4教案項(xiàng)目四PMC的硬件連接與地址設(shè)定

《數(shù)控機(jī)床電氣線路裝調(diào)第3版》授課教案PAGEPAGE8項(xiàng)目四PMC的硬件連接與地址設(shè)定授課教案院系授課教師授課日期授課班級(jí)項(xiàng)目：PMC的硬件連接與地址設(shè)定課時(shí)安排：教材分析難點(diǎn)FANUCLADDERIII軟件的使用重點(diǎn)PMC信號(hào)關(guān)系與程序結(jié)構(gòu)I/O模塊的地址分配與設(shè)定教學(xué)目的和要求1．掌握PMC的程序結(jié)構(gòu)和信號(hào)分類；2．掌握PMC的各畫面操作；3．掌握I/O模塊的地址分配與設(shè)定；4．了解FANUCLADDERIII軟件的編輯應(yīng)用。采用的教學(xué)方法和實(shí)施步驟演示、講授、操作練習(xí)設(shè)備：FANUC0iD系列數(shù)控機(jī)床知識(shí)鏈接項(xiàng)目引入：數(shù)控機(jī)床作為自動(dòng)化控制設(shè)備，是在自動(dòng)控制下進(jìn)行工作的。數(shù)控機(jī)床所受的控制可分為兩類，一類是最終實(shí)現(xiàn)對(duì)各坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)進(jìn)行的“數(shù)字控制”，另一類是“順序控制”?！绊樞蚩刂啤笔窃跀?shù)控機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中，以CNC內(nèi)部和機(jī)床各行程開關(guān)、傳感器、按鈕、繼電器等的開關(guān)量信號(hào)狀態(tài)為條件，并按照預(yù)先規(guī)定的邏輯順序?qū)χT如主軸的起停、換向，刀具的更換，工件的夾緊、松開，液壓，冷卻，潤(rùn)滑系統(tǒng)的運(yùn)行等進(jìn)行的控制。與“數(shù)字控制”比較，“順序控制”的信息主要是開關(guān)量信號(hào)?！绊樞蚩刂啤敝饕揽烤幹芇LC(以下也稱之為“PMC”)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。PMC（ProgrammableMachineController），就是內(nèi)置于CNC用來(lái)執(zhí)行數(shù)控機(jī)床順序控制操作的可編程機(jī)床控制器。任務(wù)一FANUCI/O單元的組成及軟件使用一、PMC的介紹1.PMC信號(hào)關(guān)系PMC的信息交換是以PMC為中心，在CNC、PMC和MT三者之間進(jìn)行信息交換，如圖4-1所示。圖4-SEQ圖_1-\*ARABIC1PMC的信息交換常把數(shù)控機(jī)床分為“NC側(cè)”和“MT側(cè)”（即機(jī)床側(cè)）兩大部分?！癗C側(cè)”包括CNC系統(tǒng)的硬件和軟件，與CNC系統(tǒng)連接的外圍設(shè)備如顯示器、MDI面板等?！癕T側(cè)”則包括機(jī)床機(jī)械部分及其液壓、氣壓、冷卻、潤(rùn)滑、排屑等輔助功能、機(jī)床操作面板、繼電器電路、機(jī)床強(qiáng)電線路等。PMC則處于NC與MT之間，對(duì)NC和MT的輸入、輸出信號(hào)進(jìn)行處理。如圖7-1所示，PMC程序的編制離不開Counter（C計(jì)數(shù)器）、Timer（T定時(shí)器）、Keeprelay（K繼電器）、Datatable（D數(shù)據(jù)表）等PMC參數(shù)。X是來(lái)自機(jī)床側(cè)的輸入信號(hào)。