diào)用函數(shù)plc2()；4）系統(tǒng)成批輸出G、Y、B寄存器。一般地，plc1_time總是小于plc2_time，即函數(shù)plc1()較plc2()調(diào)用的頻率要高。

18、因此，華中數(shù)控稱函數(shù)plc1()為PLC高速掃描進程、plc2()為低速掃描進程。因而，用戶提供的plc1()函數(shù)及plc2()函數(shù)必須根據(jù)X及F寄存器的內(nèi)容正確計算出G及Y寄存器的值。（3）華中數(shù)控PLC程序的編寫及其編譯華中數(shù)控 PLC程序的編譯環(huán)境為：Borland C+3.1+MSDOS6.22。數(shù)控系統(tǒng)約定PLC源程序后輟為“.CLD”，即“*.CLD”文件為PLC源程序。最簡單的PLC程序只要包含系統(tǒng)必須的幾個函數(shù)和變量定義即可編譯運行，當然它什么事也不能做。在DOS環(huán)境下，進入數(shù)控軟件PLC所安裝的目錄，如C:HNC-21PLC，在DOS提示符下敲入如下命令：C:HNC-21pl

19、c> edit plc_null.cld <回車>建立一個文本文件并命名為plc_null.cld，其文件內(nèi)容為：/plc_null.cld:/PLC程序空框架，保證可以編譯運行，但什么功能也不提供/版權(quán)所有©2000，武漢華中數(shù)控系統(tǒng)有限公司，保留所有權(quán)利。/ email: market#include "plc.h" /PLC系統(tǒng)頭文件void init()/PLC初始化函數(shù)void plc1(void) /PLC程序入口1 plc1_time=16;/ 系統(tǒng)將在16毫秒后再次調(diào)用plc1()函數(shù)void plc2(void); /PLC程序

20、入口2 plc2_time=32;/ 系統(tǒng)將在32毫秒后再次調(diào)用plc1()函數(shù)在數(shù)控系統(tǒng)的PLC目錄下，輸入如下命令（在車床標準PLC系統(tǒng)中，需自行編寫makeplc.bat文件）：C:HNC-21plc> makeplc plc_null.cld <回車>系統(tǒng)會響應(yīng)： 1 file(s) copiedMAKE Version 3.6 Copyright (c) 1992 Borland InternationalAvailable memory 64299008 bytesbcc +plc.CFG -S plc.cldBorland C+ Version 3.1 Copy

21、right (c) 1992 Borland Internationalplc.cld: Available memory 4199568 TASM /MX /O plc.ASM,plc.OBJTurbo Assembler Version 3.1 Copyright (c) 1988, 1992 Borland InternationalAssembling file: plc.ASMError messages: NoneWarning messages: NonePasses: 1Remaining memory: 421k tlink /t/v/m/c/Lc:BC31LIB MAKE0

22、000.$Turbo Link Version 5.1 Copyright (c) 1992 Borland InternationalWarning: Debug info switch ignored for COM files 1 file(s) copied并且又回到DOS提示符下：C:HNC-21plc>這時表示PLC程序編譯成功。編譯結(jié)果為文件plc_。然后，更改數(shù)控軟件系統(tǒng)配置文件NCBIOS.CFG，并加上如下一行文本讓系統(tǒng)啟動時加載新近編寫的PLC程序：device= C:HNC-21 plcplc_例如，當按下操作面板的“循環(huán)起動”鍵時，點亮“+X點動”燈。假定“循環(huán)

23、起動”鍵的輸入點為X0.1，“+X點動”燈的輸出點位置為Y2.7。更改plc_null.cld文件的plc1()函數(shù)如下：void plc1(void) /PLC程序入口1 plc1_time=16; / 系統(tǒng)將在16毫秒后再次調(diào)用plc1()函數(shù) if ( X0 & 0x02 )/ “循環(huán)起動鍵”被按下 Y2 |= 0x80;/ 點亮“+X點動”燈 else/ 循環(huán)起動鍵沒有被按下 Y2 &= 0x80;/ 滅掉“+X點動”燈重新輸入命令makeplc plc_null，并將編譯所得的文件plc_放入NCBIOS.CFG所指定的位置，重新起動數(shù)控系統(tǒng)后，當按下“循環(huán)起動”鍵時

