数控技术可编程控制器PLC.ppt

可编程控制器 PLC PLC ProgrammableLogicController PC PersonalComputer PC PocketComputer PC ProgrammableCounter 国际电工委员会 IEC 颁布国际标准草案定义 可编程控制器PLC PLCProgrammableLogicController 是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统 它采用可编程序的存储器 用来在其内部存储执行逻辑运算 顺序控制 定时 计数和算术运算等操作的指令 并通过数字式 模拟式的输入和输出 控制各种类型的机械设备和生产过程 可编程序控制器及其有关设备 都应按易于与工业控制系统连成一个整体 易于扩充其功能的原则设计 1可编程控制器的定义 动画 通讯电缆 富士正弦三菱变频器 富士PLC 三菱PLC 西门子PLC 2PLC的功能 逻辑控制定时控制计数控制步进控制A D D A转换数据处理通信与联网对控制系统监控PLC配置有较强的监控功能 顺序控制和逻辑控制类型 闭环过程控制类型 组合数字控制类型 组成多机控制系统类型 控制机器人的类型可控制3 6个自由度的机器人 3 1PLC的应用类型 3PLC在机械加工业中的应用 用户可通过PLC向位置控制模块设置参数及发出某种命令 位置控制模块即可根据来自现场的检测信号和PLC的命令来调整控制输出 移动一轴或数轴到目标位置 实现准确定位 当每个轴移动时 位置控制模块能使其保持适当的速度和加速度 确保运动平滑 位置运动的编程可用PLC语言完成 通过编程器输入 用程序设定速度和加速度参数 控制系统可自动实现阶梯式加减速 PLC的位置控制 特别适用于机床的点位置直线伺服控制 常称为辅助坐标运动的控制 3 2PLC在位置控制中的应用 顺序控制或协调单元的各个机器设备操作的功能通讯功能数据采集和存储功能人 机对话功能单元管理功能 3 3PLC在FMC和FMS中的应用 3 3 1PLC在FMC中的应用 3 4PLC在CNC机床中的应用 PLC用在CNC系统中有内装型和独立型之分 3 3 2PLC在FMS中的应用 以PLC为控制主体的柔性制造模块 在PLC的控制下 CNC进行动作 并完成上辅助自动化设备的控制或功能 4 1按I 0点数及存储器容量分类 4 2按结构形式分 整体式 箱体式 模块式 积木式 4可编程控制器的分类 4 3具有内装型PC的CNC机床系统结构 具有内装型PC的CNC机床系统结构举例 在硬件上 内装型PLC与CNC装置共用一个CPU 西门子公司的SINUMERIK810 820等数控系统 在硬件上 内装型PLC也可是单独的CPU FANUC的0系统和15系统美国A B公司的8400系统和8600系统 这种PLC的硬件和软件整体结构上合理 实用 性能价格比高 适用于类型变化不大数控机床 4 4独立型PLC的CNC机床系统结构 CNC装置 西门子公司的SIMATICS5 S7系列产品 FANUC公司的PMC J系列产品 A B公司的PLC系列产品 Canada Entertron公司SK 1600PLC系列产品 独立型PLC的CNC机床系统结构举例 5PLC的组成 PLC的组成 硬件软件 系统软件应用软件 操作系统语言编译系统各功能软件 6PLC的构成和工作原理 6 1PLC的硬件 存储器扩展 CPU 编程器 打印机 扩展接口 I O接口 智能接口 通讯接口 其它PC 监视器 打印机 电源 系统总线 较大PLC系统框图 6 2PLC系统的基本结构 是否有网络 超时 与编程器进行信息交换 与网络进行数据交换 采集现场信号 执行用户程序 输出服务 有故障 自诊断 Y Y Y N N PLC循环顺序扫描工作流程图 N 开始 停机出错显示 停机出错显示 6 3PLC的工作原理 输入端子 输入映像寄存器 输出映像寄存器 输出锁存电路 输出端子 输入信号 输出信号 输入采样阶段 程序执行阶段 输出刷新阶段 重复工作 循环 梯形图 用户程序通过编辑器顺序输入到用户存储器 CPU对用户程序循环扫描并顺序执行 这是PC的基本工作过程 6 4PLC中用户扫描的工作过程 7PLC的程序编制 语句表也称指令表 IL InstructionList 或指令表语言 PLC的编程语言 逻辑表达式 梯形图 基本指令地址号位数 操作码 操作数 OUTQ0 0 LDI0 0 LDANDI0 1 7 1逻辑表达式 助记符语言 每条语句包含有一个操作码部分和一个操作数部分 操作码表示功能类型 操作数表示操作的对象 操作数由地址码和参数组成 这种编程方法紧凑 系统化 但比较抽象 有时先用梯形图表达 然后写成相应的指令语句再用编程器上的指令和功能键输入到PLC中 7 2常用PLC的编程指令 操作码及其涵义 表GE 1系列的PLC基本指令 梯形图逻辑 LAD 程序是与电气原理图等价的类似程序 因程序外形象阶梯 故名梯形图 触点代表逻辑 输入 条件 例 开关 按钮 内部条件调用等 线圈代表逻辑 输出 结果 例 输出寄存器位 内部变量状态存储 盒代表附加指令 例 定时器 计数器 或数学运算指令以及程序调用等 7 3梯形图 任一扫描周期开始时 CPU先将输入信号读到输入映象寄存器I0 0和I0 1内 然后执行程序 并根据运算结果更新输出信号映象寄存器Q0 0 之后处理通信和自诊断测试 扫描周期的最后才是输出映象寄存器Q0 0中的数据送给输出点 可靠性高 有很强的抗干扰能力 硬件与软件措施 通讯 网络技术趋于标准化 利于实现计算机网络控制 便于实现机 电