PMC接收從機(jī)床側(cè)各裝置反饋的輸入信號(hào)，在控制程序中進(jìn)行邏輯運(yùn)算，作為機(jī)床動(dòng)作的條件及對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行診斷的依據(jù)。Y是由PMC輸出到機(jī)床側(cè)的信號(hào)。在PMC控制程序中，根據(jù)自動(dòng)控制的要求，輸出信號(hào)控制機(jī)床側(cè)的電磁閥、接觸器、信號(hào)燈動(dòng)作，滿足機(jī)床運(yùn)行的需要。F是由系統(tǒng)部分側(cè)輸入到PMC的信號(hào)，系統(tǒng)部分就是將伺服電機(jī)和主軸電機(jī)的狀態(tài)，以及請(qǐng)求相關(guān)機(jī)床動(dòng)作的信號(hào)，反饋到PMC中去進(jìn)行邏輯運(yùn)輸，作為機(jī)床動(dòng)作的條件及進(jìn)行自診斷的依據(jù)。G是由PMC側(cè)輸出到系統(tǒng)部分的信號(hào)，對(duì)系統(tǒng)部分進(jìn)行控制和信息反饋。2.PMC程序結(jié)構(gòu)及執(zhí)行過(guò)程PMC程序由第一級(jí)程序、第二級(jí)程序和若干個(gè)子程序構(gòu)成，如圖4-2所示。圖圖4-2PMC程序結(jié)構(gòu)（1）第一級(jí)程序，又稱高級(jí)程序，每8ms執(zhí)行一次，用于處理短脈沖信號(hào)，包括急停、各軸超程、返回參考點(diǎn)減速、外部減速、跳步、到達(dá)測(cè)量位置和進(jìn)給暫停等信號(hào)。一級(jí)程序用功能符號(hào)END1結(jié)束。（2）第二級(jí)程序，稱為通常程序，其處理的優(yōu)先級(jí)別低于第一級(jí)程序。一級(jí)程序在每個(gè)8ms掃描周期都先掃描執(zhí)行。8ms當(dāng)中的1.25ms用于執(zhí)行第一級(jí)和第二級(jí)程序，剩余時(shí)間由NC使用。每個(gè)8ms當(dāng)中1.25ms時(shí)間內(nèi)掃描完第一級(jí)程序后剩余時(shí)間再掃描二級(jí)程序，如果二級(jí)程序在一個(gè)8ms規(guī)定時(shí)間內(nèi)不能掃描完成，它會(huì)被分割成n段來(lái)執(zhí)行。二級(jí)程序用功能符號(hào)END2結(jié)束。（3）PMC程序掃描周期，一級(jí)程序的長(zhǎng)短決定了二級(jí)程序的分隔數(shù)，也就決定了整個(gè)程序循環(huán)處理周期。因此一級(jí)程序編制盡量短，只把一些需要快速響應(yīng)的程序放在一級(jí)程序中。PMC程序掃描周期如圖4-3所示。圖圖4-3PMC程序掃描周期（4）PMC功能模塊，在PMC程序中使用了結(jié)構(gòu)化功能模塊編程，將每一個(gè)功能模塊用子程序表達(dá)。子程序必須在第二級(jí)程序后指定，以SP開始，以SPE結(jié)束。整個(gè)子程序必須在順序程序結(jié)束指令END之前結(jié)束。二、PMC的地址分配1.FANUCI/O單元的連接FANUCI/OLink是一個(gè)串行接口，將CNC、單元控制器、分布式I/O、機(jī)床操作面板或PowerMate連接起來(lái)，并在各設(shè)備間高速傳送I/O信號(hào)（位數(shù)據(jù)）。當(dāng)連接多個(gè)設(shè)備時(shí)，F(xiàn)ANUCI/OLink將一個(gè)設(shè)備認(rèn)作主單元，其它設(shè)備作為子單元。子單元的輸入信號(hào)每隔一定周期送到主單元，主單元的輸出信號(hào)也每隔一定周期送至子單元。0i-D系列和0iMate-D系列中，JD51A插座位于主板上。I/OLink分為主單元和子單元。