24、，“+X點動”燈應(yīng)該被點亮。更復(fù)雜的PLC程序，可參考數(shù)控系統(tǒng)PLC目錄下的*.CLD文件。（4）華中數(shù)控PLC程序的安裝PLC源程序編譯后，將產(chǎn)生一個DOS可執(zhí)行.COM文件。要安裝寫好的PLC程序，必須更改華中數(shù)控系統(tǒng)的配置文件NCBIOS.CFG。在DOS環(huán)境下，進入數(shù)控軟件所安裝的目錄，如C:HNC-21，在DOS提示符下敲入如下命令：C:HNC-21> edit ncbios.cfg <回車>可編輯數(shù)控系統(tǒng)配置文件。一般情況下，配置文件的內(nèi)容如下(具體內(nèi)容因機床的不同而異，分號后面是為說明方便添加的注釋)：DEVICE=.DRVHNC-21.DRV ;世紀星數(shù)控裝置

25、驅(qū)動程序DEVICE=.DRVSV_CPG.DRV ;伺服驅(qū)動程序DEVICE= C:HNC-21 plcplc_ ;PLC程序PARMPATH=.PARM ;系統(tǒng)參數(shù)所在目錄DATAPATH=.DATA ;系統(tǒng)數(shù)據(jù)所在目錄PROGPATH=.PROG ;數(shù)控G代碼程序所在目錄BINPATH=.BIN ;系統(tǒng)BIN文件所在目錄TMPPATH=.TMP ;系統(tǒng)臨時文件所在目錄HLPPATH=.HLP ;系統(tǒng)幫助文件所在目錄NETPATH=X: ;網(wǎng)絡(luò)路徑 DISKPATH=A: ;軟盤用粗體突出的第三行即設(shè)置好了上文編寫的PLC程序plc_。5、車床標準PLC系統(tǒng)為了簡化PLC源程序的編寫，減輕

26、工程人員的工作負擔，華中數(shù)控開發(fā)了標準PLC系統(tǒng)。車床標準PLC系統(tǒng)主要包括PLC配置系統(tǒng)和標準PLC源程序兩部分。其中，PLC配置系統(tǒng)可供工程人員進行修改，它采用的是友好的對話框填寫模式，運行于DOS平臺下，與其他高級操作系統(tǒng)兼容，可以方便、快捷地對PLC選項進行配置。配置完以后生成的頭文件加上標準PLC源程序就可以編譯成可執(zhí)行的PLC執(zhí)行文件了。（1）基本操作說明圖4 主菜單1）在圖4所示的主操作界面下，按F10鍵進入擴展功能子菜單。菜單條的顯示如圖5所示。 圖5 擴展功能子菜單圖6 PLC子菜單圖7 輸入權(quán)限口令 圖8 確認輸入權(quán)限口令 圖9 標準PLC配置系統(tǒng)2）在擴展功能子菜單下，按

27、F1鍵，系統(tǒng)將彈出如圖6所示的PLC子菜單；3）在PLC子菜單下，按F2鍵，系統(tǒng)將彈出如圖7所示的輸入口令對話框，在口令對話框輸入初始口令HOG，則彈出如圖8所示的輸入口令確認對話框，按Enter確認，便進入如圖9所示的標準PLC配置系統(tǒng)；4）按F2鍵，便進入車床標準PLC系統(tǒng)；5）Pgup、Pgdn為五大功能項相鄰界面間的切換鍵；同一功能界面中用Tab鍵切換輸入點；用、鍵移動藍色亮條選擇要編輯的選項；按Enter鍵編輯當前選定的項；編輯過程中，按Enter鍵表示輸入確認，按Esc鍵表示取消輸入；無論輸入點還是輸出點，字母“H”表示為高電平有效，即為“1”， 字母“L”表示低電平有效，即為“0

28、”；在任何功能項界面下，都可按ESC鍵退出系統(tǒng)。6）在查看或設(shè)置完車床標準PLC系統(tǒng)后，按ESC鍵，系統(tǒng)將彈出如圖10、圖11所示的系統(tǒng)提示，按Enter鍵確認后，系統(tǒng)將自動重新編譯PLC程序，并返回系統(tǒng)主菜單，新編譯的PLC程序生效。 圖10 系統(tǒng)提示圖11 系統(tǒng)提示（2）配置數(shù)詳細說明車床標準PLC配置系統(tǒng)涵蓋大多數(shù)車床所具有的功能，具體有以下五大功能項：l 機床支持選項配置；l 主軸輸出點定義(主要用于電磁離合器輸入點配置)；l 刀架輸入點定義；l 面板輸入輸出點定義；l 外部I/O輸入輸出點定義。1）機床支持選項配置機床支持選項配置主畫面如圖12，在本PLC配置界面中，字母“Y(Yes

29、)”表示支持該功能，字母“N(No)”表示不支持該功能；圖12 機床支持選項配置主畫面下面分別講解系統(tǒng)支持功能選項每一項所代表的意思：a）進給系統(tǒng)選項l 步進驅(qū)動器-指的是系統(tǒng)使用的是步進電機作進給系統(tǒng)。l 11型數(shù)字式伺服-指的是系統(tǒng)使用的驅(qū)動器是華中數(shù)控開發(fā)的HSV_11型數(shù)字交流伺服作進給系統(tǒng)驅(qū)動。l 16型全數(shù)字式伺服-指的是系統(tǒng)使用的驅(qū)動器是華中數(shù)控開發(fā)的HSV_16型全數(shù)字交流伺服作進給系統(tǒng)驅(qū)動。l 模擬伺服-指的是系統(tǒng)使用的驅(qū)動是由其他廠家生產(chǎn)的伺服驅(qū)動器作進給系統(tǒng)驅(qū)動，如：Panasonic，F(xiàn)ANUC，SIEMENS等。l X軸抱閘-指的是系統(tǒng)是否有X軸抱閘功能。如果沒有此項

30、功能，則要選”N”屏蔽此項功能。b）主軸系統(tǒng)選項l 變頻換檔-指的是系統(tǒng)帶有變頻器，通過調(diào)節(jié)DA值的方式來調(diào)節(jié)系統(tǒng)主軸的轉(zhuǎn)速。l 手動換檔-指的是通過手工換檔方式，既沒有變頻器，也不支持電磁離合器自動換檔，是一種純手工換檔方式。l 自動換檔-指的是電磁離合器換檔，如：“重慶第二機床廠”的八檔位電磁離合器自動換檔，“諸暨機床廠”的通過高、低速線圈切換來換檔，這種方式稱高低速自動換檔。l 支持星三角-是指主軸電機在正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時，先用星型線圈啟動點機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，過一段時間后切換成三角線圈來轉(zhuǎn)動電機。l 支持抱閘-指的是系統(tǒng)是否支持主軸抱閘功能。如果沒有此項功能，則要選”N”屏蔽此項功能。c）刀架系統(tǒng)

31、選項l 支持雙向選刀-指的是系統(tǒng)的刀架既可以正轉(zhuǎn)又可以反轉(zhuǎn)，如果既可以正轉(zhuǎn)又可以反轉(zhuǎn)，在選刀時就可以根據(jù)當前使用刀號判斷出選中目標刀號是要正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，以達到使刀架旋轉(zhuǎn)的最小角度就能選中目標刀。l 刀架鎖緊定位銷-指的是在當前要選用的目標刀號已經(jīng)旋轉(zhuǎn)到位，此時刀架停止轉(zhuǎn)動，然后刀架打出一個鎖緊定位銷鎖住刀架。一般的刀架是鎖緊定位銷打出一段時間后反轉(zhuǎn)刀架來鎖緊刀架。l 插銷到位信號-指的是刀架鎖緊定位銷打出以后，刀架會反饋一個插銷到位信號給系統(tǒng)，當系統(tǒng)收到此信號后才能反轉(zhuǎn)刀架來鎖緊刀架。刀架鎖緊到位信號-指的是換刀后刀架會給系統(tǒng)回送一個刀架是否鎖緊的信號。d）其他功能選項l 氣動卡盤-指的是車床

32、的卡盤松緊是不是自動的，是否通過外接輸入信號來松緊卡盤。l 防護門-指的是車床的防護門是否外接輸入信號，來檢測門的開和關(guān)以確保安全加工。l 保留-系統(tǒng)暫時不用的選項，用戶可以不對此項進行任何配置操作。在以上配置項中，進給系統(tǒng)選項中有些選項是互斥的，在步進驅(qū)動器、11型數(shù)字式伺服、16型全數(shù)字式伺服、模擬伺服四項中同時生效的只有一項。主軸系統(tǒng)選項中的自動換檔、手動換檔、變頻換檔三項中同時生效的只有一項對其操作步驟如下：a) 用、移動藍色亮條選擇要編輯的選項；b) 按Enter鍵，藍色亮條所指選項的顏色和背景都發(fā)生變化，同時有一光標在閃爍；c) 用、BackSpace、Del 鍵對其進行編輯修改；