作為主單元的0i/0iMate系列控制單元與作為子單元的分布式I/O相連接。子單元分為若干個(gè)組，一個(gè)I/OLink最多可連接16組子單元。根據(jù)單元的類型以及I/O點(diǎn)數(shù)的不同，I/OLink有多種連接方式。PMC程序可以對(duì)I/O信號(hào)的分配和地址進(jìn)行設(shè)定，用來(lái)連接I/OLink。I/O點(diǎn)數(shù)最多可達(dá)1024/1024點(diǎn)。I/OLink的兩個(gè)插座分別叫做JD1A和JD1B。對(duì)所有單元（具有I/OLink功能）來(lái)說(shuō)是通用的。電纜總是從一個(gè)單元的JD1A連接到下一單元的JD1B。圖4-4I/OLINK連接圖2.PMC地址的分配FANUC0i-D/0iMate-D系統(tǒng)，由于I/O點(diǎn)、手輪脈沖信號(hào)都連在I/OLINK上，在PMC梯形圖編輯之前都要進(jìn)行I/O模塊的設(shè)置（地址分配），同時(shí)也要考慮到手輪的連接位置。當(dāng)使用0I用I/O模塊且不連接其他模塊時(shí)，可以設(shè)置如下：X從X0開始設(shè)置為0.0.1.OC02I；Y從Y0開始為0.0.1/8，如下圖4-5，具體設(shè)置說(shuō)明如下：圖4-5（1）0iD系統(tǒng)的I/O模塊的分配很自由，但有一個(gè)規(guī)則，即：連接手輪的手輪模塊必須為16字節(jié)，且手輪連在離系統(tǒng)最近的一個(gè)16字節(jié)大小的模塊的JA3接口上。對(duì)于此16字節(jié)模塊，Xm+0--Xm+11用于輸入點(diǎn)，即使實(shí)際上沒(méi)有那么多點(diǎn)，但為了連接手輪也需要如此分配。Xm+12Xm+14用于三個(gè)手輪的輸入信號(hào)。只連接一個(gè)手輪時(shí)，旋轉(zhuǎn)手輪可以看到Xm+12中的信號(hào)在變化。Xm+15用于輸入信號(hào)的報(bào)警。（2）各I/OLINK模塊都有一個(gè)獨(dú)立的名字，在進(jìn)行地址設(shè)定時(shí)，不僅需要指定地址，還需要指定硬件模塊的名字，OC02I為模塊的名字，它表示該模塊的大小為16字節(jié)，OC01I表示該模塊的大小為12字節(jié)，/8表示該模塊有8個(gè)字節(jié)，在模塊名稱前的“0.0.1”表示硬件連接的組、基板、槽的位置。從一個(gè)JD1A引出來(lái)的模塊算是一組，在連接的過(guò)程中，要改變的僅僅是組號(hào)，數(shù)字從靠近系統(tǒng)的模塊從0開始逐漸遞增。（3）原則上I/O模塊的地址可以在規(guī)定范圍內(nèi)任意處定義，但是為了機(jī)床的梯形圖統(tǒng)一管理，最好按照以上推薦的標(biāo)準(zhǔn)定義，注意，一旦定義了起始地址（m）該模塊的內(nèi)部地址就分配完畢了。（4）在模塊分配完畢后，要注意保存，然后機(jī)床斷電在上電，分配的地址才能生效。同時(shí)注意模塊要優(yōu)先于系統(tǒng)上電，否則系統(tǒng)上電時(shí)無(wú)法檢測(cè)到該模塊。任務(wù)二FANUCPMC畫面的操作一、PMC各畫面的系統(tǒng)操作1.進(jìn)入PMC各換面畫面的操作首先按SYSTEM鍵進(jìn)入系統(tǒng)參數(shù)畫面如圖再連續(xù)按向右擴(kuò)展菜單三次進(jìn)入PMC操作畫面2.進(jìn)入PMC診斷與維護(hù)畫面按PMCMNT鍵進(jìn)入PMC維護(hù)畫面，如圖4-6圖4-6PMC診斷與維護(hù)畫面PMC診斷與維護(hù)畫面可以進(jìn)行監(jiān)控PMC的信號(hào)狀態(tài)、確認(rèn)PMC的報(bào)警、設(shè)定和顯示可變定時(shí)器、顯示和設(shè)定計(jì)數(shù)器值、設(shè)定和顯示保持繼電器、設(shè)定和顯示數(shù)據(jù)表、輸入\輸出數(shù)據(jù)、顯示I/Olink連接狀態(tài)、信號(hào)跟蹤等功能。3.進(jìn)入梯形圖監(jiān)控與編輯畫面進(jìn)入梯形圖監(jiān)控與編輯畫面可以進(jìn)行梯形圖的編輯與監(jiān)控以及梯形圖雙線圈的檢查等內(nèi)容。再按PMCLAD鍵進(jìn)入PMC梯形圖狀態(tài)畫面如圖4-7圖4-7PMC梯形圖畫面4.進(jìn)入梯形圖配置畫面梯形圖配置畫面可以分為標(biāo)頭、設(shè)定、PMC狀態(tài)、SYS參數(shù)、模塊、符號(hào)、信息、在線和一個(gè)操作軟鍵。按PMCCNF鍵進(jìn)入PMC構(gòu)成畫面如圖4-8圖4-8PMC構(gòu)成畫面教師演示：利用CNCScreenDisplay軟件，講解PMC診斷與維護(hù)、PMC梯形圖、PMC構(gòu)成功能下各個(gè)子畫面的功能與具體操作。二、FANUCLADDERIII軟件的使用FANUCLADDERIII軟件是一套編制FANUCPMC順序程序的編程系統(tǒng)。軟件的主要功能如下：（1）輸入、編輯、顯示、輸出順序程序（2）監(jiān)控、調(diào)試順序程序。在線監(jiān)控梯形圖、PMC狀態(tài)、顯示信號(hào)狀態(tài)、報(bào)警信息等。（3）顯示并設(shè)置PMC參數(shù)。（4）執(zhí)行或停止順序程序。（5）將順序程序傳入PMC或?qū)㈨樞虺绦驈腜MC傳出。（6）打印輸出PMC程序。教師演示：利用FANUCLADDERIII軟件，演示何如新建、編輯、保存一個(gè)PMC程序。并且講解軟件和數(shù)控設(shè)備中的兩種PMC程序文件格式的區(qū)別，兩者編譯與反編譯的過(guò)程。操作練習(xí)任務(wù)一：PMC模塊地址的設(shè)定根據(jù)上面講的知識(shí)，分別通過(guò)NC與FANUCLADDERⅢ軟件，為數(shù)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)的PMC練習(xí)板進(jìn)行PMC模塊地址的設(shè)定。1.查閱資料了解現(xiàn)有I/Olink模塊的類型與輸入輸出容量。I/Olink模塊類型輸入點(diǎn)數(shù)輸出點(diǎn)數(shù)2.在系統(tǒng)上進(jìn)行I/Olink模塊地址的設(shè)定。組座槽X首地址/字節(jié)數(shù)Y首地址/字節(jié)數(shù)3.在軟件上進(jìn)行I/Olink模塊地址的設(shè)定。4.在系統(tǒng)上檢驗(yàn)設(shè)定的結(jié)果。任務(wù)二：硬件超程報(bào)警及解除PMC程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試參照Y軸關(guān)于硬件超程報(bào)警及解除的梯形圖程序，為X軸和Z軸模擬設(shè)計(jì)各自的硬件超程報(bào)警及解除程序段，并調(diào)試使之測(cè)試有效。利用數(shù)控實(shí)訓(xùn)臺(tái)PMC練習(xí)板中立式加工中心模塊上的X+、X-、Z+、Z-撥動(dòng)開關(guān)，分別模擬X軸和Z軸的正向、負(fù)向行程限位傳感器輸入信號(hào)。1.進(jìn)入PMC設(shè)定畫面，進(jìn)行PMC設(shè)定。2.確定X+、X-、Z+、Z-撥動(dòng)開關(guān)的PMC輸入信號(hào)地址3.修改硬件超程解除有效程序段4.修改第一軸（X軸）正、負(fù)方向運(yùn)動(dòng)有效信號(hào)程序段5.修