33、d) 修改完畢，按Enter鍵確認；e) 若輸入正確，圖形顯示窗口相應(yīng)位置將顯示修改過的值，否則原值不變。若當前系統(tǒng)支持模擬伺服驅(qū)動，按照上面所介紹的方法對其修改，修改時的一個界面如圖13所示,同理，可修改其他項。 圖13 支持模擬伺服界面一切功能設(shè)好以后，按Pgdn進入主軸輸入點定義界面。2）主軸輸出點定義(主要用于電磁離合器輸入點配置)圖15所示配置界面，主要是用在電磁離合器換檔和高低速自動換檔，高低速自動換檔是指通過高、低速線圈切換來換高檔或低檔。主軸輸出點定義只有在如圖14所示，主軸速度調(diào)節(jié)：自動換檔選項為“Y”，本配置界面中定義的輸出點才有效。在變頻換檔或手動換檔選項為“Y”時，應(yīng)關(guān)

34、閉此菜單選項中的所有輸出點。圖14 主軸速度自動換檔調(diào)節(jié)圖15 主軸速度電磁離合器換檔3）刀架輸入點定義表示，0、1、6、7位的輸入無效表示，2、3、4、5位的輸入有效圖16 刀具輸入點定義圖16所示配置界面，主要是對刀具的輸入點進行定義，在位編輯行對應(yīng)的編輯框中輸入“1”表示此輸入點無效。在刀號輸入點編輯框中輸入“1”表示對應(yīng)的輸入點在此刀位中有效，為“0”表示對應(yīng)的輸入點在此刀位中無效。假設(shè)當前系統(tǒng)刀架支持刀具總數(shù)為4把，輸入的組為第3組(本配置系統(tǒng)只支持刀具的所有輸入點在同一個組)，輸入的有效位為4位，分別是X3.2、X3.3、X3.4、X3.5，1號刀對應(yīng)的輸入點是X3.2，2號刀對應(yīng)

35、的輸入點是X3.3，3號刀對應(yīng)的輸入點是X3.4，4號刀對應(yīng)的輸入點是X3.5，那么對應(yīng)的輸入配置應(yīng)如圖17所示。4）輸出點定義a）輸入輸出點的組成輸入輸出點的定義分為操作面板定義和外部IO定義，其設(shè)置的界面如圖17所示：組的定義點功能名稱有效條件：高電平還是低電平表示“快速修調(diào)”的輸入點是X33.1為高電平表示“空運行”的輸入點是X30.0為低電平圖17 輸入輸出點界面如圖17所示，該表格主要由功能名稱和功能定義組成。l 功能名稱：如上圖所示，在表格里用漢字標注的表示的是功能名稱，如“冷卻開?！薄ⅰ癦軸鎖住”等。l 功能定義：可分為輸入點和輸出點。以輸入點為例，包含三個部分：組、位和有效。組

36、-指的是該項功能在電氣原理圖中所定義的組號，當該功能不需要時，您可以按照后面的修改方法將其設(shè)置為-1，則可將其屏蔽掉。位-指的是該項功能在組里的有效位，一個字節(jié)共有8個數(shù)據(jù)位，所以該項的有效數(shù)字為07，若該項被屏蔽掉則會顯示“*”，如圖19所示。圖18 輸入輸出點界面有效-指的是在何種情況下該位處于有效狀態(tài)，一般是指高電平有效還是低電平有效，如果是高電平有效，則填“H”,否則填“L”，當該功能被屏蔽掉時，該項同樣也會顯示“*”。注意:要避免同一個輸入點被重復(fù)定義，如“自動”定義為X40.1，其他方式就不要再定義為X40.1了。圖19 輸入點被屏蔽顯示b）輸入輸出點的修改以操作面板點定義中的“自

37、動”為例,對其輸入、輸出點進行編輯。現(xiàn)假設(shè)“自動”這一方式在30組1位，低電平有效，則修改方法如下：把藍色亮條移到自動方式的輸入點的組這一欄。l 按ENTER鍵,藍色亮條所指選項的顏色和背景都會發(fā)生變化，同時有一光標在閃爍。l 將30改為40,按 ENTER鍵即可。l 按鍵把藍色光條移到輸入點的位這一欄。l 按ENTER鍵,將0改為1, 按ENTER鍵即可。l 按鍵把光標移到輸入點的有效這一欄。l 按ENTER鍵,將H改為L，按ENTER鍵即可。l 輸出點的修改類似。這樣就完成了整個修改過程，修改后，界面如圖20所示：圖20 輸入輸出點修改6、PLC調(diào)試的內(nèi)容（1）操作數(shù)控裝置，進入輸入輸出開

38、關(guān)量顯示狀態(tài)，對照機床電氣原理圖，逐個檢查PLC輸入、輸出點的連接和邏輯關(guān)系是否正確。圖21 輸入到PMC操作界面在圖4所示的主操作界面下，按F10鍵進入擴展功能子菜單。菜單條的顯示如圖5所示。在擴展功能子菜單下，按F1鍵，系統(tǒng)將彈出如圖6所示的PLC子菜單；在PLC子菜單下，按F4鍵，系統(tǒng)將彈出如圖21所示的操作界面，按F1鍵，便進入如圖22所示機床輸入到PMC狀態(tài)界面。輸入輸出開關(guān)量顯示狀態(tài)X、Y默認為二進制顯示。每8位一組，每一位代表外部一位開關(guān)量輸入或輸出信號，例如通常X00的8位數(shù)字量從右往左依次代表開關(guān)量輸入的I0I7，X01代表開關(guān)量輸入的I8I15，以此類推。同樣Y00即通常代

39、表開關(guān)量輸出的O0O7，Y01代表開關(guān)量輸出的O8O15，以此類推。各種輸入/輸出開關(guān)量的數(shù)字狀態(tài)顯示形式，可以通過F6、F7鍵在二進制、十進制和十六進制之間切換。若所連接的輸入元器件的狀態(tài)發(fā)生變化（如行程開關(guān)被壓下），則所對應(yīng)的開關(guān)量的數(shù)字狀態(tài)顯示也會發(fā)生變化。由此可檢查輸入/輸出開關(guān)量電路的連接是否正確。圖22 機床輸入到PMC狀態(tài)（2）檢查機床超程限位開關(guān)是否有效，報警顯示是否正確（各坐標軸的正負超程限位開關(guān)的一個常開觸點，已經(jīng)接入輸入開關(guān)量接口）。7、PLC調(diào)試的方法通常按下列步驟調(diào)試、檢查PLC。（1）在PLC狀態(tài)中觀察所需的輸入開關(guān)量（X變量）或系統(tǒng)變量（R、G、F、P、B變量）是

40、否正確輸入，若沒有則檢查外部電路；對于M、S、T指令，應(yīng)該編寫一段包含該指令的零件程序，用自動或單段的方式執(zhí)行該程序，在執(zhí)行的過程中觀察相應(yīng)的變量。（因為在MDI方式正在執(zhí)行的過程中是不能觀察PLC狀態(tài)的。）（2）在PLC狀態(tài)中觀察所需的輸出開關(guān)量（Y變量）或系統(tǒng)變量（R、G、F、P、B變量）是否正確輸出。若沒有則檢查PLC源程序。（3）檢查由輸出開關(guān)量（Y變量）直接控制的電子開關(guān)或繼電器是否動作，若沒有動作，則檢查連線。（4）檢查由繼電器控制的接觸器等開關(guān)是否動作，若沒有動作，則檢查連線。（5）檢查執(zhí)行單元，包括主軸電機、步進電機、伺服電機等。四、實驗步驟1、PLC編程Y0.5（1）用華中數(shù)

41、控系統(tǒng)內(nèi)置PLC實現(xiàn)如圖23所示線路的邏輯：Y0.6 X1.3 X1.4 KA6吸起 X1.4 X1.3 KA7吸起圖23 邏輯操作實例X1.3、X1.4采用兩個乒乓開關(guān)輸入低電平（即系統(tǒng)稱為100）實現(xiàn)。而KA5、KA6在HC5301-R輸出繼電器板上。用鍵盤在DOS提示符下敲入如下命令：C:HNC-21PLCEDIT PLCTEST.CLD<回車>建立一個文本文件并命名為PLCTEST.CLD.其文件內(nèi)容如下：#pragma inline#include “PLC.h”void init ( ) void plc1(void) plc1_time=16; if (X1&0X08)=0X08)&&(X1&0X10)=0) Y1&=0X40; Y1=0X20; else if (X1&0X08)=0)&&(X1&0X10)=0X10) Y1&=0X20; Y1=0X40; else Y1&=0X60; void plc